[发明专利]基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构

说明书

本发明公开了一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，包括失灵保护装置、继电保护、稳控系统和失步解列系统，继电保护、稳控系统和失步解列系统均连接至失灵保护装置，失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件或线路；继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若断路器成功跳开则保护成功，若断路器开断失败则输出启失灵信号，将启动失灵保护，通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接实现开断。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制领域，具体涉及一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构。

背景技术

随着电网系统的规模不断扩大，电力系统能否保持稳定，及在出现大小扰动后能否进入新的稳定状态，对于电力系统安全可靠运行尤为重要。大规模电网，尤其是在特高压直流和大规模新能源接入的高比例新能源交直流混联电网，已经逐步成为目前大电网的发展趋势，其安全稳定尤为重要。

在目前的二次系统和三道防线配置中，继电保护、稳控系统和失步解列分别配置，相互独立，互不影响。这种配置方法和手段在一定程度上保证了三道防线的可靠运行和电力系统安全稳定。长期的运行实践也验证了这一点。

然而，目前的三道防线配置，仅仅考虑了系统正常运行，包括一次设备和二次系统、通信回路等，对于开关失灵等引起的控制失败的情况并未考虑到。继电保护系统由于主要服务于被保护元件范围内，其影响较小，且由于长期受到广泛关注，其后备系统相对非常完善。但是，在三道防线中的第二、第三道防线，因其动作的机率极小，且均为小概率事件，但一旦启动，若其控制效果未达到预期，将会引起极其严重的后果，甚至于全系统的崩溃。正是由于其动作概率低，因此长期的配置并未考虑后备因素。在对部分稳控系统进行调试过程中，曾发生由于断路器失灵导致稳控系统切除负荷失败，造成切除量不足，影响系统稳定的恢复。若在实际运行中发生类似事件，按照现有配置，将无法完成控制目标，造成系统不稳定时间持续甚至系统奔溃，带来极大经济损失。

原有的继电保护、稳控系统、失步解列组成的三道防线，彼此通过时间配合，在一定程度上逐级为上一道的后备。当稳控系统切机切负荷失败后，系统失稳状态持续并继续恶化，将会触发第三道防线，也就是失步解列，通过解列电网来实现紧急控制。该种情况恶化了电力系统运行环境，挤压了控制空间，延长了电力系统异常运行时间，不经济不可靠也不允许。当系统解列失败后，系统将继续恶化，导致系统崩溃的风险，造成极其严重的后果。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，在继电保护的启失灵信号回路中并联接入稳控系统和失步解列的信号，将原有继电保护中的失灵保护独立出来，作为继电保护、稳控系统和失步解列三道防线的共同后备。

本发明采用如下的技术方案。

一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，所述电力系统三道防线结构包括失灵保护装置、继电保护、稳控系统和失步解列系统，继电保护、稳控系统和失步解列系统三道防线相关装置均连接至失灵保护装置，失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件或线路；

继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若断路器成功跳开则保护成功，若断路器开断失败则输出启失灵信号，将启动失灵保护，通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接实现开断。

进一步地，失灵保护装置包括或门、启失灵信号回路、综合判断回路，综合判断回路根据启失灵信号、断路器位置和断路器是否有电流，综合判断开出动作信号至相邻断路器，跳开相邻断路器。

进一步地，失灵保护装置包括或门、启失灵信号回路、综合判断回路，综合判断回路根据启失灵信号、断路器位置和断路器是否有电流，综合判断进行延时试跳失灵断路器的操作，若成功则断开断路器，否则跳开相邻断路器。