CN103414170B - 智能变电站的线路纵联保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能变电站的线路纵联保护方法，该方法基于智能变电站中的线路保护装置及对侧线路保护装置，所述方法的内容是：智能变电站中的线路保护装置根据自身的时钟同步状态和线路合并单元的时钟同步状态，确定本侧线路保护装置采样是否处于同步状态，而对侧线路保护装置固定处于采样同步状态；前述两侧的线路保护装置传输彼此采样的同步状态信息，并据此调整纵联保护工作方式为纵联差动保护方式或纵联方向保护方式。此方法可在时钟同步信号异常时仍旧具有纵联保护功能。
Description
技术领域
本发明属于电力***领域，特别涉及智能变电站线路保护装置纵联保护的方法。
背景技术
线路纵联保护是当线路发生故障时，使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置，是线路的主保护。它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。按照保护动作原理，纵联保护可以分为纵联方向保护（如纵联距离保护、纵联零序保护、纵联变化量方向保护）和纵联差动保护。其中，纵联方向保护是比较线路两端各自看到的故障方向，以判断是线路内部故障还是外部故障，而纵联差动保护需要将线路两端的电气量同步后进行幅值或相位比较才能判断出区内或者区外的故障特征，纵联差动保护以其优良的选择性被优先采用。
IEC61850-9-2网络通信协议是智能变电站过程层主要采用的采样值传输协议。其采样数据帧通过交换机转发，网络延时不确定，因此智能变电站线路差动保护及线路合并单元需要接收时钟同步信号才能获取采样的绝对时刻，完成与对侧变电站的线路差动保护装置的采样同步功能，实现差动保护功能。
IEC61850-9-2网络通信协议下，如果线路保护的时钟同步信号异常或者合并单元的时钟同步信号异常，都无法完成与对侧变电站线路保护装置实现采样同步，此时线路差动保护需要退出运行，这样对***稳定是不利的。然而，智能变电站线路保护用的电流、电压通常来自同一个合并单元，这样即使线路保护装置或者合并单元的时钟同步信号异常后，该侧的电流、电压仍然维持同步，这样单侧电气量仍然可以准确判别故障方向，因此可以研究实现一种弱依赖于时钟同步的线路纵联保护工作方式，满足电力***稳定运行的要求。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种智能变电站的线路纵联保护方法，其可在时钟同步信号异常时仍旧具有纵联保护功能。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种智能变电站的线路纵联保护方法，该方法基于智能变电站中的线路保护装置及对侧线路保护装置，所述方法的内容是：智能变电站中的线路保护装置根据自身的时钟同步状态和线路合并单元的时钟同步状态，确定本侧线路保护装置采样是否处于同步状态，而对侧线路保护装置固定处于采样同步状态；前述两侧的线路保护装置传输彼此采样的同步状态信息，并据此调整纵联保护工作方式为纵联差动保护方式或纵联方向保护方式。
上述确定本侧线路保护装置采样是否处于同步状态的策略是：
A）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该线路保护装置采样的处于同步状态；
B）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该线路保护装置采样的处于失步状态；
C）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该线路保护装置采样的处于失步状态；
D）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该线路保护装置采样的处于失步状态。
上述调整纵联保护工作方式的策略是：
1）当两侧线路保护装置采样都处于同步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联差动保护方式；
2）当任一侧线路保护装置采样处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式；
3）当两侧线路保护装置采样都处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式。
上述两侧的线路保护装置通过光纤通讯传输彼此采样的同步状态信息。
采用上述方案后，本发明通过监视线路保护装置的采样同步状态，自适应调整线路纵联保护工作方式。在两侧采样处于同步状态时，纵联保护工作在纵联差动保护方式，任一侧采样处于失步状态时，纵联保护工作在纵联方向保护方式。与以往智能变电站线路保护装置相比，本发明既优先保证了线路差动保护功能，又保证了在时钟同步信号异常时不失去线路主保护功能，对***稳定运行非常有利。
附图说明
图1是采用IEC61850-9-2网络通信协议的线路保护装置接线示意图；
图2是本发明中判断本侧线路保护装置采样是否同步的逻辑图；
图3是本发明中采用纵联差动保护方式的逻辑图；
图4是本发明中采用纵联方向保护方式的逻辑图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种智能变电站的线路纵联保护方法，首先如图1所示，是采用IEC61850-9-2网络通信协议的线路保护装置接线图，其中，A变电站是智能变电站，线路间隔采用电子式互感器，B变电站为常规变电站；A变电站线路间隔的过程层采用IEC61850-9-2等网络通信协议，线路合并单元传输采样值给A侧线路保护装置，同时该线路合并单元和A侧线路保护装置都接收对时装置的时钟同步信号。在图1中，A侧线路保护装置和B侧线路保护装置分别为某一条输电线路两侧的保护装置，二者通过光纤相连。
