专利名称：变压器后备保护智能跳闸的实现方法
技术领域：
本发明涉及继电保护技术，更特定言之，本发明是关于一种变压器后备保护智能跳闸的实现方法。
背景技术：
变压器保护作为主设备的继电保护装置，除配置主保护外，变压器各侧需配置相应的后备保护作为变压器的近后备及系统内相关设备的远后备功能，后备保护的整定原则通常均以变压器的额定电流整定，这样时限上必须和系统内其他设备配合，为了保证逐级配合的原则，变压器高压侧后备保护的整定时间相对较长，很难起到近后备的作用，同时中低压侧后备保护由于需要和出线保护配合，动作时间也较长。 整定原则就决定了变压器后备保护的选择性相对较差，在动作跳闸时，通过逐级跳闸方式，通常先跳母联分段断路器，再跳相应侧断路器，再跳主变三侧断路器，保护整定只能按照最常用的运行方式整定，像主变充电等情况，只能通过运行人员切换定值区等方式调整。随着智能变电站的发展，过程层网络中的信息是丰富而全面，能够包括出线保护的启动元件、动作元件，断路器智能终端记录的断路器位置等信息，目前变压器后备保护未收集相关信息，对变压器后备保护的动作跳闸进行优化。目前变压器后备保护跳闸方式的缺点I、运行方式调整时，变压器后备保护的跳闸方式无法自动适应，造成保护动作时间较长。2、由于IlOkV电压等级下未配置失灵保护，断路器的失灵造成的事故扩大为系统的影响很大。
发明内容
本发明基于智能变电站中的过程层网络信息，在变压器后备保护定值整定原则不变的情况，利用出线保护的动作信息，断路器的位置信息，优化变压器后备保护跳闸策略，实现变压器后备保护智能跳闸，提高变压器后备的选择性，提高变压器后备保护的动作速度，进而保证系统的稳定、可靠。本发明所要解决的问题I)变压器充电时，目前由运行人员切换定值区，利用变压器高压侧复压过流保护做为变压器的充电保护，修改其动作时间、定值及跳闸方式，本发明提出了利用变压器高压侧断路器位置变化和电流变化，识别变压器充电状态，修改主变高压侧后备保护中的复压过流保护动作时间和跳闸对象。2)利用断路器位置变化，缩小原有整定的时限级差，时限加速跳闸的目的，尽快解
除故障。3)利用过程层网络中出线保护的启动元件、动作元件及断路器位置，变压器各侧保护的启动元件等，确定故障点位置，尽快解除故障。本发明的有益效果是基于以下技术方案来实现的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，包括主保护和与之相配置的后备保护，并包括以下步骤I)识别变压器充电状态，自动投入充电保护；2)根据断路器位置变化进行加速跳闸；3)根据出线保护的启动及动作元件的状态信息进行跳闸。进一步地,在步骤I)中进一步包括以下步骤
I)变压器高压侧断路器开关位置从分开变为合位；2)检测变压器各侧是否由无电流变为单侧有电流，若是，则根据一个整定逻辑调整高压侧复压过流逻辑，并调整跳闸对象；3)检测变压器的充电状态，若变压器电流大于变压器两侧电流，若是，则根据所述整定逻辑恢复高压侧过流初始整定定值和初始跳闸对象。进一步地，在步骤2)中进一步包括以下步骤I)向断路器发送一个跳闸命令，并对断路器的开关位置进行检测；2)若检测到断路器开关位置分位并检测到返回保护启动值，则接收返回的保护启动值，若检测到断路器开关位置分位而未检测到返回保护启动值，则进一步检测断路器是否分位；3)若未检测到断路器分位，则等待一个预定时限，若检测到断路器分位，则向下一级断路器发送一个跳闸命令。进一步地，对步骤I)至3)设定一个跳闸时限I，若超出所述跳闸时限则按照所述整定逻辑的整定定值进行跳闸动作。进一步地,在步骤3)中进一步包括以下步骤I)启动变压器本侧总后备保护；2)检测断路器是否并列运行，若是，则进一步检测是否出线保护过流启动，若否，则检测是否本母线出线保护过流启动；3)若未检测到出线保护过流启动，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令，若检测到出线保护过流启动，则检测是否进行出线保护动作。
4 )若检测到本母线出线保护过流启动，则检测是否进行本母线出线保护动作。进一步地，在步骤3)中，若检测到出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出线保护动作，则等待一个预定时限。进一步地，若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令。进一步地，在步骤4)中，若检测到本母线出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出母线出线保护动作，则等待一个预定时限。进一步地，若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除本侧断路器状态，并发送本侧断路器跳闸命令。
以下将参照附图来描述本发明的详尽实施方式，其中图I为本发明变压器充电时的智能跳闸步骤的流程图；图2为本发明加速跳闸实现步骤的流程图；图3为本发明利用出线启动及动作信息的智能跳闸实现方式的流程图；图4为作为本发明优选实施例的变压器低压复压过流保护方法流程图；图5为作为本发明优选实施例的变压器高压侧复压方向过流保护方法流程图。
