一种多母线互联自识别的方法和装置与流程

[0001]
本发明属于电力系统继电保护领域，涉及一种多母线互联的自识别的方法和装置。


背景技术：

[0002]
母线是电力系统的重要组成部分，为了确保电力系统的安全稳定运行，母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在，并及时有选择性的切除故障是非常必要的。
[0003]
母线保护基于基尔霍夫电流定律，当任意两段以上的母线发生互联时，母线上所在节点的ct采集进入到保护装置的电流不能完全代表流入流出母线的电流，实际存在分流的情况，母线保护被分出去的电流比例无法确定，将不满足基尔霍夫电流定律，因此必然会影响到差动电流计算的正确性，影响到母线保护动作的可靠性、选择性、灵敏性、速动性。
[0004]
多母线情况下的发生各种互联情况，母线保护应能自动识别，应能保证母线保护迅速检测出故障母线，及时有选择性的切除故障是非常必要的。目前典型双母线接线的刀闸接线固定，只有双跨两条母线的一种互联运行方式，因此判别互联的方式简单方便，但是对于多母线判别互联的情况排列组合较多，若按照排列组合的方式排查互联情况较复杂，存在疏漏的可能，因此本发明解决了多母线段情况下自识别各种互联方式，为母线保护动作选择性提供可靠保障。


技术实现要素：

[0005]
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供了一种多母线互联自识别的方法和装置，以解决复杂主接线下发生互联时故障母线的正确识别问题，成功应用于复杂主接线的母线保护装置中，亦适用于简单主接线的母线保护装置中。
[0006]
本发明采用如下的技术方案：
[0007]
一种多母线互联的自识别的方法，所述自识别的方法包括以下步骤：
[0008]
步骤1、在母线保护装置管辖区域内，收集所有节点的母线刀闸分合信息；
[0009]
步骤2、根据步骤1所得的节点所在不同母线的刀闸分合信息，合成各节点全母线占位二进制数，
[0010]
其中，每个单一节点关联一个全母线占位二进制数；
[0011]
步骤3、在母线保护装置管辖区域内，执行母线横向识别，并判断互联基准是否覆盖所有母线段，用以区分母线段识别完成与否。
[0012]
所述步骤1中，节点为与母线发生单端连接关系或双端连接关系的元件组合，所述节点包括支路组合、母联组合和跨条；
[0013]
其中，支路组合为包含断路器、刀闸及ct的单端连接关系，
[0014]
母联组合为包含断路器、刀闸及ct的双端连接关系，需拆解为两个单端连接的节
点，母联组合分别有单ct配置和双ct配置两种类型，单ct配置类型的母联，拆解为一个带ct配置的单端连接关系的节点和一个不带ct配置的单端连接关系的节点；双ct交叉配置的母联，拆解为两个带单个ct配置的单端连接关系的节点，拆解后的两个节点分别参与各自的互联判别逻辑，
[0015]
跨条为仅包含刀闸的无ct配置的单端连接关系，ct为电流互感器。
[0016]
所述步骤2中，所述全母线占位二进制数是通过按比特从低位到高位顺序排列构成二进制数的方式记录单一节点在母线保护装置管辖区域内的所有母线上的占位信息，每个比特具有0和1数码。
[0017]
所述步骤3中，一次母线横向识别中包含p次节点纵向识别，其中，p大于等于2。
[0018]
所述步骤3包括以下步骤：
[0019]
步骤3-1、在步骤3执行母线横向识别的起始，锁定互联基准，其中，互联基准指待识别是否互联的母线段，用以分辨尚未识别的母线段和已经识别完成的母线段；
[0020]
步骤3-2、根据步骤3-1所述锁定互联基准，在母线保护装置管辖区域内，执行节点纵向识别；
[0021]
步骤3-3、根据步骤3-2所述节点纵向识别，判断互联基准是否覆盖所有母线段，若已全覆盖，则终止所有流程，若未全覆盖，转至步骤3-4；
[0022]
步骤3-4、比较当前所有全母线占位二进制数，在互联基准除去最大全母线占位二进制数，更新互联基准，以此作为下一次步骤3-1母线横向识别的互联基准。
[0023]
