[发明专利]基于功率方向判断的配电线路双向闭锁保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统配电线路继电保护领域，尤其涉及一种基于功率方向判断的配电 线路双向闭锁保护方法。

背景技术

近年来，随着广域同步测量和数字化变电站技术的发展与成熟，为从根本上提高和改 善继电保护的性能提供了契机。因此，在复杂电网环境下审视传统继电保护存在的问题， 研究能够快速识别与隔离故障的继电保护新方法，是保障电网安稳运行的重要内容。而现 有的广域测量继电保护方法亦存在许多问题，例如，未考虑到目前电网管理体制下，大多 数出口断路器不纳入配电网自动化，即不参与闭锁信号发送和接收；再者，现有闭锁保护 方法，多需要主站的参与；同时，多数配电网闭环设计，开环运行，而现有的闭锁保护未 考虑到配电网发生停电转供后，网络拓扑结构变化的问题。

“配电线路快速保护原理及分析”(肖永等，重庆大学学报(自然科学版)，2004:27 (11)：31-33)提到了两种保护方法：双向闭锁式过电流保护和双向允许式过电流保护。 其中，双向允许式过电流保护又分为判断故障电流方向和不判断故障电流方向的双向允许 式过电流保护。双向闭锁式过电流保护方法的工作原理为：判别故障电流方向，感受到过 电流FTU对故障电流正方向(故障电流流出)侧不发送信号，仅对故障电流反方向(故障电 流流入)侧发送闭锁信号，即FTU仅向其相邻一侧的FTU发送信号。判断故障电流方向的 双向允许式过电流保护方法的原理为：判别电流方向，FTU向故障电流流出方向发允许信 号，对于故障电流流入方向不发信号，同样FTU仅向其相邻一侧的FTU发送信号。两种保 护方法均需判别故障电流方向，且均未考虑现场出口断路器不参与闭锁的实际情况，不适 用于现场应用。不判别故障电流方向的双向允许式过电流保护方法不判别电流方向，FTU 感受到过电流后向其相邻两侧发允许信号，要求出口断路器参与允许信号的发送，不能适 应现场出口断路器不参与信号发送或是接收的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于功率方向判断的配电线路双向闭锁保护方 法，以满足主站不参与控制且出口断路器不参与闭锁，尤其是闭环设计、开环运行(即存 在停电转供)配电网的线路保护需求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：基于功率方向判断的配电线路双向 闭锁保护方法，定义FTU为边界FTU和中间FTU，FTU在感受到过电流后，向其上下级FTU 发送闭锁信号；对于边界FTU，除根据其是否感受到过电流、过电流方向，以及在规定时 间T₁内是否接收到或是接收到一侧或两侧的闭锁信号，控制相应断路器动作或是闭锁；对 于中间FTU，根据其是否感受到过电流，以及在规定时间T₁内是否接收到或是接收到一侧 或两侧的闭锁信号，控制相应断路器动作或是闭锁；若在故障后T₂(T₂>T₁)时间，仍存 在过电流，出口断路器动作，实现边界FTU与出线断路器之间故障的保护。

具体按以下操作进行：

1、将FTU划分为边界FTU和中间FTU。

针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义电源出口断路器的下一个FTU为边 界FTU，其余全部FTU为中间FTU。

2、设置继电保护动作电流整定值I_set。

1)若采样电流值I<I_set，则表明无过电流出现；

2)若采样电流值超过I>I_set，则表明有过电流出现。

3、在FTU感受到过电流后，判断所监测的过电流方向。

定义由电源指向线路为电流正方向，若监测到的电流方向与正方向一致，则为正；反 之，则为负。

4、在FTU感受到过电流后，立即向其相邻上下级FTU发闭锁信号，并开始计时，当t＝T₁时，统计FTU是否收到和收到一侧或是两侧的闭锁信号决策是否动作。

1)对于边界FTU，

①若感受到过电流，并判断电流方向为正，且收不到闭锁信号，则相应断路器动作。

②若感受到过电流，并判断电流方向为负，则相应断路器动作。

反之，相应断路器不动作。

2)对于中间FTU，感受到过电流，且只收到一侧闭锁信号或没有收到闭锁信号，相应 断路器动作；反之，相应断路器不动作。