一种母线综合后备保护方法及装置与流程

本申请涉及电力系统保护与控制领域，具体而言，涉及一种母线综合后备保护方法及装置。

背景技术：

我国电力系统经过近几十年的快速发展，已经成为世界上最大、最复杂的电网之一。随着全国联网和大容量、长距离送电，西电东送战略的实施，以及新能源的接入，电网的安全稳定问题也越来越凸现，近30年来国内外频繁发生的大停电事故调查表明，由于保护误动、拒动以及电网大范围潮流转移过程中发生的保护连锁动作，是导致事故扩大，引发系统大面积停电的关键因素之一。110kv电网接线一般采取闭环设计、开环运行的方式，普遍存在多级串供的现象，供电可靠性不高。针对经济发达、供电负荷较重且220kv电源点严重不足的地区，从经济性和可靠性的角度，通常采用220kv变电站110kv两段母线经母联并列运行、110kv线路双回线也并列运行的方式，由于110kv系统保护单重化配置，当110kv线路发生故障，而相应的保护装置因装置故障、原理失配、定值整定错误等原因拒动时，将可能造成220kv变电站的所有主变后备保护越级跳闸，且无选择性扩大停电范围，从而导致多站失压，严重威胁电网安全。

申请内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种母线综合后备保护方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种母线综合后备保护方法，所述方法包括：判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；若成立，则判断第一线路的零序过流元件是否动作；若动作，则判断所述第一线路的零序正方向元件是否动作或所述第一线路的pt是否断线；

若所述第一线路的零序正方向元件动作或若pt断线，则执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，若第一线路的零序过流元件未动作，则判断第一线路pt断线是否成立；若第一线路pt断线不成立，则判断第一线路接地方向距离元件是否动作；若动作，则执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，若第一线路的零序过流元件未动作，则判断第一线路pt断线是否成立；若第一线路pt断线不成立，则判断第一线路相间方向距离元件是否动作；若动作，则执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，若主变后备保护跳第一母联不成立且主变后备保护跳第二母联不成立，则不进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

在一个可能的设计中，若第一线路零序过流元件动作，且若第一线路的零序正方向元件不动作且pt断线，则不进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

第二方面，一种母线综合后备保护装置，所述装置包括：接点判断模块，用于判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；零序电流保护模块，用于判断第一线路的零序过流模块是否动作；断线保护模块，用于判断所述第一线路的零序正方向模块是否动作或所述第一线路的pt断线模块是否断线；母线综合后备保护模块，用于执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：pt断线模块，用于判断第一线路pt断线是否成立；线路接地方向距离模块，用于判断第一线路接地方向距离元件是否动作；母线综合后备保护模块，用于执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：pt断线模块，用于判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；相间方向距离模块，用于判断第一线路相间方向距离元件是否动作；母线综合后备保护模块，用于执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：第一结果判定模块，用于若主变后备保护跳第一母联不成立且主变后备保护跳第二母联不成立，则不进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

在一个可能的设计中，所述装置还包括：第二结果判定模块，用于若第一线路零序过流元件动作，且若第一线路的零序正方向元件不动作且pt断线，则不进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

本申请实施例提供了一种母线综合后备保护方法及装置，其包括：判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；若成立，则判断第一线路的零序过流元件是否动作；若动作，则判断所述第一线路的零序正方向元件是否动作或所述第一线路的pt是否断线；若所述第一线路的零序正方向元件动作或若pt断线，则执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。本申请实施例可以依次进行跳第一母联或跳第二母联是否成立、零序过流元件是否动作、零序正方向元件是否动作或线路是否pt断线的判断，并且在满足上述全部条件时，则跳开本线路，从而实现故障的快速隔离。

为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

图2是本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

图3是本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

图4是本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

图5是本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

图6是本申请第二实施例提供的母线综合后备保护装置的结构框图。

图7是本申请第一实施例提供的220kv变电站110kv环网运行系统的典型接线示意图；

图8是本申请第一实施例提供的母线综合后备保护逻辑图。

具体实施方式

第一实施例

请参见图1，图1为本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

步骤s110，判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；若成立，则进行步骤s120。

后备延时跳母联是保证非故障点的正常运行，发变组差动范围内故障，主保护不动，则由后备保护延时跳母联，以免影响到其他的机组的运行。在有些保护设计中，加装了母联速断，只要有短路电流流过母联，不带延时跳母联，尽量减少故障点对其他设备的影响，从而减小影响范围。若第一母联或第二母联成立，则证明该线路出现故障，故需要进一步排查。

主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联对应图7中的i母与ii母。

步骤s120，判断第一线路的零序过流元件是否动作；若动作，则进行步骤s130与步骤s140。

零序过流元件起到零序电流保护的作用。

步骤s130，判断所述第一线路的零序正方向元件是否动作，若是，则执行步骤s200。

零序正方向元件为在零序电流保护上加装方向元件，构成零序方向保护的元件。其动作行为是当故障电流由母线流向线路时，保护就动作，反之保护不动作。动作行为是断开故障电流的线路。

步骤s140，判断所述第一线路的pt是否断线；若是，则执行步骤s200。

pt是电压互感器的英文符号，pt断线最主要的是其保护熔断器烧断。原因主要是二次侧过载、绝缘下降或短路造成的。

步骤s200，母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

通过这一系列的步骤，从而解决环网运行方式下因单重化线路保护装置拒动引起的主变后备保护无选择性越级跳闸、从而导致多站失压的问题，控制停电范围，保障了电网的安全稳定运行。

