[发明专利]一种可用于简化变压器就地后备保护的站域后备保护方法

摘要

本发明涉及一种可用于简化变压器就地后备保护的站域后备保护方法。现有的变压器后备保护存在配置复杂、整定配合困难、动作延迟长、灵敏性难以保证等困难。本发明为变压器各侧断路器配置正、反方向动作特性的距离保护，阻抗定值均按照实现各自功能的灵敏性要求整定，选择性则通过固定的时间定值来实现。然后依据本站范围内的开关量信息构建具有容错性的站域后备保护判据，实现故障元件判断及断路器跳闸决策，加速站内故障切除。本发明降低了变压器就地后备保护的整定难度，并实现了站内设备故障时后备保护在动作选择性、速动性、灵敏性和可靠性四方面的协调统一。

主权项

一种可用于简化变压器就地后备保护的站域后备保护方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1.变压器各侧断路器配置正(反)方向动作特性的距离保护，其中正方向距离保护的作用是做变压器故障的近后备保护及其它侧母线故障的远后备保护；反方向距离保护则作为本侧母线的近后备保护和所有出线的远后备保护；步骤2.计算被保护变压器i侧正(反)方向距离保护的阻抗整定值，三绕组和双绕组变压器i的取值范围分别为1～3和1～2；具体是：变压器i侧正方向距离保护的阻抗整定值K_sen为灵敏性系数，取1.2；Z_T(i‑p)和Z_T(i‑q)分别为变压器i侧与其他p侧、q侧间的正序阻抗，若为双绕组变压器，则无q侧；max(·)为取最大值函数；变压器i侧反方向距离保护的阻抗整定值$Z_i^{-}=K_{sen}\×K_{b\left(i\right)}\×max(Z_{L\left(1\right)},...,Z_{L\left(m\right)},...,Z_{L\left(M\right)}),$Z_L(m)为变压器i侧母线M条出线中的第m条线路的正序阻抗；K_b(i)为变压器第i侧反方向距离保护与出线距离保护配合时的分支系数，取K_b(i)＝n，n为可并列运行的变压器数量；步骤3.计算被保护变压器i侧正/反方向距离保护的动作时间整定值，三绕组和双绕组变压器i的取值范围分别为1～3和1～2；具体是：为变压器i侧反方向距离保护的时间定值，具有两个动作时限：第一个动作时限为t₀+Δt，跳变压器i侧的母联或者母分断路器，第二个动作时限为t₀+2Δt，跳变压器i侧断路器；为变压器i侧正方向距离保护的时间定值，具有一个动作时限，取值为t₀+3Δt，跳变压器各侧断路器；其中，t₀取值为变压器i侧所有出线中距离II段后备保护的最大时间定值，Δt为阶段式保护动作时间级差；步骤4.接收、分配站域后备保护信息域内的开关量信息；具体的：对于包含N个变压器个体的站域保护，将有N个独立运行的故障识别功能逻辑流程，若接收到开关量信息发生变化，分配给变电站内各个变压器对应的故障识别功能流程进行处理；站域后备保护信息域包括本变电站站内以及本站出线断路器上的开关量信息，具体包括：①j号变压器i侧正、反阻抗元件启动信息和1表示启动，否则为0；②j号变压器i侧断路器和j号变压器i侧第k条出线断路器的跳闸出口信息Trip(B_i(T_j))和Trip(B_j‑i(L_k))，1表示出口，否则为0；③j号变压器i侧断路器和j号变压器i侧第k条出线断路器的状态信息State(B_i(T_j))和State(B_j‑i(L_k))，1表示断路器分闸状态，否则为0；其中j＝1,...,N，N为变电站内主变压器台数，三绕组和双绕组变压器i的取值范围分别为1～3和1～2；步骤5.在步骤4基础上，进入3个独立的线程分别判断站域后备保护逻辑流程中3个条件是否成立；具体是：线程1)观察“故障识别启动条件”是否成立；具体是：当T_j变压器存在i侧就地后备保护正方向阻抗元件或者反方向阻抗元件启动时，“故障识别启动条件”成立，进一步地启动T_j所对应的故障识别程序，进入后续故障元件判断模块，否则重新回到步骤4继续接收T_j对应的开关量信息；线程2)观察“死区故障判断条件”是否成立；具体是：当T_j变压器i侧断路器状态已经动作断开，而存在除i侧外的其他侧(记为)的正方向距离保护启动未返回，则判断为“死区故障判断条件”成立，若该条件在t_u延时内持续成立，则判断为该变压器i侧发生死区故障，加速跳开T_j其它侧断路器；在延时过程中，若“死区故障判断条件”不成立，重新回到步骤4继续接收T_j对应的开关量信息；这里的延时t_u，主要为断路器的动作时间；线程3)观察“断路器失灵判断条件”(Trip(B)＝1)&(State(B)＝0)是否成立；具体是：站域内任意出线、母分(母联)、变压器的断路器，Trip(B)＝1表示该断路器所对应的保护(就地保护或者站域后备保护)已发出跳闸命令，而State(B)＝0表示断路器仍然为合闸状态，则判断为“断路器失灵判断条件”成立，若该条件在一定延时范围t_u内持续成立，则判断为断路器失灵，站域保护加快跳开与失灵断路器相邻的所有断路器；反之，若在延时过程中“断路器失灵判断条件”不成立，重新回到步骤4继续接收T_j对应的开关量信息；这里的延时t_u，主要为断路器的动作时间；步骤6.在步骤5的线程1)基础上，进入站域后备保护故障判断流程；具体是：1)观察“变压器故障判断条件”是否成立；具体是：T_j变压器存在i侧正方向阻抗元件启动，而T_j变压器所有侧反方向阻抗元件不启动，则判断为“变压器故障判断条件”成立，若该条件在延时Δt+t_u范围内持续成立，则判断为T_j变压器内部故障，跳开变压器各侧断路器；反之，若在延时过程中条件不成立，重新回到步骤4继续接收T_j对应的开关量信息；2)观察“母线故障判断条件”是否成立；具体是：T_j变压器存在一个i侧，其反方向阻抗元件启动，则判断为“母线故障判断条件”成立，若该条件在延时Δt+t_u范围内持续成立，则在延时时间到达时，获取T_j变压器i侧母线的母联/母分断路器状态信息：若处于分闸状态，则可直接判断为母线故障；若处于合闸状态，需要先跳开该母联/母分断路器，进一步缩小故障识别范围，然后重新等待t_u延时，看判断条件是否持续满足，如果持续满足则可判定为母线故障，反之，若在延时过程中条件不成立，重新回到步骤4继续接收T_j对应的开关量信息。