[发明专利]智能变电站低压母线保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种智能变电站低压（35kV及以下电压等级）母线保护方法。

背景技术

目前高压变电站中的35kV及以下电压等级系统出线多、操作频繁，且由于小动物危害、设备绝缘老化和机械磨损等原因，经常发生母线故障。而目前的35kV及以下电压等级的母线没有设置专门的母线保护，故障靠装设于变压器低压侧的限时速断保护切除，切除故障所需时间长，加大了设备的损坏程度，易引发相邻设备的大面积烧毁，严重时甚至会烧毁主变。若采用目前应用于110kV及以上电压等级的常规母线配置方案，由于间隔多，单个装置难以实现，且需增加大量的二次电缆，成本高，施工工作量大，二次电缆故障几率和保护运维难度大，难以推广实施。

目前，已有学者针对此问题展开了相关研究。例如（1）王锐、王政涛、李海星等在《电力系统保护与控制》（2009，37(14)：51-54）上公开了一种基于GOOSE方式的网络化母线保护；（2）中国专利申请号为200810167954.6的技术方案公开了一种基于GOOSE方式网络化母线保护方法。现有技术（1）及现有技术（2）提出在电力网络发生故障时通过分散的各个保护单元（测控装置）判断出故障电流流动方向以区分是否为母线故障，并由相关母线段上的所有出线保护测控装置、分段断路器保护测控装置、进线保护测控装置（包括变压器低压侧的接口单元）协调完成母线保护。上述技术方案虽然减少了二次电缆的使用量，但在实施过程中，每个保护测控装置都要接收其他保护测控装置的GOOSE信号并判断有无闭锁信息以决定是否跳本间隔，增加了装置配置和网络传输的复杂性；同时，方案中提到的“利用出线保护测控装置、分段断路器保护测控装置、进线保护测控装置(包括变压器低压侧的接口单元)完成故障点的确定，利用分段断路器保护测控装置、进线保护测控装置(包括变压器低压侧的接口单元)完成母线故障切除”的方法未考虑母线带有电源出线支路的情况。此种情况下，只切分段和进线断路器是不能隔离故障的。此外，上述方法并没有考虑变压器低压侧和分段死区位置的故障，无法实现死区故障的隔离。

综上所述，在工程实际运用中，迫切需要一种新的、有效的智能变电站低压母线保护方法，在有效减少二次电缆使用量及尽可能避免各保护测控装置间通讯，有效降低装置配置和网络传输的复杂性的同时，能快速、准确的切除35kV及以下电压等级母线故障及死区故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种能够快速准确地切除35kV及以下电压等级母线故障及死区故障，能够直接应用于数字化或智能化变电站，减少二次电缆使用量的智能变电站低压母线保护方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种智能变电站低压母线保护方法，由母线保护装置和与母线保护装置相连的各支路保护测控装置协同实现，所述母线保护装置针对每一段母线采用复合电压闭锁元件闭锁，实施步骤包括：

1）分别通过各有源支路的保护测控装置检测对应支路的电流以及电流变化量，如果任意一条有源支路的电流超过稳态过流启动门槛值、且同时有任意一条有源支路电流变化量超过电流变化量则启动门槛值时启动母线保护装置；对于变压器、馈线和分段支路，通过各支路保护测控装置获取对应支路的功率方向，如果功率方向为反方向，则向母线保护装置发送允许动作信号；对于电容器和站用变支路，通过各支路保护测控装置判断对应支路的电流是否过流，如果对应支路的A、B、C三相电流均因未过流而不满足过流动作条件，则向母线保护装置发送允许动作信号；

2）所述母线保护装置在启动后的指定时间内接收来自各个支路保护测控装置发送的允许动作信号，如果在指定时间内接收到某一段母线下所有支路保护测控装置发送的允许动作信号，则判定该段母线发生母线内部故障，在母线内部故障时以所述复合电压闭锁元件的开放状态作为母线保护装置动作切除该段母线的必要条件，只有该母线对应的复合电压闭锁元件在开放状态下，母线保护装置才能动作切除该段母线，且母线保护装置动作切除故障母线的同时，由母线保护装置向变压器保护测控装置发送本侧母线保护动作信号，跳转执行步骤3）；如果在指定时间内只接收到部分支路保护测控装置向母线保护装置发送的允许动作信号，则判定该母线为母线外部故障，母线保护装置不动作，结束并退出；