一种手拉手接线方式的母线保护电压判定方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及电力系统保护控制技术领域，特别是一种手拉手接线方式的母线保护电压判定方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.电力系统的安全稳定运行是保证国民经济和社会发展的基础，且随着经济的持续高速发展，对电力系统的稳定性要求愈发凸显。
3.典型手拉手接线供电模式如说明书附图1所示，图中的c、d、e变电站又叫做链式结构串供变电站，以c站为例，c1、c2和c3组成的串供回路，如图2所示，需配置一套母线保护装置，主接线形式为单母线，c4、c5和c6也需配置一台单母线主接线母线保护装置。
4.由于在手拉手供电模式下的高压侧母线一般不配置母线pt，母线保护需要采集进线侧pt电压进行逻辑判定，而电压的准确性直接影响到整个母线保护在系统故障时能否正确动作，因此研究改进一个适用于手拉手接线方式的母线保护电压切换方法十分必要。
5.而且，实际系统运行中，可能存在两条进线c1、c2位置为双分位或者双合位的异常工况，同时，针对一些极端工况如两个进线的开关位置实际分别为分位和合位，又同时会发生各自的位置不对应的情形，此时的母线保护电压应如何选取，现有技术均未提出可靠有效的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种手拉手接线方式的母线保护电压判定方法、装置及存储介质，优化母线保护电压切换选取逻辑，提升母线电压保护的可靠性。本发明采用的技术方案如下。
7.一方面，本发明提供一种手拉手接线方式的母线保护电压判定方法，手拉手接线方式中，母线连接有第一进线支路和第二进线支路，第一进线支路上设有断路器开关c1，第二进线支路上设有断路器开关c2；母线保护判定方法包括：获取断路器开关c1和c2的断路器位置信息，各进线支路电流数据，以及各进线支路电压数据；对于c1和c2，分别根据对应的断路器位置信息以及进线支路电流数据，判断c1和c2的保护用断路器位置；根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压；基于已获取的进线支路电压数据，判断母线保护应当选取的进线支路电压是否满足预设的母线保护电压闭锁开放条件，若满足则判定母线保护电压闭锁开放。
8.母线电压闭锁开放是母线保护动作的必要条件之一，在母线电压闭锁开放条件
下，若发生母线区内故障，允许母线保护动作切除故障。
9.可选的，所述判断c1和c2的保护用断路器位置，包括：若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，且断路器开关所在的进线支路有流，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为0，对应开关合位；若断路器开关的断路器位置信息对应开关合位，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为0，对应开关合位；若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，且断路器开关所在的进线支路无流，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为1，对应开关分位。
10.可选的，所述断路器开关所在的进线支路有流的判断条件为：若从获取到断路器位置信息对应开关分位的时刻起，经设定延时后对应的进线支路仍持续有流，则判断为进线支路有流。延时判定的方式可防止线路有流是因为短时间ct异常而导致，实现对进线支路状态的更准确判断。
11.可选的，方法还包括：判断c1和c2的保护用断路器位置时，若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，且断路器开关所在的进线支路在设定时长内持续有流，则判定相应的断路器开关异常，输出异常告警信号。
12.可选的，所述根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护所用的进线支路电压，包括：若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，c1所在进线支路无电流，则选取c2所在的进线支路电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，c2所在进线支路无电流，则选取c1所在的进线支路电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，且c1和c2所在的进线支路皆有流，则选取c1和c2所在的两进线支路的电压共同作为母线保护用电压。
13.以上方案也即，若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，且仅有一个进线支路无流，则将有流的一个进线支路的电压作为母线保护用电压。
14.可选的，若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，且c1和c2所在的进线支路皆有流，则c1和c2所在的两进线支路均满足保护电压闭锁开放判定条件时判定母线保护电压闭锁开放。
15.以上方案也即，若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，且至少有一个进线支路有流，则将有流的进线支路的电压作为母线保护用电压。
16.可选的，所述根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压，还包括：若c1和c2的保护用断路器位置不同，则将保护用断路器位置twj为0的断路器开关所在进线支路的电压作为母线保护用电压。
17.可选的，在根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压时，若c1和c2的保护用断路器位置twj均为1，则母线保护无需考虑进线电压，此时可直接判定母线保护电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作。
18.第二方面，本发明提供一种手拉手接线方式的母线保护电压判定装置，手拉手接