本发明的实现方式是：智能变电站中采用IEC61850-9-2等网络采样通信协议的线路保护装置及对侧线路保护装置集成纵联差动保护和纵联方向保护功能。智能变电站采用网络采样协议的线路保护装置和线路合并单元会外接时钟同步信号，该信号一般连接来自同一个变电站的时钟同步装置，如果该信号丢失或错误，则可判断时钟同步信号异常。基于此，智能变电站的线路保护装置结合自身的时钟同步状态、线路合并单元的时钟同步状态，确定该侧线路保护装置采样是否处于同步状态。具体的策略是：
A）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该保护装置采样的处于同步状态；
B）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该保护装置采样的处于失步状态；
C）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该保护装置采样的处于失步状态；
D）当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该保护装置采样的处于失步状态。
线路两侧保护装置通过光纤通讯传输彼此采样的同步状态信息，调整纵联保护工作方式：
1）当线路两侧保护装置采样都处于同步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联差动保护方式；
2）当线路任一侧保护装置采样处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式；
3）当线路两侧保护装置采样都处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式。
同时，常规变电站中采用模拟量采样的线路保护装置固定处于采样同步状态。，智能变电站中线路保护装置使用的电流、电压量来自同一个线路合并单元采集。
由于B侧线路保护装置采用常规模拟采样方式，不存在采样失步问题，所以B侧采样同步信号固定置1（1表示同步状态）。而A侧采用电子式互感器采样方式，判断该侧线路保护装置采样是否处于同步状态的逻辑图如图2所示，其中，a和b分别表示框内文字的逻辑元件，条件满足时输出1，否则输出0；a、b的输出信号经过逻辑与，逻辑元件c的输出信号经过逻辑非后，二者进行逻辑或，输出本侧采样同步信号，该信号为1表示采样处于同步状态，该信号为0表示采样处于失步状态。由逻辑图可知，只要A侧线路保护装置的时钟同步信号和线路合并单元的时钟同步信号有一个异常，则A侧采样同步信号都会置0（0表示失步状态）。
图3所示是工作在纵联差动保护方式的逻辑图，h、i分别表示框内文字的逻辑元件，条件满足时输出1，否则输出0；将A、B两侧的采样同步信号进行逻辑与，再经过启动延时逻辑运算，当输入由0变1时，经过延时t1输出1，当输入为0不变或由1变为0时，不经延时直接让输出等于输入；当输出信号为1时，工作在纵联差动保护方式，为0则不工作在纵联差动保护方式。由逻辑图可知，当A侧处于采样同步状态时，则A、B两侧的纵联保护经过短延时t1确认后工作在纵联差动方式。
图4所示是工作在纵联方向保护方式的逻辑图，h、i分别表示框内文字的逻辑元件，条件满足时输出1，否则输出0；将A、B两侧的采样同步信号分别逻辑非后进行逻辑或，再经过返回延时逻辑运算，当输入由1变0时，经过延时t2输出0，当输入为1不变或由0变1时，不经延时直接让输出等于输入；当输出信号为1时，工作在纵联方向保护方式，为0则不工作在纵联方向保护方式。由逻辑图可知，当A侧从采样同步状态变为采样失步状态时，则A、B两侧的纵联保护立即工作在纵联方向保护方式；当A侧从采样失步状态变为采样同步状态时，则A、B两侧的纵联保护经过短延时t2确认后工作在纵联差动方式。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种智能变电站的线路纵联保护方法，该方法基于智能变电站中的线路保护装置及对侧线路保护装置；其特征在于所述方法的内容是：智能变电站中的线路保护装置根据自身的时钟同步状态和线路合并单元的时钟同步状态，确定本侧线路保护装置采样是否处于同步状态；两侧的线路保护装置传输彼此采样的同步状态信息，并据此调整纵联保护工作方式为纵联差动保护方式或纵联方向保护方式；
所述调整纵联保护工作方式的策略是：
1)当两侧线路保护装置采样都处于同步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联差动保护方式；
2)当任一侧线路保护装置采样处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式；
3)当两侧线路保护装置采样都处于失步状态时，线路两侧的纵联保护工作在纵联方向保护方式。
2.如权利要求1所述的智能变电站的线路纵联保护方法，其特征在于：所述确定本侧线路保护装置采样是否处于同步状态的策略是：
A)当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该线路保护装置采样处于同步状态；
B)当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号正常时，该线路保护装置采样处于失步状态；
C)当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号正常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该线路保护装置采样处于失步状态；
D)当智能变电站线路保护装置的时钟同步信号异常，线路合并单元的时钟同步信号异常时，该线路保护装置采样处于失步状态。
3.如权利要求1所述的智能变电站的线路纵联保护方法，其特征在于：所述两侧的线路保护装置通过光纤通讯传输彼此采样的同步状态信息。
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