一种防止配电系统越级跳闸的方法与流程

本发明属于配电系统，具体涉及一种防止配电系统越级跳闸的方法。

背景技术：

1、配电网量大面广、网架结构复杂、故障发生率较高，根据统计电力系统90％以上的故障都发生在配电网，而随着我国配电网智能化建设的发展，对配电网的可靠性也将提出更高的要求，但由于变电所馈出线柜至配电终端之间总的保护时间差很小，配电网络的级数又很多，因此无法通过时间级差的方式实现配电网短路保护的选择性，发生故障时经常出现越级跳闸的问题；越级跳闸是指：配电系统发生故障时，超出故障线路以外的开关也发生跳闸停电，导致非故障线路停电，致使故障停电影响范围扩大的现象。因此，有效防止配电系统越级跳闸，对于配电系统的配电可靠性具有重要意义。

2、目前，解决配电系统防越级跳闸问题的主要方法为：光纤纵差防越级跳闸、集中判别防越级跳闸，具体为：

3、(1)级差保护防越级跳闸：

4、变电所出线断路器的短路保护通常会设置0.3s～0.5s的保护跳闸延时，沿线各级断路器通过时间级差的配合来实现保护动作的选择性，由于保护装置从故障检测到断路器动作需要一定的时间，所以此种方式只适用于2级～3级的配电线路，当配电网络的级数较多时，无法通过时间级差的方式实现配电系统防越级跳闸，发生故障时经常出现越级跳闸的问题。

5、(2)差动保护防越级跳闸：

6、在配电线路的各级开关配置光纤纵差保护，保护装置通过光纤进行通讯并判断故障发生在线路的内侧还是外侧，当线路外侧故障时光纤纵差保护不动作，内侧故障时光纤纵差保护动作，但由于配电网运行方式复杂，比如：单进线多出线、单母线双电源、双母线并列运行等，差动保护无法实现自动适应，可靠性无法得到保障。

7、(3)主站集中型防越级跳闸：

8、配电主站通过有线或无线的方式与智能配电终端建立通讯，智能终端检测到的故障信息上传至配电主站，配电主站根据线路级联关系确定故障位置并发出跳闸指令，实现有选择性的故障切除。此种方式配电主站一旦出现故障，会使整个配电区域失去防越级跳闸保护，可靠性仍然无法得到保障。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种防止配电系统越级跳闸的方法，为一种逐级闭锁、动态调整跳闸延时的方法，可有效解决配电系统越级跳闸问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种防止配电系统越级跳闸的方法，该方法应用在配电线路中，对于所述配电线路中的任意一条n级配电级联线路，共由n组保护单元串联而成，每组由m个保护单元并联而成，每个保护单元嵌入防越级跳闸保护模块，其中，n为自然数，并且，n≥2；并且，每个保护单元通过通信线路串联，各个防越级跳闸保护模块进行独立的防越级保护判别；

4、对于任意的防越级跳闸保护模块fi，其中，fi∈(1、2…n)，均执行以下步骤：

5、s1.1，所述防越级跳闸保护模块fi实时检测所属配电线路出线侧的输电信息，并基于所述输电信息，判断所述配电系统级联线路是否发生故障，如果否，则循环执行本步骤；如果是，则执行s1.2；

6、s1.2，从检测到配电线路发生故障的时刻开始，并行执行以下两个步骤：

7、步骤1：所述防越级跳闸保护模块fi向相邻上级的防越级跳闸保护模块fi+1(1)、fi+1(2)、······fi+1(k)发送1级闭锁信号；其中，所述闭锁信号的传输时间为ts；

8、步骤2：所述防越级跳闸保护模块fi读取已设置的一级保护延时tset0，然后检测自身是否在一级保护延时tset0内接收到来自于相邻下级防越级跳闸保护模块fi-1(1)、fi-1(2)······fi-1(j)发出的闭锁信号，如果未接收到，则执行s1.3；如果接收到，则执行s1.4；