具体实施方式
本发明变压器后备保护智能跳闸的实现方法，包括主保护和与之相配置的后备保护，并包括以下步骤I)识别变压器充电状态，自动投入充电保护；2)根据断路器位置变化进行加速跳闸；3)根据出线保护的启动及动作元件的状态信息进行跳闸。进一步地参照图1，在步骤I)中进一步包括以下步骤I)变压器高压侧断路器开关位置从分开变为合位；2)检测变压器各侧是否由无电流变为单侧有电流，若是，则根据一个整定逻辑调整高压侧复压过流逻辑，并调整跳闸对象；3)检测变压器的充电状态，若变压器电流大于变压器两侧电流，若是，则根据所述整定逻辑恢复高压侧过流初始整定定值和初始跳闸对象。进一步地参照图2，在步骤2)中进一步包括以下步骤I)向断路器发送一个跳闸命令，并对断路器的开关位置进行检测；2)若检测到断路器开关位置分位并检测到返回保护启动值，则接收返回的保护启动值，若检测到断路器开关位置分位而未检测到返回保护启动值，则进一步检测断路器是否分位；3)若未检测到断路器分位，则等待一个预定时限，若检测到断路器分位，则向下一级断路器发送一个跳闸命令。进一步地，对步骤I)至3)设定一个跳闸时限I，若超出所述跳闸时限则按照所述整定逻辑的整定定值进行跳闸动作。进一步地参照图3，在步骤3)中进一步包括以下步骤I)启动变压器本侧总后备保护；2)检测断路器是否并列运行，若是，则进一步检测是否出线保护过流启动，若否，则检测是否本母线出线保护过流启动；3)若未检测到出线保护过流启动，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令，若检测到出线保护过流启动，则检测是否进行出线保护动作。4 )若检测到本母线出线保护过流启动，则检测是否进行本母线出线保护动作。进一步地，在步骤3)中，若检测到出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出线保护动作，则等待一个预定时限。
进一步地，若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令。进一步地，在步骤4)中，若检测到本母线出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出母线 出线保护动作，则等待一个预定时限。进一步地，若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除本侧断路器状态，并发送本侧断路器跳闸命令。在本发明的优选实施例中，以降压变220kV变压器保护的高压侧复压方向过流保护和低压侧复压过流保护为例说明，参照图4 变压器低压侧复压过流保护变压器低压侧复压过流保护作为变压器低压侧出线、低压侧母线故障的后备保护。其定值按照变压器额定容量整定，时间配合低压侧出线过流保护最长时间。这里假设低压侧出线过流保护最长时间为，保护过流整定时间级差为O. 3S。那么低压侧复压过流保护三个时限的整定定值的整定时间为I时限跳主变低压侧分段开关，2时限跳主变低压侧开关，3时限跳主变三侧开关。①当主变低压侧分段开关断开当主变低压侧分段开关断开，那么保护装置则改变跳闸逻辑，低压侧复压过流I时限跳主变低压侧开关，同时监视开关位置，如果开关已经分开(设从保护I时限动作到开关分位动作之间的时间为)，此时复压过流未返回(本方案中过流未返回均指故障电流大于过流定值)，则考虑在判别开关断开后加时间直接跳主变三侧开关，也就是复压过流2时限动作时间为的时间，当然了这个时间如果大于保护配合级差O. 3s，则保护按照事先自动生成的时间定值跳闸。②当主变低压侧分段合位当主变低压侧分段开关合位，那么保护装置按照整定的跳闸逻辑，低压侧复压过流I时限跳主变低压侧分段开关，同时监视开关位置，如果低压侧分段开关已经分开(设从保护I时限动作到分段开关分位动作之间的时间为)，此时复压过流未返回，则考虑在判别开关断开后加时间直接跳主变低压侧开关，也就是复压过流2时限动作时间为的时间，当然了这个时间如果大于保护配合级差O. 3s，则保护按照事先自动生成的时间定值跳闸，2时限动作后继续监视低压侧开关断路器位置，智能调整跳闸策略。如图5所示，变压器高压侧复压方向过流保护作为变压器内部故障、中低压侧母线故障的后备保护。其定值按照变压器额定容量整定，时间配合中压侧复压方向过流保护和低压侧复压过流保护时间。这里假设中压侧复压方向过流保护2时限时间定值为，低压侧复压过流保护3时限时间定值为，保护过流整定时间级差为O. 3S。那么高压侧复压方向过流保护两个时限的整定定值的整定时间为