所述步骤3-1中，首轮排查互联基准为母线保护装置管辖区域内所有母线段，表示所有母线段尚未开始互联识别；为避免重复检测，下轮排查互联时的互联基准为母线保护装置管辖区域内所有母线段去除已检测出互联的母线段。
[0024]
所述步骤3-2包括以下步骤：
[0025]
步骤3-2-1、将当前互联基准与节点的全母线占位二进制数比较，筛选出当前互联基准下的各节点全母线占位二进制数；
[0026]
步骤3-2-2、提取当前互联基准下出现最大母线段数的最大母线占位信息组；
[0027]
步骤3-2-3、选取除最大母线占位节点外的其它节点作为当前节点，并判断其余互联基准下的当前节点全母线占位二进制数与最大全母线占位二进制数相比是否有相同母线段，若有相同母线段，转至步骤3-2-4，否则转至步骤3-2-6；
[0028]
步骤3-2-4、在存在相同母线段的情况下，判断是否有新增其他不同于已有互联的母线段，若有新增，转至步骤3-2-5，若无新增，转至步骤3-2-6；
[0029]
步骤3-2-5、更新当前互联基准下的最大母线占位信息组；
[0030]
步骤3-2-6、更新当前节点的全母线占位二进制数；
[0031]
步骤3-2-7、判断母线保护装置管辖区域内的所有节点是否完成纵向识别，若已全部完成转至步骤3-2-8，若未全部完成，转至步骤3-2-3；
[0032]
步骤3-2-8、判断当前互联基准下的最大母线占位信息组是否有新增，若有新增转至步骤3-2-3，若无新增，结束节点纵向识别，转至步骤3-3。
[0033]
所述步骤3-2-2中，最大母线占位信息组包含最大母线段数、最大母线占位节点和最大全母线占位二进制数三份信息；
[0034]
单一节点同时跨接在2段以上母线段时，被同时跨接的多段母线成为互联母线段，
分别计算该母线保护装置管辖区域的所有节点的跨接母线段数并筛选出最大段数，此最大值为最大母线段数，具有此最大值的节点指定为最大母线占位节点，该节点的母线占位二进制数为最大全母线占位二进制数。
[0035]
所述步骤3中，一次母线横向识别提取一组最大母线占位信息组；最大母线占位信息组的组数决定母线保护装置管辖区域母线区块的数目，根据多组最大母线占位信息组将母线保护装置管辖区域划分为多个独立母线区块；
[0036]
所述独立母线区块分为多段母线形成的互联区块和单段母线形成的非互联区块两种情况，母线保护装置管辖区域内的所有母线区块之间互相独立，其最大全母线占位二进制数互不重叠，叠加之后覆盖母线保护装置管辖区域内所有母线段数。
[0037]
多母线互联的自识别装置，包括母线刀闸分合信息收集模块、全母线占位二进制数合成模块以及母线段识别模块，
[0038]
所述母线刀闸分合信息收集模块在母线保护装置管辖区域内，收集所有节点的母线刀闸分合信息；
[0039]
所述全母线占位二进制数合成模块根据所得的节点所在不同母线的刀闸分合信息，合成各节点全母线占位二进制数；
[0040]
所述母线段识别模块在母线保护装置管辖区域内，执行母线横向识别，并判断互联基准是否覆盖所有母线段，用以区分母线段识别完成与否。
[0041]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0042]
本发明适用于各种简单或复杂的主接线，故障区域识别准确性高，保障了母线保护动作的选择性，很好的解决了复杂主接线下互联时故障区域的正确选择这一技术难题。
附图说明
[0043]
图1为本发明多母线互联自识别的方法总体流程图；
[0044]
图2为本发明多母线互联自识别的方法母线横向识别流程示意图；
[0045]
图3为本发明多母线互联自识别的方法节点纵向识别流程示意图；
[0046]
图4为复杂主接线示意图；
[0047]
图5为简单主接线典型双母线接线示意图；
[0048]
图6为多母线互联的自识别装置的具体工作流程示意图。
具体实施方式
[0049]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0050]
