[发明专利]一种智能变电站站域后备保护方法

说明书

本发明属于智能变电站领域，具体涉及一种智能变电站站域后备保护方法。站域后备保护通过变电站过程层的SV网获取站内各合并单元采集的电压、电流采样值；通过过程层的GOOSE网获取站内断路器位置信息及所有主保护的动作信息；站域后备保护通过站间数据通道获取线路对端变电站的断路器位置信息、主保护动作信息及对端站域后备保护的动作信息。本发明具有科学合理、高速动性、高灵敏性、高可靠性的优点。

技术领域

本发明属于智能变电站领域，具体涉及一种智能变电站站域后备保护方法。

背景技术

在电力系统(超)高压变电站中，为满足系统稳定要求、保证设备的安全运行，应采用独立、双重化的主保护加后备保护的配置方式。双重化的主保护一般采用电流差动原理或纵联方向(距离)原理，主保护应具备较好的速动性和选择性，能准确、迅速的切除各种形式的区内故障。后备保护(包括远后备和近后备两种)是主保护或断路器拒动时，用以切除故障设备的保护。后备保护一般采用基于单端电气量的阶段式距离保护原理或方向零序过流保护原理，通过定值整定、方向元件以及动作时限的配合来保证选择性，为保证选择性又常以牺牲速动性为代价。

传统的继电保护配置方式也存在固有缺陷，例如：远后备方式实现较困难，只能以近后备+失灵保护的方式部分替代；变压器中性点直接接地的变压器容量和台数随运行方式变化较大，无法保持系统零序阻抗相对稳定，使零序过电流保护整定配合困难；各种原理的后备保护均由本地电气量构成，在复杂电网特别是短线环网中的定值和时间配合关系整定更困难。中低压变电站和高压变电站中的低电压等级母线一般不配置单独的母线差动保护，因此一旦发生母线故障，只能依靠变压器的后备保护切除，一般至少带0.5s的延时，将给母线、变压器及断路器等一次设备带来较大危害。

更严重的，当断路器拒动时，将会威胁系统稳定，带来灾难性后果。此外，在某些特定结构的电网中，变压器高压侧后备保护为了保证对变压器内部故障有足够的灵敏度，保护范围往往要伸出变压器低压侧，致使变压器后备保护与下一级后备保护的动作延时相同。这种情况下，既要避免低压出线故障时后备保护的越级跳闸，又要求在低压侧故障而保护拒动时高后备能灵敏动作，这在目前的后备保护配置方案中没有很好的解决方法。

由于主保护双重化且与后备保护分别配置，导致传统变电站的二次接线十分复杂，不但经济性差，而且给施工维护带来不便，存在较大的安全隐患。据统计，在继电保护的不正确动作原因中，由于“检修维护不良”、“运行维护不良”和“设计接线错误”导致的占1/3以上。

以传统变电站中电流互感器二次绕组的配置为例，在变压器高压侧的间隔内，电流互感器需要配置变压器差动、母线差动、后备保护、失灵保护、故障录波、计量、测量等10组以上二次绕组，不仅硬件配置重复、信息不共享、投资成本大，而且复杂的接线将导致二次回路的可靠性降低，直接影响继电保护的正常运行。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种智能变电站站域后备保护方法，本发明具有高速动性、高灵敏性、高可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能变电站站域后备保护方法，包括以下步骤：

获取站内各合并单元采集的电压、电流采样值、站内断路器位置信息及所有主保护的动作信息，以及站间数据通道获取线路对端变电站的断路器位置信息、主保护动作信息及对端站域后备保护的动作信息；

将站域后备保护的保护范围划分为包括仅包含一个元件，与元件主保护范围一致的元件差动区，由若干相邻的元件差动区合并构成的扩展差动区，区分故障位于变电站内部还是位于变电站出线的变电站差动区；

判断电力系统是处于正常运行状态还是故障状态，当判断结果为故障状态时，通过变电站内差动区的动作情况确定是变电站内部故障还是外部故障；