线方式中，母线连接有第一进线支路和第二进线支路，第一进线支路上设有断路器开关c1，第二进线支路上设有断路器开关c2；母线保护电压判定装置包括：数据获取模块，被配置用于获取断路器开关c1和c2的断路器位置信息，各进线支路电流数据，以及各进线支路电压数据；保护用断路器位置判断模块，被配置用于，对于c1和c2，分别根据对应的断路器位置信息以及进线支路电流数据，判断c1和c2的保护用断路器位置；母线保护电压选取模块，被配置用于，根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压；以及，母线保护电压判定模块，被配置用于，基于已获取的进线支路电压数据，判断母线保护应当选取的进线支路电压是否满足预设的母线保护电压闭锁开放条件，若满足则判定母线保护电压闭锁开放。
19.可选的，所述保护用断路器位置判断模块判断c1和c2的保护用断路器位置，包括：若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，断路器开关所在的进线支路有流，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为0，对应开关合位；若断路器开关的断路器位置信息对应开关合位，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为0，对应开关合位；若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，且断路器开关所在的进线支路无流，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj为1，对应开关分位。
20.可选的，所述母线保护电压选取模块在确定母线保护应当选取的进线支路电压时：若c1和c2的保护用断路器位置twj均为0，且至少有一个进线支路有流，则将有流的进线支路的电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置不同，则将保护用断路器位置twj为0的断路器开关所在进线支路的电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置twj均为1，则母线保护无需考虑进线电压，母线保护电压判定模块判定母线保护电压闭锁开放。
21.第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的手拉手接线方式的母线保护电压判定方法。
22.有益效果本发明手拉手接线方式的母线保护电压判定方法，首先通过断路器开关的外部twj状态和支路电流情况进行断路器开关保护twj理论值暨进线支路运行工况的初判，然后根据该初判结果选择母线保护应当选取的进线支路电压，再根据所选取的进线支路电压进行母线保护电压闭锁保护状态的判定，完善了多种保护twj与直流电流组合工况下的母线保护电压判定逻辑，能够应对手拉手接线方式的常见工况以及多种极端工况，实现母线保护电压的高效切换，从而保障母线保护的可靠运行，提升电网运行的安全性和稳定性，可以有效改善供电质量，提升电网运行效率。
附图说明
23.图1所示为手拉手接线典型系统供电模式示意图；图2所示为本发明母线保护判定方法的一种实施例流程示意图；图3所示为c1保护用twj确认逻辑示意图；图4所示为c2保护用twj确认逻辑示意图；图5所示为c1、c2双合位的电压切换逻辑示意图；图6所示为c1合位、c2分位的电压切换逻辑示意图；图7所示为c1分位、c2合位的电压切换逻辑示意图；图8所示为 c1、c2双分位的电压切换逻辑示意图；图9 手拉手接线方式在特殊工况下的区内故障示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例进一步描述。
25.实施例1本实施例介绍一种手拉手接线方式的母线保护电压判定方法。
26.参考图1所示的手拉手接线方式的主接线图，各低压侧母线分别通过第一进线支路和第二进线支路连接两高压侧母线，以其中的110kv站c为例，再参考图9，110kv母线第一进线支路上设有断路器开关c1、电流互感器ct1和电压互感器pt1，第二进线支路上设有断路器开关c2、电流互感器ct2和电压互感器pt2。
27.参考图2，本实施例的母线保护电压判定方法包括：获取断路器开关c1和c2的断路器位置信息，即外部twj开入信息；获取各进线支路电流数据，即ct1和ct2采集的电流数据；获取各进线支路电压数据，即pt1和pt2采集的电压数据；对于c1和c2，分别根据对应的断路器位置信息以及进线支路电流数据，判断c1和c2的保护用断路器位置，此处简称为c1和c2的保护用twj；根据c1和c2的保护用断路器位置即保护用twj，以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压；基于已获取的进线支路电压数据，判断母线保护应当选取的进线支路电压是否满足预设的母线电压闭锁开放条件，若满足则判定母线电压闭锁开放。母线电压闭锁开放状态下，若发生母线区内故障，允许相应的母线保护动作以切除故障。
28.以下具体介绍本实施例进行母线保护判定的过程。
29.一、c1和c2的保护用twj的确定参考图3和图4所示，本实施例中，断路器开关c1和c2的保护用断路器位置即保护用twj，根据外部twj开入和开关所在支路的电流情况确定，方法需获取的断路器位置信息即来源于外部twj开入。保护用twj的确定过程具体如下：如图3，当c1的外部twj开入为1且c1所在进线支路无流，则判定c1的保护用twj为1。若c1的外部twj开入为1，且c1所在进线支路经延时判定持续有流，则推测c1理论上为合位，c1的保护用twj为0。此时可同时判断得到c1发生了位置不对应，可输出c1位置异常告警信号。若c1的外部twj开入为0，则直接得出c1的保护用twj为0。
30.c2的保护用twj的确认逻辑理同c1，如图4所示，当c2的外部twj开入为1且c2所在进线支路无流，则判定c2的保护用twj为1。若c2的外部twj开入为1，且c2所在进线支路经延时判定持续有流，则推测c2理论上为合位，c2的保护用twj为0。此时可同时判断得到c2发生了位置不对应，可输出c2位置异常告警信号。若c2的外部twj开入为0，则直接得出c2的保护用twj为0。
31.上述进线支路经延时判定持续有流是指，从获取到断路器开关外部twj为1的时刻起，经设定延时后进线支路仍持续有流。延时判定的方式可防止线路有流是因为短时间ct异常而导致，实现对进线支路状态的更准确判断。
