[发明专利]智能变电站站域差动保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电力工程的继电保护自动化领域，用于提高电力系统运行的安全可靠性，特别涉及一种智能变电站站域差动保护方法。

背景技术

变电站（Substation）是把一些电力装置组合起来，用以变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站主要组成为：馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），电压互感器TV（PT）、电流互感器TA(CT），避雷针。变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(27.5kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站；10kV开闭所；箱式变电站。

目前，变电站已经普遍采用光纤通信技术，同步精度已能够满足保护的要求，高速发展的网络技术满足了日益增加的对网络传输能力和安全、可靠性能的需求，IEC61850 标准也有效地解决了原有系统信息集成和共享的复杂程度和技术实现问题，这些先进技术的应用为智能变电站的信息共享奠定了基础，也为站域差动保护的研究、实施提供了可能性。利用智能变电站内信息可灵活共享的特点，以变电站整体作为被保护对象，利用全站输入、输出各元件的电压、电流信息及设备动作、状态等信息集中决策，完成站域差动保护的信息采集，实现全站集中式差动后备保护功能。

目前，中国电力系统中，在智能变电站差动保护方法上，都是采用整站保护方式。也就是说，当差动保护方法判断出现故障时，会控制整个变电站的断路器动作，从而起到保护变电站的目的。例如，中国专利号为200910025578.1的发明专利公开的一种采样值差流启动的相量差动保护方法，这种保护方法结合了采样值差动和相量差动的优点，具有较高的抗干扰性和可靠性，但是依旧是通过控制整站输入或输出的方式来达到保护变电站的目的。这种保护方法，虽然起到了保护整个变电站的作用，但是也影响了整个变电站覆盖范围内的供电，并不能有针对性地控制变电站内某个或某些发生故障变压器的工作状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足提供一种既能全面保护变电站，又能有针对性地关闭故障变压器，对用户影响范围小的智能变电站站域差动保护方法。

为解决上述技术问题，本智能变电站站域差动保护方法包括以变电站为主的大差动保护模式和以各变压器为主的两个以上的小差动保护模式，大差动保护模式为启动元件，任一小差动保护模式为动作元件，当上述两个条件同时满足时，差动保护出口动作，小差保护模式还是故障选择元件。

本智能变电站站域差动保护方法是通过双差动保护模式来实现既能全面保护变电站，又能有针对性地关闭故障变压器，对用户影响范围小的。

双差动保护模式主要是指在本智能变电站站域差动保护方法中包含有两套差动保护模式，即大差动保护模式和小差动保护模式。为方便叙述，将大差动保护模式称为大差或大差模式，将小差动保护模式称为小差或小差模式。大差模式的保护范围以变电站为主，也就是说整个变电站都是大差模式的保护对象保护保护范围，因此大差模式的数量只有一套。小差模式的保护对象或保护范围是变电站内的单台变压器及其相关设备。变电站中有几台变压器就有几套小差模式，每套小差模式只保护与其相对应的变压器及其相关设备。在本智能变电站站域差动保护方法中，大差模式作为启动元件，用以区分变电站区内外故障。而小差模式即是动作元件，也是故障选择元件。

本双差动保护模式的工作过程为：正常运行方式下，当大差模式和某一小差模式均满足判据时，跳开小差模式对应变压器的高压侧断路器、中压侧纳入本小差模式的支路断路器、中压侧母线母联断路器、低压侧断路器和低压侧母线分段断路器。若仅大差模式满足动作判据，经延时后跳开中压侧所有元件。由上述过程可知，当变电站发生故障时，启动条件满足，大差模式启动。当任一变压器发生故障时，与该变压器对应的小差模式动作，本双差动保护模式出口动作。本双差动保护模式出口动作后，选择该动作的小差模式作为故障选择元件，并控制其对应变压器的高压侧断路器、中压侧纳入本小差模式的支路断路器、中压侧母线母联断路器、低压侧断路器和低压侧母线分段断路器。这样，变电站出现故障时，本智能变电站站域差动保护方法会准确地判据出现故障的变压器，并只切断该变压器的输入输出线路，不会切断整个变电站的输入输出线路，这样，同一变电站内其他未出现故障的变压器的运行将不受影响，保证了变电站的工作可靠性和供电的稳定性。