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方案做进一步详细说明。
[0051]
实施例一：
[0052]
图4是复杂主接线示意图，m1～m6为六段母线，l1～l3为普通支路，b1为母联，t1为跨条。l1挂接m1和m2，l2挂接m1和m4，l3挂接m5和m6，t1挂接m1和m3，b1左侧挂接m3和m4，b1右侧挂接m5。l1～l3对应3个节点，t1对应1个节点，b1左侧对应1个节点，b1右侧对应1个节
点，共计六个节点。本发明适用于节点个数大于等于2且无上限限制且，母线段数大于等于1且无上限限制，图4仅为示例。
[0053]
按照图1本发明的总体流程示意图，一种多母线互联自识别的方法包括以下步骤：
[0054]
步骤1、根据六个节点配置的六段母线刀闸开入统计母线保护装置管辖区域m1～m6内六个节点在六段母线上的刀闸分合信息；
[0055]
节点序号节点简称m1m2m3m4m5m61l1合合分分分分2l2合分分合分分3l3分分分分合合4t1合分合分分分5b1-l(母联左侧)分分合合分分6b1-r(母联右侧)分分分分合分
[0056]
母线保护装置管辖区域为母线保护的范围，即母线各段所有出线断路器的母线保护用电流互感器之间的一次电气部分，即全部母线和连接在母线上的所有电气设备。
[0057]
母线刀闸分合信息为当母线在刀闸操作过程中两条母线经刀闸跨接，则装置自动识别为单母线运行。
[0058]
全母线占位二进制数是通过按比特从低位到高位顺序排列构成二进制数的方式记录单一节点在母线保护装置管辖区域内的所有母线上的占位信息，每个比特具有0和1数码。
[0059]
节点包括支路、母联和跨条；支路为配置ct的单个节点；当母联节点检测出互联时，表示母联节点侧发生互联；跨条为无ct配置的单个节点，
[0060]
其中，ct为电流互感器。
[0061]
步骤2、根据六个节点的六段母线的刀闸分合信息，以二进制的形式展现单一节点在各段母线上的运行情况，每个单一节点关联一个全母线占位二进制数；
[0062]
节点序号节点简称全母线占位二进制数1l10b1100002l20b1001003l30b0000114t10b1010005b1-l0b0011006b1-r0b000010
[0063]
步骤3、母线保护装置管辖区域内，执行第一次母线横向识别；
[0064]
其中，一次母线横向识别中包含p次节点纵向识别，节点个数p大于等于2，且无上限限制。
[0065]
横向识别为横向对母线段进行识别操作。
[0066]
纵向识别为纵向对母线段进行识别操作。
[0067]
互联基准指待识别是否互联的母线段，用以分辨尚未识别的母线段和已经识别完成的母线段，首轮排查互联基准为母线保护装置管辖区域内所有母线段，表示所有母线段尚未开始互联识别；为避免重复检测，下轮排查互联时的互联基准为母线保护装置管辖区
域内所有母线段去除已检测出互联的母线段。
[0068]
最大母线占位信息组包含最大母线段数、最大母线占位节点和最大全母线占位二进制数三份信息。
[0069]
占位节点为占位符的连接点。
[0070]
步骤3-1、锁定初始互联基准为0b111111；
[0071]
步骤3-2、执行母线保护装置管辖区域内六个节点的纵向识别；
[0072]
当前互联基准0b111111分别与六个节点的全母线占位二进制数比较，筛选出当前互联基准0b111111下的六个节点全母线占位二进制数；
[0073][0074]
提取当前互联基准0b111111下出现最大母线占位信息组的三份数据：最大母线段数为2，最大母线段数为2的节点分别为l1、l2、l3、t1、b1-l,选取最大母线占位节点为l1，则最大全母线占位二进制数为l1的全母线占位二进制0b110000。
[0075]
除最大母线占位节点l1外的节点再执行节点纵向比较。
[0076]