32.二、母线保护电压选取切换本实施例全面考虑了手拉手接线方式的各种工况组合，设计以下母线保护电压选取切换以及母线保护电压判定逻辑。
33.（1）参考图5所示，若c1和c2的保护用断路器位置twj均为twj=0，且至少有一个进线支路有流，则将有流的进线支路的电压作为母线保护用电压：若c1和c2的保护用twj均为0，c1所在进线支路无电流，则选取c2所在的进线支路电压作为母线保护用电压，c2所在进线支路电压开放，则母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作；若c1和c2的的保护用twj均为0，c2所在进线支路无电流，则选取c1所在的进线支路电压作为母线保护用电压，c1所在进线支路电压开放，则母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作；若c1和c2的保护用断路器位置twj均为twj=0，且c1和c2所在的进线支路皆有流，则选取c1和c2所在的进线支路电压共同作为母线保护用电压，若两进线支路均电压开放，则母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作。
34.（2）若c1和c2的保护用断路器位置不同，则将保护用断路器位置为twj=0的断路器开关所在进线支路的电压作为母线保护用电压：参考图6所示，若c1的保护用twj=0，c2的保护用twj=1，则选取c1所在进线支路的电压作为母线保护用电压，当c1所在进线支路电压开放，则母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作；参考图7所示，若c1的保护用twj=1，c2的保护用twj=0，则选取c2所在进线支路的电压作为母线保护用电压，当c2所在进线支路电压开放，则母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作。
35.（3）参考图8所示，若c1和c2的保护用断路器位置均为twj=1，则母线保护无需考虑进线电压，延时设定时长后若c1和c2的保护用twj没有变化，则判定母线电压闭锁开放，母线区内故障时，允许相应的母线保护动作。
36.按照以上的母线保护电压选取切换逻辑以及母线保护电压判定逻辑，本实施例能够应对手拉手接线方式的多种工况，包括极端工况。如图9所示的极端工况，2条进线支路的断路器开关c1和c2的实际位置为一分一合，同时又发生了位置不对应：c1、c2所在进线支路无流，c1、c2所在进线支路电压未开放；c1的开关位置不一致，其外部twj开入为0，此时本实施例的方法将会判断得到c1的保护用twj为0，但是实际c1开关为分位；
c2的开关位置不一致，其外部twj开入为1，所在进线支路无流，此时本实施例的方法将会判断得到c2的保护用twj为1，但是实际c2开关为合位。
37.按照图6所示的电压切换逻辑，若c1的twj=0，c2的twj=1，则选取c1所在进线支路电压作为母线保护用电压，若c1电压不开放，则母线电压不开放。若此时发生母线区内故障，实际故障电流将流经c2，c2长时间分位但有流，参考图4所示的保护用twj确定逻辑，判定c2实际为合位，则c2的保护用twj变为0。按照图5所示的电压切换逻辑，若c1和c2的twj皆为0，c2所在进线支路有流，则选取c2所在进线支路电压作为母线保护用电压，此时若c2所在进线支路电压开放，则母线电压闭锁开放，允许母线保护动作切除母线故障。
38.以上应用例可以看出，本实施例的母线保护电压切换逻辑及相应的母线保护电压判定方法，能够有效应对手拉手接线方式的极端工况，实现母线保护的可靠运行。
39.实施例2与实施例1基于相同的发明构思，本实施例介绍一种手拉手接线方式的母线保护电压判定装置，包括：数据获取模块，被配置用于获取断路器开关c1和c2的断路器位置信息，各进线支路电流数据，以及各进线支路电压数据；保护用断路器位置判断模块，被配置用于，对于c1和c2，分别根据对应的断路器位置信息以及进线支路电流数据，判断c1和c2的保护用断路器位置；母线保护电压选取模块，被配置用于，根据c1和c2的保护用断路器位置以及各进线支路电流数据，确定母线保护应当选取的进线支路电压；以及，母线保护电压判定模块，被配置用于，基于已获取的进线支路电压数据，判断母线保护应当选取的进线支路电压是否满足母线电压保护定值，若满足则判定母线电压开放，需要启动相应的母线保护动作。
40.以上各模块的具体功能实现参考实施例1方法中的相关内容，特别介绍如下内容。
41.保护用断路器位置判断模块判断c1和c2的保护用断路器位置，包括：若断路器开关的断路器位置信息对应开关分位，断路器开关所在的进线支路无流，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj=1，对应开关分位；若断路器开关的断路器位置信息对应开关合位，则判断为断路器开关的保护用断路器位置twj=0，对应开关合位。
42.母线保护电压选取模块在确定母线保护应当选取的进线支路电压时：若c1和c2的保护用断路器位置均为twj=0，且至少有一个进线支路有流，则将有流的进线支路的电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置不同，则将保护用断路器位置为twj=0的断路器开关所在进线支路的电压作为母线保护用电压；若c1和c2的保护用断路器位置均为twj=1，则母线保护无需考虑进线电压，母线保护电压判定模块判定母线电压闭锁开放，发生母线区内故障时，允许相应的母线保护动作。
43.实施例3本实施例介绍一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如实施例1所述的手拉手接线方式的母线保护判定方法。
44.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序
产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
45.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
46.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
47.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
48.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。