I时限跳主变中压侧开关，2时限跳主变三侧开关。由于高压侧复压方向过流与中压侧复压方向过流、低压侧复压过流的配合关系，则高压侧根据中压侧复压方向过流启动和低压侧复压过流启动智能判别故障位置并调整跳闸策略。①当中压侧复压方向过流未启动当高压侧复压方向过流启动，而中压侧复压方向过流未启动(仅过流启动，不考虑方向)，则表明故障点在主变低压侧(包括主变低压侧引线及低压侧母线、出线等)，在根据低压侧复压过流启动元件判别；a)如果低压侧复压过流启动，那么高压侧复压方向过流无需和中压侧复压方向过流配合，则调整高压侧复压方向过流保护I时限动作时间和跳闸对象，I时限时间设定为 O.2S，跳闸逻辑原设定I时限跳主变中压侧，改为I时限跳主变低压侧开关；b)如果低压侧复压过流未启动则表明故障点在主变区内，直接设定高压侧复压方向过流保护I时限跳主变三侧开关，动作时间为O. 3S动作。②当低压侧复压方向过流未启动当高压侧复压方向过流启动，而低压侧复压方向过流未启动(仅过流启动)，则表明故障点在主变中压侧(包括主变中压侧引线及中压侧母线、出线等)，再根据中压侧复压过流启动元件判别a)如果中压侧复压方向过流启动(仅考虑过流启动，不考虑方向)，那么高压侧复压方向过流无需和低压侧复压过流配合，则调整高压侧复压方向过流保护I时限动作时间，I时限时间设定为O. 2S ；b)如果低压侧复压过流未启动则表明故障点在主变区内，直接设定高压侧复压方向过流保护I时限跳主变三侧开关，动作时间为O. 3S动作。本发明的优选实施方式仅为绘示之用，并非是对本发明的技术方案的限制，本发明的技术精神涵盖于本发明所附权利要求主张的技术内容中。
权利要求
1.变压器后备保护智能跳闸的实现方法，包括主保护和与之相配置的后备保护，其特征在于包括以下步骤 1)识别变压器充电状态，自动投入充电保护； 2)根据断路器位置变化进行加速跳闸； 3)根据出线保护的启动及动作元件的状态信息进行跳闸。
2.如权利要求I所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于在步骤I)中进一步包括以下步骤 变压器高压侧断路器开关位置从分开变为合位； 检测变压器各侧是否由无电流变为单侧有电流，若是，则根据一个整定逻辑调整高压侧复压过流逻辑，并调整跳闸对象； 检测变压器的充电状态，若变压器电流大于变压器两侧电流，若是，则根据所述整定逻辑恢复高压侧过流初始整定定值和初始跳闸对象。
3.如权利要求I所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于在步骤2)中进一步包括以下步骤 向断路器发送一个跳闸命令，并对断路器的开关位置进行检测； 若检测到断路器开关位置分位并检测到返回保护启动值，则接收返回的保护启动值，若检测到断路器开关位置分位而未检测到返回保护启动值，则进一步检测断路器是否分位； 若未检测到断路器分位，则等待一个预定时限，若检测到断路器分位，则向下一级断路器发送一个跳闸命令。
4.如权利要求3所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于对步骤I)至3)设定一个跳闸时限I，若超出所述跳闸时限则按照所述整定逻辑的整定定值进行跳闸动作。
5.如权利要求I所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于在步骤3)中进一步包括以下步骤 启动变压器本侧总后备保护； 检测断路器是否并列运行，若是，则进一步检测是否出线保护过流启动，若否，则检测是否本母线出线保护过流启动； 若未检测到出线保护过流启动，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令，若检测到出线保护过流启动，则检测是否进行出线保护动作。
若检测到本母线出线保护过流启动，则检测是否进行本母线出线保护动作。
6.如权利要求5所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于在步骤3)中，若检测到出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出线保护动作，则等待一个预定时限。
7.如权利要求6所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除并列运行的断路器状态，并发送并列运行的断路器跳闸命令。
8.如权利要求5所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于在步骤4)中，若检测到本母线出线保护动作，则检测是否返回本侧过流保护启动值，若未检测到出母线出线保护动作，则等待一个预定时限。
9.如权利要求8所述的变压器后备保护智能跳闸的实现方法，其特征在于若检测到本侧过流保护启动值返回，则接收返回的本侧过流保护启动值，若未检测到本侧过流保护启动值返回，则进一步解除本侧断路器状态，并发送本侧断路器跳闸命令。
全文摘要
本发明公开了一种变压器后备保护智能跳闸的实现方法，包括主保护和与之相配置的后备保护，其特征在于包括以下步骤1)识别变压器充电状态，自动投入充电保护；2)根据断路器位置变化进行加速跳闸；3)根据出线保护的启动及动作元件的状态信息进行跳闸。
文档编号H02H7/04GK102723697SQ20121020803
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者刘莹, 唐明, 张尧, 沈竹, 裘愉涛 申请人:湖州电力局