本发明专利涉及一种变电站快速远后备保护装置及保护方法，属于电力自动化技术领域。
背景技术：
电力系统保护分为主保护和后备保护。后备保护可分为远后备保护和近后备保护。远后备保护就是当主保护或断路器拒动时，由相邻的电力设备或线路的保护来实现的后备保护。远后备保护的主要作用是当下一级变电站的被保护元件，在某些特殊工况下(如变电站火灾等重大事故引起的全站直流消失)不能及时切除故障时，由上一级变电站的线路通过远后备保护切除故障，保证电力设备的安全。但是为了防止保护越级跳闸，目前一般是通过延长远后备保护动作时间来保证保护动作的选择性，动作时间一般大于1.5s。
目前随着特高压交直流混联电网的建设，直流系统在电网中的比重越来越大，当直流换流站近区发生上述特殊故障时，若由目前的远后备保护动作切除故障，由于切除时间过长，会导致直流发生连续的换相失败，严重时发生直流闭锁等情况，给电网的安全稳定运行带来严重的影响。
目前通信技术、智能变电站技术的快速发展以及电网结构的不断完善，变电站之间的联系已由点与点的联系变成了网状联系。此时通过全域信息为变电站远后备保护提供一个快速可靠的判据，使得远后备保护在上述特殊工况下能够快速动作，切除故障。
专利内容
本发明为解决上述技术问题提供了一种变电站快速远后备保护装置及保护方法，该方法能够快速准确识别相邻变电站全站直流消失的特殊工况，并为远后备保护提供可靠的判据，使远后备保护快速动作。
本发明提供一种变电站快速远后备保护方法，包括：
至少具有三个变电站，直接输电线连接的变电站之间相互发送闭锁信号，其中与任意一个变电站i有直接输电线连接的变电站ii均会通过至少两条线路接收到变电站i发出的闭锁信号，其中一条线路为直接由变电站i发送到变电站ii，其余线路为变电站i发生经至少一个除变电站i和变电站ii以外的变电站中转发送到变电站ii；
监控变电站i与变电站ii之间输电线路的电流值和/或阻抗值和/或零序电流值；
当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时且变电站ii无法接收到变电站i的所有来自不同线路的闭锁信号时，无延时地切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。
优选地，本发明的变电站快速远后备保护方法，在能够接收到闭锁信号的情况下，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时，分别延时一段时间后切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。
优选地，本发明的变电站快速远后备保护方法，所述一段时间为1-5s。
本发明还提供一种变电站快速远后备保护装置，设置在至少三个变电站上，所述保护装置包括：
通信模块，设置在每个变电站处，用于在直接输电线连接的变电站之间发送信号，其中与任意一个变电站i有直接输电线连接的变电站ii均会通过至少两条线路接收到变电站i发出的闭锁信号；
过电流元件，监控输电线路的电流值；
阻抗元件，监控输电线路阻的抗值；
零序电流元件，监控输电线路的零序电流值；
线路控制模块，用于将电流值和/或阻抗值和/或零序电流值分别与预设值进行比较，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时并且变电站ii无法接收到变电站i的所有来自不同线路的闭锁信号时，无延时地控制出口跳闸切断输电线路。
优选地，本发明的变电站快速远后备保护装置，还包括延时元件，用于在能够接收到闭锁信号的情况下，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时，分别延时一段时间后切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。
优选地，本发明的变电站快速远后备保护装置，所述延时元件的延时时间为1-5s。
本发明的变电站快速远后备保护方法和装置，在正常情况下，变电站ii保护装置接收被保护变电站i发送过来的闭锁信号，防止变电站的保护装置越级误动；被保护变电站i发生全站直流消失且有故障的特殊工况时，变电站i的通信模块也失去电源，其发送的闭锁信号消失；相邻的变电站ii收不到变电站i发送的闭锁信号，也收不到其它变电站转发的本变电站的闭锁信号，启动远后备保护的逻辑判断，断开与故障变电站的线路。本发明可在变电站全站直流消失的特殊工况下，使得相邻变电站的远后备保护快速动作，切除故障，避免了输电系统长时间处于故障状态，同时通过接收多条线路接的闭锁信号，可防止误操作。
附图说明
图1为本发明原理示意框图；
图2为本发明的变电站快速远后备保护装置的判别逻辑原理图；
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种变电站快速远后备保护装置，包括：
通信模块，设置在每个变电站处，用于在直接输电线连接的变电站之间发送信号，其中与任意一个变电站i有直接输电线连接的变电站ii均会通过至少两条线路接收到变电站i发出的闭锁信号；
过电流元件，监控输电线路的电流值；
阻抗元件，监控输电线路阻的抗值；
