[发明专利]一种配电网智能变电站网络化母线保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网智能变电站电力系统保护领域，尤其涉及一种配电网智能变电站网络化母线保护方法。

背景技术

在10kV～35kV电力网中，往往不采用专门的母线保护装置，而是采用相邻元件后备过流保护作为母线保护，故障切除的时间较长，一般整定为1.0-1.5s。变电站中低压侧出线间隔数量较大，设备较多，开关等设备操作频繁，其母线故障几率比高压母线高很多；且低压短路容量越来越大，发生母线短路后容易产生较大电弧，烧坏设备，扩大事故面积，产生严重后果。因此，在重要变电站的10/35kV侧母线采用快速有效的母线保护变得越来越重要。

对于母线短路故障，目前的保护方案往往还存在一定的局限性：母线保护一般采用差动保护原理，需要由母线上的所有电气元件共同构成母线保护，由于所接电气元件数量很多、接线复杂，人员易误碰，信号也易受干扰。传统的集中式母线差动保护方案在遇到这种问题时，由于获取信息有限往往不能进行有效的判断，导致母线保护误判和误动作，扩大事故范围。

母线电流差动保护的抗电流互感器饱和能力差，尽管其采用了各种不同的抗电流互感器饱和判据和算法，但在实际运行中效果不够理想，母线保护误动的情况时有发生。

近年来，我国智能变电站技术发展迅速，智能变电站在采集数字化、传输网络化、分析智能化、设备集成化等多个核心技术上取得突破。站内信息的采集和传输不再像传统变电站通过电缆进行点对点传输；保护、测量、控制、计量等信息直接采用数字量通过网络进行传输和共享，智能设备互操作性强，数据分析和处理能力优越；过程层通信网络传输速度快，传输网络化，可以实现信息的交互和共享。基于智能变电站技术，采用网络化的继电保护方案，将各保护单元产生的中间数据和逻辑结果进行交互和共享，将配电网母线保护功能分布在各个间隔的保护单元中完成，能够很好的实现基于各单元综合判断决策的母线保护。

发明内容

发明目的：本发明提供一种配电网智能变电站网络化母线保护方法。该方法主要基于功率方向稳态参量，因此，信号容易采集，故障识别算法简洁，对软硬件要求较低。采用智能变电站技术，可以实现各个间隔保护信息的交互共享，构造各保护单元综合决策的保护方案，并能够在信息缺失时提高保护性能，有效提高母线保护的选择性和可靠性。

本发明采用的技术方案是：一种配电网智能变电站网络化母线保护方法，该保护方法实现配电网络智能变电站母线相间短路保护。其特征在于：基于智能变电站信息采集、处理和通信技术，采用功率方向原理，能够区别信息缺失和未缺失的情况，构造母线故障识别矩阵，有效识别故障位置。具体包括以下步骤：

(1)配电网智能变电站内各支路保护单元不间断的监测本出线相间电压和相间电流，当发生相间短路时，检测到相间电压下降幅度大于限定值、相间电流突变幅度大于限定值，进入步骤(2)；

(2)各保护单元进行本支路功率方向判别，发布包含计算结果的GOOSE报文，并在短时间内获取其他间隔的GOOSE报文，并进行信息是否缺失判断，若信息未出现缺失情况，则进入步骤(3)；若出现信息缺失情况，则进入步骤(4)；

(3)各保护单元对获得的全局功率方向数据进行综合运算，构造母线故障识别矩阵，并根据母线故障识别判据判断故障位置，相应保护单元跳开开关，故障切除，母线保护返回；

(4)各保护单元对获得的功率方向数据进行综合运算，构造信息缺失情况下的母线故障识别矩阵，并根据信息缺失时母线故障识别判据判断故障位置；相应保护单元跳开开关，故障切除，母线保护返回；

本发明的有益效果是：本保护方法是基于功率方向稳态参量分析的保护方法，稳态信号容易采集，故障识别算法简洁，对软硬件要求较低，具有很强的可行性。本保护方法将多个保护单元的保护信息进行融合，构造综合判据的保护方案，并能够识别信息缺失状况，提高保护性能。采用网络化的继电保护方案，将各保护IED产生的中间数据和逻辑结果进行交互和共享，将配电网智能变电站母线保护功能分布在各个间隔的保护IED中完成，由于各IED可以进行有效的数据处理和计算分析，且通信性能优越，能够很好的实现各保护单元的综合保护。另外，网络化保护的保护功能通过保护软件和保护方案的灵活配置、灵活组合实现，而不再依赖于硬件设备冗余，尤其是在配电网侧，可不再配置单独的硬件保护装置，经济性优、可实施性强。网络化保护方法中，各个保护设备能够互相替代，互为所需，互相协同，能够有效的解决配电网母线保护速动性差的问题，提高保护性能。

附图说明

图1为本发明的配电网智能变电站网络化母线保护架构图；