[发明专利]数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于电学领域，涉及一种数字化变电站中防止继电保护误动的继电保护故障检测元件闭锁保护方法。

背景技术

高压输电系统继电保护装置的可靠性是电力系统安全稳定运行的保证。在常规的变电站中，为防止保护装置发生软、硬件故障时可能引起保护的误动作，继电保护装置大都采用启动元件驱动启动继电器开放保护出口回路电源的方法，即通过硬接点闭锁出口回路的方法防止保护误动。专利号为ZL200310110260.6的中国专利公开了一种继电保护故障检测模块，且公开了相应的检测系统扰动的检测方法，但是该专利是基于传统微机保护，在数字化变电站中，保护IED的体系结构发生变化，相对于常规保护装置，IED无交流变换和AD采样回路，也取消了继电器出口回路，但增加了过程层信息处理模块或插件，用以接收模拟量信息和交换数字量信息。在数字化变电站中，电子互感器取代常规互感器采集一次回路电流、电压量进行AD变换为数字量并传送给合并器。保护IED的模拟量信息是来自合并器的数字量，跳闸命令通过GOOSE信号传给智能单元，智能单元负责一次开关设备的操作和位置读取，通过GOOSE信号通知IED。因此，常规的故障检测以及闭锁机制在数字化变电站的保护IED中失去作用。目前，有个别厂家在数字化变电站中借用传统闭锁模式，采用在IED中增加CPU冗余的方法进行互检，即保护CPU发出GOOSE跳闸信号需经启动CPU的故障检测信号开放才能再发出，但该方法存在以下缺点： 一是在IED内增加硬件成本，导致许多设备生产厂家不愿采用；二是闭锁机制未在跳闸出口的最后一级（一般指智能单元）把关，当网络上跳闸GOOSE数据异常而智单元漏检的情况下可能误动。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于根据在数字化变电站的网络构架和保护IED的特点，提出一种低成本且可靠性高的数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法。

为实现上述目的，本发明的数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法技术方案如下：继电保护采用多IED分布式故障检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效识别，采用保护装置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信CPU或通信功能模块只有在检测到保护CPU的跳闸命令和反映电力系统扰动的相关故障检测FD开放命令同时存在的前提下，才解除GOOSE跳闸闭锁并转发GOOSE跳闸信号给智能单元，智能单元只有在同时收到GOOSE跳闸命令和故障检测FD开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸。

进一步的，所述故障检测元件采用或门方式发出故障检测FD开放GOOSE信号，即任一故障检测元件检测到电力系统故障时，就发出故障检测FD开放GOOSE信号给相关保护装置和智能单元。

进一步的，所述任一故障检测元件检测到电力系统故障时，以组播方式发出故障检测FD开放GOOSE信号给相关保护装置和智能单元。

进一步的，所述分布式设置的故障检测元件是根据数字化变电站中的IED的功能灵活配置。

进一步的，母线PT测控装置IED配置电压故障特征的检测元件，出线间隔IED配置电流故障特征的检测元件。

进一步的，所述电压故障特征检测元件包括电压变化量检测元件、零序电压变化量检测元件、零序电压检测元件、负序电压检测元件以相或相间低电压检测元件；所述电流故障特征检测元件包括电流变化量检测元件、零序过流检测元件、负序过流检测元件。

进一步的，所述保护CPU的跳闸命令和故障检测FD开放命令同时存在是指两个命令出现时刻或其变为有效时刻的间隔时间在100 ms以内。 

进一步的，所述智能单元只有在同时收到GOOSE跳闸命令和故障检测FD开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸中的同时是指两个命令间隔时间在100 ms以内。

本发明的数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法在网络信息共享的基础上，采用多IED检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效地识别，利用GOOSE信息闭锁机制，防止保护IED（即保护装置）异常引起误动，从而提高电力系统的可靠性。其中故障检测为多IED分布式检测，完全保持硬件和软件上的独立性；故障检测的冗余设计不但为多种检测原理的冗余，而且为多个IED参与的完全硬件层次冗余，故障检测元件共同作用，互相配合，极大提高了故障检测元件应用的灵活性，系统的可靠性高；故障检测IED虽为分布式，但可借助现有数字化变电站系统结构，对IED安装、系统架构和通信模式不需改变，完全兼容，工程实用性很强，实现简单方便；双模式GOOSE闭锁机制的安全性极高。

附图说明

图1是PT测控IED故障检测逻辑框图；