选取节点l2，判断当前互联基准0b111111下的l2节点全母线占位二进制数0b100100与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b110000比较是否有相同母线段，此时有相同m1母线段，并有新增其他母线段m4，则更新当前互联基准0b111111下的最大母线占位信息组三份数据：最大母线段数为3，最大母线占位节点为l2，最大全母线占位二进制数为0b110100，l2节点的全母线占位二进制数更新为0b110100。
[0077]
选取节点l3，判断当前互联基准0b111111下的l3节点全母线占位二进制数0b000011与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b110100比较是否有相同母线段，无相同母线段。
[0078]
选取节点t1，判断当前互联基准0b111111下的t1节点全母线占位二进制数0b101000与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b110100比较是否有相同母线段，此时有相同m1母线段，并有新增其他母线段m3，则更新当前互联基准0b111111下的最大母线占位信息组三份数据：最大母线段数为4，最大母线占位节点为t1，最大全母线占位二进制数为0b111100，t1节点的全母线占位二进制数更新为0b111100。
[0079]
选取节点b1-l，判断当前互联基准0b111111下的b1-l节点全母线占位二进制数0b001100与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b111100比较是否有相同母线段，此时有相同m3和m4母线段，但无新增其他母线段，则b1-l节点的全母线占位二进制数更新
为0b111100。
[0080]
选取节点b1-r，判断当前互联基准0b111111下的b1-r节点全母线占位二进制数0b000010与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b111100比较是否有相同母线段，无相同母线段。
[0081]
第一次母线横向识别的结果如下表，m1、m2、m3、m4互联，最大母线段数为4，最大全母线占位二进制数为0b111100，完成第一个独立互联区块的识别：
[0082][0083]
第一次母线横向识别的互联基准0b111111除去第一个独立互联区块的互联母线m1～m4(0b111100)，得到第二次母线横向识别的互联基准为0b000011，即m5和m6还需要进一步确认是否互联。
[0084]
步骤3、母线保护装置管辖区域内，执行第二次母线横向识别；
[0085]
第二次母线横向识别的结果如下表，m5、m6互联，最大母线段数为2，最大全母线占位二进制数为0b000011，完成第二个独立互联区块的识别：
[0086][0087][0088]
第二次母线横向识别的互联基准0b000011除去第二个互联区块的互联母线m5和m6(0b000011)，得到互联基准为0b000000，说明无母线段需要再判别是否互联，即已完成母线保护装置管辖区域内所有六段母线的识别，终止所有流程判断，总计两次母线横向识别。
[0089]
母线保护装置管辖区域内被两个最大母线占位信息组划分为两个独立母线区块，
第一个独立母线区块为m1～m4四段母线互联形成的区块，第二个独立母线区块为m5、m6二段母线互联形成的区块。两个独立母线区块之间无互联关系。第一个区块的最大全母线占位二进制数0b111100和第二个区块的最大全母线占位二进制数0b000011不重叠，累加之后覆盖母线保护装置管辖区域内所有六段母线段。
[0090]
实施例二：
[0091]
图5为简单主接线典型双母线接线示意图，m1、m2为两段母线，l1、l2为普通支路，b1为母联。l1挂接m1和m2。l1、l2对应2个节点，b1左侧对应1个节点，b1右侧对应1个节点，共计四个节点。本发明适用于节点个数大于等于2且无上限限制，母线段数大于等于1且无上限限制，图5仅为示例。
[0092]
按照图1本发明的总体流程示意图，一种多母线互联自识别的方法包括以下步骤：
[0093]
步骤1、根据四个节点配置的两段母线刀闸开入统计母线保护装置管辖区域m1、m2内四个节点在两段母线上的刀闸分合信息；