9、s1.3，表明所述防越级跳闸保护模块fi所在的配电节点为一级配电故障节点，所述防越级跳闸保护模块fi判断故障持续时间是否超过一级保护延时tset0，如果超过，则执行s2；否则，执行s3；

10、s1.4，所述防越级跳闸保护模块fi判断所接收到的所述闭锁信号的级别，假设为x级闭锁信号，则表明所述防越级跳闸保护模块fi所在的配电节点为x+1级配电故障节点；然后，并行执行以下两个步骤：

11、步骤1：所述防越级跳闸保护模块fi向相邻上级的防越级跳闸保护模块fi+1(1)、fi+1(2)、······fi+1(k)发送x+1级闭锁信号；

12、步骤2：防越级跳闸保护模块fi将保护延时动态调整为与x级闭锁信号相对应的x级保护延时tsetx；然后，所述防越级跳闸保护模块fi检测自身是否在x级保护延时tsetx时间内接收到来自于相邻下级防越级跳闸保护模块fi-1(1)、fi-1(2)······fi-1(j)发出的闭锁信号，如果未接收到，则执行s1.5；如果接收到，则返回执行s1.4；

13、s1.5，所述防越级跳闸保护模块fi判断故障持续时间是否超过x级保护延时tsetx，如果超过，则执行s2；否则，执行s3；

14、s2，所述防越级跳闸保护模块fi进行就地保护，发出控制信号，保护单元fi即刻跳闸，切除故障线路，并发出跳闸告警信号；

15、s3，所述防越级跳闸保护模块fi向上级防越级跳闸保护模块fi+1(1)、fi+1(2)、······fi+1(k)发送解除闭锁的信号；

16、其中，设相邻两个防越级跳闸保护模块之间传输闭锁信号的信号传输时间为ts；

17、各个保护单元进行跳闸动作的动作时间均相同，为△t；

18、可靠系数设置为w，为常数；

19、则：对于上述的一级保护延时tset0、二级保护延时tset1…(n-1)级保护延时tset(n-2)，需满足以下条件：

20、tset0>ts；

21、ts+tset1+w>tset0+△t；

22、ts+tset2+w>tset1+△t；

23、…

24、ts+tset(n-1)+w>tset(n-2)+△t。

25、优选的，在s1.1中，所述配电线路出线侧的输电信息包括电压值或电流值；

26、判断所述配电系统级联线路是否发生故障，具体指：判断所述配电系统级联线路是否发生短路故障或漏电故障。

27、优选的，当所述防越级跳闸保护模块fi实时检测所属配电线路出线侧的电流值，并判断所述配电系统级联线路是否发生短路故障时，采用以下方法判别：

28、所述防越级跳闸保护模块fi实时检测所属配电线路出线侧的电流值，并判断当前时刻采样得到的电流值与前一时刻采样得到的电流值之间的突变值是否大于设定阈值，如果不大于，则直接得出所述配电系统级联线路未发生短路故障；如果大于，则进一步对当前时刻采样得到的电流值进行计算，得到电流有效值和电流相位角；然后，基于所述电流有效值和电流相位角，得出所述配电系统级联线路是否发生短路故障的结论。

29、优选的，在s3中，相邻两个防越级跳闸保护模块之间传输闭锁信号的信号传输时间ts小于1毫秒；保护单元之间进行跳闸的动作时间△t为70～80毫秒；可靠系数w为10毫秒。

30、优选的，一级保护延时tset0为3毫秒；二级保护延时tset1为100毫秒；三级保护延时tset2为200毫秒。

31、优选的，保护单元为继电保护装置、dtu装置、ftu装置、防越级跳闸保护模块装置其中之一，每个保护单元嵌入防越级跳闸保护模块。

32、优选的，每个保护单元通过通信线路串联时选择有线通信或者无线通信。

33、本发明提供的防止配电系统越级跳闸的方法具有以下优点：

34、本发明提供的防止配电系统越级跳闸的方法，每一级保护开关逐级闭锁上级开关，动态调整本级开关的保护跳闸延时，因此，不但有效防止越级跳闸，而且还实现了本级开关故障拒动或通讯链路中断时的后备保护。