零序电流元件，监控输电线路的零序电流值；
线路控制模块，用于将电流值和/或阻抗值和/或零序电流值分别与预设值进行比较，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时并且变电站ii无法接收到变电站i的所有来自不同线路的闭锁信号时，无延时地控制出口跳闸切断输电线路；
延时元件，用于在能够接收到闭锁信号的情况下，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时，分别延时一段时间后切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。所述延时元件的延时时间为1-5s，如1s、2s、3s、4s、5s等等，电流、阻抗、零序电流的延时可以是3个不同的值。
本实施例还提供一种变电站快速远后备保护方法，包括：
至少具有三个变电站，直接输电线连接的变电站之间相互发送闭锁信号，其中与任意一个变电站i有直接输电线连接的变电站ii均会通过至少两条线路接收到变电站i发出的闭锁信号，其中一条线路为直接由变电站i发送到变电站ii，其余线路为变电站i发生经至少一个除变电站i和变电站ii以外的变电站中转发送到变电站ii；
监控变电站i与变电站ii之间输电线路的电流值和/或阻抗值和/或零序电流值；
当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时且变电站ii无法接收到变电站i的所有来自不同线路的闭锁信号时，无延时地切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。
在能够接收到闭锁信号的情况下，当电流值超过预设电流值和/或阻抗值低于预设阻抗值和/或零序电流值超过预设零序电流值时，分别延时一段时间后切断变电站i与变电站ii连接的输电线路。所述一段时间优选为1-5s，如1s、2s、3s、4s、5s等等，电流、阻抗、零序电流的延时可以是3个不同的值。
如图2所示：变电站ii的通信模块会接受其它变电站(如变电站i)发来的闭锁信号a，同时也会向其它变电站发送闭锁信号b，依据以下逻辑进行来控制变电站ii与变电站i的电闸的闭合：只需满足以下一个条件就控制开关切断输电线路：
a，收不到变电站i发来的闭锁信号a，且以下三个条件中至少有一个满足：电流值超过预设电流值、阻抗值低于预设阻抗值、零序电流值超过预设零序电流值；
b，收到变电站i发来的闭锁信号a，且以下三个条件中至少有一个满足：电流值超过预设电流值、阻抗值低于预设阻抗值、零序电流值超过预设零序电流值；
其中满足a条件时为无延时动作；满足b条件为延时动作。
下面就以3个变电站为例，如图1所示，有变电站a、变电站b、变电站c三个变电站，其分别配置了快速远后备保护。正常工作时，变电站a的快速远后备保护分别向变电站b和变电站c发送闭锁信号a，变电站b的快速远后备保护分别向变电站a和变电站c发送闭锁信号，变电站c的快速远后备保护分别向变电站a和变电站b发送闭锁信号。同时变电站b将接收到的闭锁信号a转发给变电站c，变电站c将接收到的闭锁信号a转发给变电站b，变电站a将接收到的闭锁信号转发给变电站c，变电站a、变电站b、变电站c会相互转发接收到的闭锁信号。也即变电站b的快速远后备保护能够接收到与变电站a发出的两条闭锁信号a数据流(数据流1：直接由变电站a发出，数据流2：变电站a发出经变电站c转发)。
以变电站a发生故障为例，当变电站a发生全站直流电流消失的特殊情况下，变电站a的快速远后备保护装置失电，通信模块发送的闭锁信号a消失。如图2所示，变电站b接收不到变电站a直接传输过来的闭锁信号a，也接收不到变电站c转发过来的闭锁信号a，变电站b中的快速远后备保护开放快速动作功能，投入工作。经过就地判据判别有故障时，将连接变电站a与变电站b之间的输电线路切断。同理，变电站c中的快速远后备保护将变电站a与变电站c之间的输电线路切断，将发生故障的变电站a从电力网络中快速的切除及隔离；
本发明的优点在于：
(1)采用闭锁方式避免快速远后备保护软压板的误动。即：变电站a全站电流消失，变电站a失去电源，闭锁信号就会消失，即可开放变电站b的快速远后备保护软压板b的快速动作段。而无需给快速远后备保护软压板a配置额外的电源，用以判别变电站a全站电流消失的情况。
(2)变电站之间的通信只发送和接收闭锁信号，其通信量很小，占用原来变电站之间的通信带宽非常小，可不增加通信设备的投资建设，且易于实现。
(3)采取全域信息方式，避免快速动作段误开放。即：快速远后备保护软压板b除了直接来自变电站a发送的闭锁信号a外，还接收变电站c转发的闭锁信号a。这样可以避免两个变电站之间通信故障时，因收不到闭锁信号，发生切断输电线路的误操作。
(4)快速远后备保护的就地判据可包括采用过电流判据、阻抗判据、零序电流判据等所有远后备保护方式，避免某种保护原理灵敏度不足的问题。
(5)本发明所述的闭锁信号，只闭锁远后备保护的快速动作段，当条件满足时，远后备保护依然可以通过长延时，躲过主保护和近后备保护的动作时间，动作于跳闸，而不受闭锁信号的影响。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。