一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法
【专利摘要】本发明公开一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，包括如下步骤：利用保护的正、反方向识别元件，根据正反方向元件动作先后顺序判别输电线路是否出现功率倒向情况；计算区外故障断路器分闸时间和允许式命令纵联保护通道传输时间，当判定输电线路出现功率倒向时，将前述两个时间处理形成附加延时，通过对纵联保护附加延时，使其在功率倒向时不发生误动作；当判定为非功率倒向时，纵联保护不增加附加延时。此种纵联保护方法可避免功率倒向时纵联保护不正确动作。
【专利说明】一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统领域中继电保护的自动适应输电线路功率倒向纵联保护实现方法。
【背景技术】
[0002]随着输电网络结构日趋复杂，同杆并架双回、多回输电方式在超高压、特高压线路已多见应用。如图1所示，II回线靠近M侧出口发生故障，该线路M侧断路器切除时间可能会早于N侧断路器，此时非故障线路I回线功率传输方向出现变化，形成功率倒向可造成I回线纵联保护不正确动作。随着直流线路的日趋增多，交直流混联电网中直流控制保护的快速动作特性也易于在交流输电线路上形成功率倒向现象。
[0003]传统的纵联保护适应功率倒向主要采取如下方法:由于何时出现功率倒向取决于邻线断路器的分闸速度，因此假定从邻线故障到断路器分闸时间差大于固定值TA，当本线保护启动后TA时间段内若纵联保护未动作，均视为本线路出现功率倒向现象，此后纵联保护动作需要增加TB的固定延时，以避免功率倒向时对侧纵联保护信号在通道上的传输延时造成纵联保护误动作。
[0004]而随着技术的发展，断路器分闸速度的加快，以及交直流网络中直流快速闭锁导致功率方向快速转换，邻线故障后本线将很快出现功率倒向，从而造成TA时间选取难度加大，无法适应不同的系统结构；另外，随着继电保护专用通道资源的日趋紧缺，越来越多的纵联保护在特殊情况下采用公网通道，公网通道传输时间相对较长且无规定上限，而常规纵联保护采用的TB固定延时无法适应不同的通道传输时间。由于上述两点原因，造成传统的纵联保护在功率倒向时由于正方向元件和闭锁(允许)信号时序配合问题出现误动作。
[0005]正是基于前述分析，为了解决输电线路功率倒向对于纵联保护造成的影响，本案由此产生。
【发明内容】
[0006]本发明的目的，在于提供一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其可避免功率倒向时纵联保护不正确动作。
[0007]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
[0008]一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，包括如下步骤:
[0009](I)利用保护的正、反方向识别元件，根据正反方向元件动作先后顺序判别输电线路是否出现功率倒向情况；
[0010](2)计算区外故障断路器分闸时间和允许式命令纵联保护通道传输时间，当判定输电线路出现功率倒向时，将前述两个时间处理形成附加延时，通过对纵联保护附加延时，使其在功率倒向时不发生误动作；当判定为非功率倒向时，纵联保护不增加附加延时。
[0011]上述步骤(I)的具体判别方法是:根据保护正、反方向识别元件动作情况，若呈现反方向识别元件先动作，正方向识别元件后动作的特征，认为本输电线路出现功率倒向情况。
[0012]上述步骤(2)中，允许式命令纵联保护通道传输时间T_TRANS的计算方式是:实时计算保护反方向识别元件动作和通道收到允许信号的时间差。
[0013]上述步骤(2)中，区外故障断路器分闸时间T_REV的计算方法是:实时计算本侧保护反方向识别元件动作和返回的时间差。
[0014]上述步骤(2)的详细内容是:识别线路出现功率倒向时，对于允许式命令纵联保护，通过实时计算的通道传输时间T_TRANS和区外故障断路器分闸时间T_REV，两者相比取小值赋给纵联保护的附加延时T_add，当纵联保护动作条件满足后，经T_add附加延时纵联保护才动作；对于闭锁式命令纵联保护，取T_add=T_REV，当纵联保护动作条件满足后，经T_add附加延时纵联保护才动作。
[0015]采用上述方案后，本发明利用保护启动后反方向元件先于正方向元件动作的特征，识别输电线路出现功率倒向，保护根据输入电压电流量形成的方向元件识别功率倒向情况，通过增加附加延时避免功率倒向时纵联保护不正确动作，本发明能适应交直流混联输电网络、高速的断路器分闸以及各种通道传输时间的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是双回输电线路示意图；
[0017]图2是本发明识别功率倒向状态逻辑图；
[0018]其中，
[0019]a表不反方向识别兀件满足时输出I,否则输出O ;
[0020]b表不正方向识别兀件满足时输出I,否则输出O ;
