[发明专利]基于区域双类故障特征的距离Ⅲ段防误动系统及方法

摘要

基于区域双类故障特征的距离III段防误动系统及方法，属于电力系统继电保护技术领域。该系统包括保护系统故障特征模块和电网故障特征模块，保护系统故障特征模块利用保护系统故障特征实现对上级III段保护的开放或闭锁；电网故障特征模块利用电网故障特征实现对上级III段保护的开放或闭锁，是对保护系统故障特征模块的有效补充。当下级系统发生故障时，上级保护装置根据距离III段动作判据判断是否延时动作，同时保护系统故障特征模块和电网故障特征模块利用区域中采集的保护系统故障特征和电网故障特征确定是否开放距离III段。本发明可实现良好的防误动效果，有效提升距离III段防误动、防连锁跳闸能力，完善了远后备功能，保证过渡期系统的安全有效运行。

主权项

1.基于区域双类故障特征的距离Ⅲ段防误动系统，其特征在于，该系统包括保护系统故障特征模块和电网故障特征模块；所述保护系统故障特征模块利用保护系统故障特征实现对上级元件Ⅲ段保护的开放或者闭锁,包括判断下级站中TV、TA是否断线部分、判断下级站与相邻站是否失去同步部分、判断下级站与相邻站是否通信中断部分、判断下级站保护装置是否失效部分、判断下级站是否部分信息缺失或全部信息中断部分；所述判断下级站中TV、TA是否断线部分，是当系统中某站TV、TA断线时，往往需要闭锁相关的距离、电流保护，对于未闭锁的保护，也可能由于互感器断线测量误差大而导致保护拒动，因此将下级站互感器断线信息作为一个启动特征；所述判断下级站与相邻站是否失去同步部分，是目前高压输电线路普遍配电流差动保护作为主保护，当某下级站与相邻站失去同步时，相应线路的电流差动将被闭锁；另外，当站间电流差动同步信号由PMU装置提供，或者由PMU装置辅助判别站间“乒乓对时法”是否准确同步，则除差流越限外还可将PMU装置的故障信息或者辅助判别结果作为失去同步的特征信号；所述判断下级站与相邻站是否通信中断部分，是两相邻站间通信中断是较失去同步更为严重的一种情况，此时对应线路的所有纵联保护将失效，有必要开放上级距离Ⅲ段提供远后备功能；所述判断下级站保护装置是否失效部分，是当站内某套保护装置失效时，对于双重化的保护装置，其中一套失效会降低保护可靠性，对于仅有一套的保护装置，失效将意味着该保护拒动；因此当得知保护装置失效时，可将上级Ⅲ段开放；所述判断下级站是否部分信息缺失或全部信息中断部分，是通信故障主要发生在下级站自身范围内，部分信息缺失可能是由于站内通信网络部分损坏而导致，这时站内母线、变压器以及该站出线的保护均会受到影响，应该开放上级Ⅲ段作为后备；由于各站中均设有站域后备保护主机，站域主机通过集中全站信息用于识别站内故障，因此部分信息缺失的特征可由站域主机检测识别，并将判别结果上传区域主机；所述电网故障特征模块利用电网故障特征实现对上级元件Ⅲ段保护的开放或者闭锁，包括判断Ⅲ段保护安装处及下级站出口某保护是否满足动作判据部分、判断下级站母线电压是否满足复压条件部分、判断下级站某条出线（包括Ⅲ段所在线路）是否处于非全相运行状态部分；所述判断Ⅲ段保护安装处及下级站出口某保护是否满足动作判据部分，是在区域后备保护平台上，区域主机具备集中多信息的能力，得到下级站各出线保护所反应的故障特征；该上述Ⅲ段保护安装处及下级站出口保护判据为：I₂+I₀＞0.5I₁     (1)式中，I₁、I₂、I₀为保护安装处的正、负、零序电流，U₁为正序电压，为正序电压与正序电流的夹角，为线路阻抗角；将式(1)、(2)取或再跟方向阻抗继电器相与，则在不对称故障时式(1)可以启动，对称故障时式(2)可以启动，而过负荷时式(1)、(2)均不启动，从而起到防止距离保护误动的效果；当某一点发生故障时，与故障点位于同一条线路的保护满足判据(1)、(2)，可以灵敏动作，并将上级线路保护Ⅲ段开放，实现其远后备功能；而上级保护同时进行判据(1)、(2)的判断，则有助于在上级线路故障时将距离Ⅲ段灵敏开放，辅助承担近后备功能；所述判断下级站母线电压是否满足复压条件部分，是复压条件由相低电压、负序电压和零序电压判据共同构成，其中负序和零序电压在线路过负荷时理论值为零，不会误动；母线复压条件为：复压判据在下级站站内元件故障时灵敏动作，将上级距离Ⅲ段开放，当站内元件保护拒动时即可由Ⅲ段提供远后备将故障切除；所述判断下级站某条出线（包括Ⅲ段所在线路）是否处于非全相运行状态部分，是高电压等级线路常配有单相重合闸，单相重合闸期间非全相线路零序方向保护会闭锁，相邻线路零序电流差动灵敏度会下降，此时并不存在短路故障，但由于保护系统性能下降，也可将上级Ⅲ段保护开放以应对随时可能发生的故障；除单相重合外断路器偷跳也会造成非全相运行，可按同一状态处理；由于非全相运行属于断线故障，因此可以作为电网故障特征的一种起到辅助作用；所述保护系统故障特征模块和电网故障特征模块同时利用区域主站采集的故障特征信息，分别判断是否满足保护系统故障特征和电网故障特征。