请参见图2，图2为本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法的部分流程图；

步骤s140，判断第一线路pt断线是否成立；若第一线路pt不断线成立，则进行步骤s150。

pt是电压互感器的英文符号，pt断线最主要的是其保护熔断器烧断。原因主要是二次侧过载、绝缘下降或短路造成的。

步骤s150，判断第一线路接地方向距离元件是否动作，若动作，则执行步骤s200。

接地方向距离元件起到接地距离保护的作用，具体地是反应接地短路时保护安装处至故障点等效距离及其方向的测量阻抗,且当测量阻抗小于预定整定阻抗值而跳闸的继电防御措施。

请参见图3，图3为本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

步骤s141，若第一线路pt断线不成立，则进行步骤s160。

pt是电压互感器的英文符号，pt断线最主要的是其保护熔断器烧断。原因主要是二次侧过载、绝缘下降或短路造成的。

步骤s160，判断第一线路相间方向距离元件是否动作，若动作，则执行步骤s200。

相间方向距离元件起到相间距离保护的作用，具体地是保护线路或元件相间短路的保护，一般分三段式。保护范围：本线路或元件并做下一级的后备。

从而实现故障的快速隔离。

请参见图4，图4为本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

步骤s111，判断主变后备保护跳第一母联与主变后备保护跳第二母联是否都不成立，若都不成立，则进行步骤s210。

后备延时跳母联是保证非故障点的正常运行，发变组差动范围内鼓障，主保护不动，则由后备保护延时跳母联，以免影响到其他的机组的运行。在有些保护设计中，加装了母联速断，只要有短路电流流过母联，不带延时跳母联，尽量减少故障点对其他设备的影响，从而减小影响范围。

步骤s210，不进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

主变后备保护跳第一母联与主变后备保护跳第二母联都不成立，表明此线路并未发现故障，因此不需要进行母线综合后备保护动作跳第一线路。

请参见图5，图5为本申请第一实施例提供的提供的母线综合后备保护方法流程图；

步骤s121，判断第一线路零序过流元件是否动作，若是，执行步骤s131。

步骤s131，第一线路的零序正方向元件是否不动作且pt是否不断线，若是，则进行步骤s210。

当各元件都不动作时，说明所在线路无故障，从而证明此线路并未发现故障。

本实施例可以分别采集两条母线电压以及各线路间隔电流；分别采集两台主变的后备保护动作跳母联断路器的接点；当主变后备保护动作跳母联断路器，同时线路判别为正方向故障，则跳开本线路，实现故障的快速隔离。本发明通过母线综合后备保护逻辑，防止因单重化线路保护装置拒动引起的主变后备保护无选择性越级跳闸，从而导致多站失压的问题。

第二实施例

请参见图6.图6为本申请第二实施例提供的母线综合后备保护装置的结构框图，该装置300，包括：

接点判断模块310，用于判断主变后备保护跳第一母联或主变后备保护跳第二母联是否成立；

零序电流保护模块320，用于判断第一线路的零序过流元件是否动作；

零序正方向模块330，用于判断第一线路的零序正方向元件是否动作；

pt断线保护模块340，用于判断所述第一线路的pt断线模块是否断线；

接地方向距离模块350，用于判断所述第一线路接地方向距离元件是否成立；

相间方向距离模块360，用于判断所述第一线路相间方向距离元件是否成立；

母线综合后备保护模块370，用于执行母线综合后备保护动作跳所述第一线路。

请参见图7，图7示出了本申请第一实施例提供的220kv变电站110kv环网运行系统的典型接线示意图，具体包括如下步骤：

在本发明实施例中，本发明以220kv变电站a的110kv侧环网运行，对侧b站、c站均为负荷站的典型系统接线为例，实施步骤如下：

以变电站高、低压某一电压等级母线为对象配置母线综合后备保护装置:

如图7所示，针对单母分段接线方式的110kv母线，配置一台母线综合后备保护装置。

分别采集两条母线电压以及各线路间隔电流。

母线综合后备保护装置采集i母和ii母的三相电压，以及ab线、aci线、acii线的三相电流。

分别采集两台主变的后备保护动作跳母联断路器的接点。

母线综合后备保护装置采集#1主变和#2主变的后备相过流及零序过流保护动作1时限跳母联断路器的接点，分别接入到“主变后备保护跳第一母联”、“主变后备保护跳第二母联”开入，经防抖后任一个开入接点动作即可启动母线综合后备保护逻辑。

当主变后备保护动作跳母联断路器，同时线路判别为正方向故障，则跳开本线路，实现故障的隔离。

如图7所示，当i母的ab出线发生故障，而其单重化配置的线路保护装置因装置故障、原理失配、定值整定错误等原因拒动时，#1主变和2#主变的后备相过流或零序过流保护将会越级跳闸，1时限动作跳母联断路器cb3，当母联断路器cb3跳开后，#1主变继续感受到故障，2时限跳开cb1断路器(2时限通常比1时限晚0.3或0.5秒)，若不设置母线综合后备保护逻辑，#2主变也将通过aci线、acii线以及c站母联cb4形成的环网继续感受到故障，2时限跳跳开cb2断路器，从而导致本站110kv系统以及对侧的b站、c站均失压。

请参见图8，图8示出了本申请第一实施例提供的母线综合后备保护逻辑图，具体包括如下步骤：

配置了母线综合后备保护逻辑后，如图8所示，实施例中，x代表ab，“主变后备保护跳第一母联”、“主变后备保护跳第二母联”开入接点将动作启动母线综合后备保护逻辑，此时根据采集的i母三相电压以及ab线三相电流计算零序方向过流元件、方向距离元件，若故障类型为接地故障，则零序方向过流元件和/或方向距离元件动作，若故障类型为两相不接地或三相故障，则方向距离元件动作，跳开ab线断路器cb7，从而实现故障的快速隔离。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。