一种开闭所的防越级跳闸方法与流程

本发明属于配电网继电保护技术领域，涉及一种开闭所的防越级跳闸方法。

背景技术：

我国配电系统一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。目前，开闭所的继电保护功能主要由传统的三段式电流保护来实现。由于传统的三段式电流保护一般按照最严重的条件来确定保护定值，受系统运行方式与故障类型的影响较大。在不同的运行方式和故障类型下，尤其是发生单相接地故障，故障电流较小时，保护性能会严重变差甚至失效。此外，由于开闭所供电半径较短、导线截面较大、保护电流互感器的精度等原因，有时难以根据短路电流差异实现选择性，同时，开闭所开关分段层次较多，也难以通过设置延时来实现选择性。因此，采用传统的三段式过流保护，仅依靠电流级差与延时级差相互配合来实现开闭所的保护，往往会发生越级跳闸，扩大故障影响范围。

对于以上问题，目前常用的处理方法有两种：1.采用传统的三段式过流保护，开闭所进线速断保护不投入运行，当出线发生故障时，由出线速断保护动作。在这种情况下，当系统处于最小运行方式下或最不利的短路情况下，保护性能严重变差。此外，当开闭所母线故障时，变电站出口断路器动作跳闸，导致线路上其它负荷失电，扩大了停电范围。2.采用分布式站域保护方式，通过goose通信机制来实现信息传输。当出线保护动作时，闭锁进线保护。在这种情况下，由于采用了传统的三段式过流保护，当系统处于最小运行方式下或最不利的短路情况下，保护性能严重变差，尤其是发生单相接地故障，故障电流较小时，保护不启动，容易发展为相间短路故障，引起越级跳闸。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于开闭所的防越级跳闸方法，解决现有技术中存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，

一种开闭所的防越级跳闸方法,包括以下步骤：

步骤一：对保护电流互感器的二次侧电压、电流进行连续采样，并进行低通滤波和模数转换处理；

步骤二：将三个相电压的采样值相加，获得零序电压；将三个相电流的采样值相加，获得零序电流；受互感器误差等因素影响，按躲过不平衡零序电压、电流输出计算，判断线路是否出现零序分量；若不含零序分量，则进行步骤三；若含有零序分量，则判断为出现接地故障，进行步骤四；

步骤三：获取电压、电流采样值，采用自适应电流速断保护作为主保护，自适应过电流保护作为后备保护；其中，自适应电流速断保护是根据系统运行方式与故障类型来实时整定保护启动的电流值izdz，由保护装置在线求出短路电流当id≥izdz时，保护启动，同时采用通信闭锁进线保护；

步骤四：获取零序电压、电流连续采样值，对每条出线进行建模，列时域微积分方程：

其中,r0为线路零序电阻，l0为线路的零序电感，c01为线路π模型母线侧的对地电容值，c02为线路π模型负荷侧的对地电容值，u0，i0分别为保护安装处实时得到的母线零序电压值与流过线路的零序电流值；

转换为离散采样值算法，取连续采样值，利用最小二乘参数估计，建立含参数r0，l0，的方程式，求解出方程式中的c02；

当线路计算电容平均值时，其中，c(k)为电容参数估计值序列，n为计算电容的总个数，k为计算电容的个数，取值为[1,n]；判断本条线路为故障线路，保护启动，同时通信闭锁进线保护；

当其中，σ为误差限，取为50％，则判断本条线路为故障线路，保护启动，同时通信闭锁进线保护；

当其中，σ为误差限，取为50％，则判断本条线路为非故障线路，保护不启动；

当所有出线都判断为非故障线时，则判断为母线故障；进线保护启动，进线断路器跳闸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用自适应保护方法，根据不同故障类型选择最佳的保护原理，来达到最佳的保护效果。当开闭所出线发生相间短路故障时，采用自适应电流速断保护与自适应过电流保护相结合的方法来判断故障出线，当出线保护启动后通信闭锁进线保护，防止越级跳闸；当出线发生单相接地短路时，采用对地电容辨识的方法来判断故障出线，出线保护启动，通信闭锁进线保护，防止越级跳闸。

2.本发明解决了开闭所出线发生单相接地故障时可能引发的越级跳闸问题，同时提升了开闭所保护防越级跳闸的性能，使得在系统不同运行方式与不同故障类型下，保护都能取得最佳效果。

附图说明

图1是典型的开闭所主接线图；

图2是自适应保护实现流程图；

图3是自适应电流保护实现流程图；

图4是对地电容辨识实现流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

步骤一：参见图1和图2，对保护电流互感器的二次侧电压、电流进行连续采样，并进行低通滤波、模数转换等数据预处理工作。

步骤二：将三个相电压的采样值相加，可获得零序电压；将三个相电流的采样值相加，可获得零序电流。受互感器误差等因素影响，按躲过不平衡零序电压、电流输出计算，判断线路是否出现零序分量。若不含零序分量，则进行步骤三；若含有零序分量，则判断为出现接地故障，进行步骤四。

步骤三：参见图3，获取电压、电流采样值，采用自适应电流速断保护作为主保护，自适应过电流保护作为后备保护。其中，自适应电流速断保护是根据系统运行方式与故障类型来实时整定保护动作的电流值izdz，由保护装置在线求出短路电流当id≥izdz时，保护启动，同时采用通信闭锁进线保护。

步骤四：参见图4，获取零序电压、电流连续采样值，对每条出线进行建模，列时域微积分方程：

其中,r0为线路零序电阻，l0为线路的零序电感，c01为线路π模型母线侧的对地电容值，c02为线路π模型负荷侧的对地电容值，u0，i0分别为保护安装处实时得到的母线零序电压值与流过线路的零序电流值。

转换为离散采样值算法，取连续采样值，利用最小二乘参数估计，建立含参数r0，l0，的方程式，求解方程式中的c02。

当线路计算电容平均值(其中c(k)为电容参数估计值序列，n为计算电容的总个数，k为计算电容个数，取值为[1,n])时，判断本条线路为故障线路，保护启动，同时通信闭锁进线保护。

当(其中σ为误差限，取为50％)，则判断本条线路为故障线路，保护启动，同时通信闭锁进线保护。

当(其中σ为误差限，取为50％)，则判断本条线路为非故障线路，保护不启动。

当所有出线都判断为非故障线时，则判断为母线故障。进线保护启动，进线断路器跳闸。

下面例举两种具体的故障分析方法

1、出线线路故障时，防越级跳闸过程分析

首先判断是否含零序分量，进行故障分类。当不含零序分量，进入自适应电流保护程序，在线整定电流动作值，保证系统不同运行方式与不同位置故障时，保护范围达到最大。当短路电流id≥izdz，出线保护动作，同时通信闭锁进线保护，防止越级跳闸。当含有零序分量时，进入对地电容辨识程序，判断本线路是否故障。若故障，出线保护动作，通信闭锁进线保护，防止越级跳闸。

2、母线故障，防越级跳闸过程分析

首先是否判断是否含零序分量，进行故障分类。当不含零序分量时，进入自适应电流保护程序，在线整定电流动作值。当短路电流id≥izdz，进线保护动作，同时通信闭锁变电站出口断路器保护，防止越级跳闸。当含有零序分量时，进入对地电容辨识程序，当判断出线线路都未故障时，则判断为母线接地故障，进线保护动作，同时通信闭锁变电站出口断路器保护，避免可能引起的越级跳闸。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。