[0094]
节点序号节点简称m1m21l1合合2l2分合3b1-l(母联左侧)合分4b1-r(母联右侧)分合
[0095]
步骤2、根据四个节点的两段母线的刀闸分合信息，以二进制的形式展现单一节点在各段母线上的运行情况，每个单一节点关联一个全母线占位二进制数；
[0096][0097][0098]
步骤3、母线保护装置管辖区域内，执行第一次母线横向识别；
[0099]
步骤3-1、锁定初始互联基准为0b11；
[0100]
步骤3-2、执行母线保护装置管辖区域内四个节点的纵向识别；
[0101]
当前互联基准0b11分别与四个节点的全母线占位二进制数比较，筛选出当前互联基准0b11下的四个节点全母线占位二进制数；
[0102]
[0103]
提取当前互联基准0b11下出现最大母线占位信息组的三份数据：最大母线段数为2，最大母线占位节点为l1，最大全母线占位二进制数为0b11。
[0104]
除最大母线占位节点l1外的节点再执行节点纵向比较。
[0105]
选取节点l2，判断当前互联基准0b11下的l2节点全母线占位二进制数0b01与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b11比较是否有相同母线段，此时有相同m1母线段，但无新增其他母线段，则当前互联基准0b11下的最大母线占位信息组三份数据保持不变，l2节点的全母线占位二进制数更新为0b11。
[0106]
选取节点b1-l，判断当前互联基准0b11下的b1-l节点全母线占位二进制数0b10与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b11比较是否有相同母线段，此时有相同m1母线段，但无新增其他母线段，则当前互联基准0b11下的最大母线占位信息组三份数据保持不变，b1-l节点的全母线占位二进制数更新为0b11。
[0107]
选取节点b1-r，判断当前互联基准0b11下的b1-r节点全母线占位二进制数0b01与当前互联基准下的最大全母线占位二进制数0b11比较是否有相同母线段，此时有相同m2母线段，但无新增其他母线段，则当前互联基准0b11下的最大母线占位信息组三份数据保持不变，b1-r节点的全母线占位二进制数更新为0b11。
[0108]
第一次母线横向识别的结果如下表，m1、m2互联，最大母线段数为2，最大全母线占位二进制数为0b11，完成第一个独立互联区块的识别：
[0109][0110]
第一次母线横向识别的互联基准0b11除去第一个独立互联区块的互联母线m1和m2(0b11)，得到互联基准为0b00，已无母线段需要再判别是否互联，即已完成母线保护装置管辖区域内所有两段母线的识别，终止所有流程判断，总计一次母线横向识别。
[0111]
母线保护装置管辖区域内仅一个最大母线占位信息组，仅一个独立母线区块，覆盖母线保护装置管辖区域内所有两段母线段。
[0112]
以实施例一和实施例二为例，为实现多母线互联自识别方法的装置的技术方案如下：
[0113]
执行指令实现多母线互联自识别方法技术方案中所有步骤的保护装置，识别出多个独立母线区块，辨认出故障所在的独立母线区块，选择性跳开故障母线隔离故障。
[0114]
本申请还同时公开了基于前述一种多母线互联的自识别装置，具体工作流程如图6所示。
[0115]
多母线互联的自识别装置，包括母线刀闸分合信息收集模块、全母线占位二进制数合成模块以及母线段识别模块，
[0116]
所述母线刀闸分合信息收集模块在母线保护装置管辖区域内，收集所有节点的母
线刀闸分合信息；
[0117]
所述全母线占位二进制数合成模块根据所得的节点所在不同母线的刀闸分合信息，合成各节点全母线占位二进制数；
[0118]
所述母线段识别模块在母线保护装置管辖区域内，执行母线横向识别，并判断互联基准是否覆盖所有母线段，用以区分母线段识别完成与否。
[0119]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。