[0021]c表示“启动延时”逻辑，当输入由O变I时，经过延时tl输出1，当输入为O不变或由I变为O时，不经延时直接让输出等于输入；
[0022]d表示“返回延时”逻辑，当输入由I变O时，经过延时t2输出0，当输入为I不变或由O变为I时，不经延时直接让输出等于输入；
[0023]e表示“与”门操作；
[0024]f表示“功率倒向状态”识别输出。
【具体实施方式】
[0025]以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0026]如图1所示，是本发明所应用的双回输电线路示意图，其中，保护安装于I回线两侦U。当II回线M侧出口发生故障时，II回线M侧断路器BRK3先于N侧分闸。II回线M侧断路器BRK3分开后，I回线将出现功率倒向情况。
[0027]本发明提供一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，包括如下步骤:
[0028](I)利用保护的正、反方向识别元件(包括距离、零序、变化量等方向元件)的动作先后顺序判别输电线路是否出现功率倒向的情况；
[0029]结合图1所示，当II回线靠近M侧发生故障，I回线M侧保护的反方向识别元件将动作；当11回线M侧断路器BRK3分闸造成I回线出现功率倒向后，I回线M侧保护的正方向识别元件将动作。本发明正是利用保护启动后反方向识别元件先于正方向识别元件动作的特征，识别输电线路出现了功率倒向。
[0030](2)计算区外故障断路器分闸时间和允许式命令纵联保护通道传输时间，当判定输电线路出现功率倒向时，将前述两个时间处理形成附加延时，通过对纵联保护附加延时，使其在功率倒向时不发生误动作；当判定为非功率倒向时，纵联保护不增加附加延时。
[0031]具体来说，取消传统纵联保护针对功率倒向增加的固定延时TB，实时计算断路器分闸时间和通道传输时间形成附加延时T_add，该附加延时采用如下方式计算:
[0032]保护启动后,反方向识别元件动作开始计时,反方向识别元件返回停止计时。该计时长度T_REV可反映邻线从故障发生到断路器分闸时长；
[0033]当纵联保护采用允许式命令时:保护启动后，反方向识别元件动作开始计时，当收到对侧纵联保护允许信号时停止计时。该计时长度T_TRANS可反映允许式命令纵联保护通道传输延时。
[0034]根据上述实时计算得到的时间，结合保护功率倒向识别情况，形成纵联保护附加延时T_add,具体如下。
[0035]对于允许式命令纵联保护:
[0036]
【权利要求】
1.一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其特征在于包括如下步骤: (1)利用保护的正、反方向识别元件，根据正反方向元件动作先后顺序判别输电线路是否出现功率倒向情况； (2)计算区外故障断路器分闸时间和允许式命令纵联保护通道传输时间，当判定输电线路出现功率倒向时，将前述两个时间处理形成附加延时，通过对纵联保护附加延时，使其在功率倒向时不发生误动作；当判定为非功率倒向时，纵联保护不增加附加延时。
2.如权利要求1所述的一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其特征在于:所述步骤(1)的具体判别方法是:根据保护正、反方向识别元件动作情况，若呈现反方向识别元件先动作，正方向识别元件后动作的特征，认为本输电线路出现功率倒向情况。
3.如权利要求1所述的一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中，实时计算保护反方向识别元件动作和通道收到允许信号的时间差T_TRANS，该值反映允许式命令纵联保护单方向通道传输时间。
4.如权利要求1所述的一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其特征在于:所述步骤(2)中，实时计算本侧保护反方向识别元件动作和返回的时间差1'_1?￥，该值反映区外故障断路器分闸时间。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的一种自动适应输电线路功率倒向的纵联保护方法，其特征在于所述步骤(2)的详细内容是:识别线路出现功率倒向时，对于允许式命令纵联保护，通过实时计算的通道传输时间T_TRANS和区外故障断路器分闸时间T_REV，两者相比取小值赋给纵联保护的附加延时T_add，当纵联保护动作条件满足后，经T_add附加延时纵联保护才动作；对于闭锁式命令纵联保护，取T_add=T_REV，当纵联保护动作条件满足后，经T_add附加延时纵联`保护才动作。
【文档编号】H02H7/28GK103683233SQ201310717326
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】赵青春, 朱晓彤, 谢华, 刘奎, 戴光武, 徐晓春, 胡习 申请人:南京南瑞继保电气有限公司, 国家电网公司, 国网四川省电力公司