CN109426677A - 一种用于继电保护的电气拓扑识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于继电保护的电气拓扑识别方法，包括：对电网中的不同类型的一次电气设备、一次电气设备所有分支所连接开关以及开关两侧的刀闸进行编号，并生成包括一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件；通过读取拓扑文件，获取电网的物理拓扑结构和电气拓扑结构。本发明通过对电网中的一次电气设备、一次电气设备的分支开关以及分支开关两侧的刀闸进行编号并生成拓扑文件，通过解析该拓扑文件可以了解到电网中一次电气设备以及它们所连接的开关信息以实现电网的主保护或者后备保护，使站域保护或区域保护自动适应变电站或区域电网的电气拓扑，避免为不同电气主接线的变电站或区域电网开发不同的保护软件。

Description

一种用于继电保护的电气拓扑识别方法

技术领域

本发明涉及一种用于继电保护的电气拓扑识别方法，属于电力工程的电力***继电保护技术领域。

背景技术

近年来，智能电网的建设为继电保护带来的发展机遇，随着层次化保护控制***的提出，站域保护控制与区域保护控制成为电网保护与控制***的研究热点。站域和区域保护控制***面向的保护对象不再是一个拓扑结构固定的单间隔，而是一个或多个变电站。被保护对象的识别作为继电保护实现的前提，是继电保护性能提升和优化的基础，准确识别电网中的不同电气设备，为面向变电站或区域电网的站域保护或区域保护可靠动作提供了保证。对于现有的应用于站域保护或区域保护，当被保护对象随变电站或电网规模和功能定位不同而变化时，保护装置不能够自动识别各个被保护对象的电气拓扑。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于继电保护的电气拓扑识别方法，用于解决站域保护或区域保护中被保护对象随变电站或电网规模和功能定位不同而变化时，保护装置不能自动适应各被保护对象电气拓扑这一技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于继电保护的电气拓扑识别方法，包括以下步骤：

对电网中不同类型的一次电气设备进行编号，对同一类型中不同编号的一次电气设备的所有分支所连接开关以及开关两侧的刀闸进行编号；

根据一次电气设备的编号、开关编号以及刀闸编号生成包括一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件；

通过读取包含一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件，获取电网的物理拓扑结构和电气拓扑结构。

进一步的，所述一次电气设备包括主变、母线和联络线。

进一步的，同一类型的一次电气设备的编号不重复，所有一次电气设备的开关编号不重复，同一编号的开关的同一侧刀闸编号不重复。

进一步的，所述主变的拓扑文件包括主变设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号；所述母线的拓扑文件包括母线设备编号、母线设备所有分支所连接开关的开关编号及该开关所连接的所有刀闸编号；所述联络线的拓扑文件包括联络线设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号。

本发明的有益效果是：通过对电网中的一次电气设备、一次电气设备的分支开关以及分支开关两侧的刀闸进行编号，根据编号生成拓扑文件；继电保护装置通过解析该拓扑文件，可以了解到电网中存在的一次电气设备以及它们所连接的开关信息，并根据这些信息实现电网的主保护或者后备保护，为主保护或者后备保护的可靠动作提供了依据，使站域保护或区域保护自动适应变电站或区域电网的电气拓扑，同时避免为不同电气主接线的变电站或区域电网开发不同的保护软件。

附图说明

图1是本发明某变电站的电气接线图；

图2是本发明变电站的拓扑文件示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

本发明用于继电保护的电气拓扑识别方法的具体步骤如下：

(1)对电网中不同类型的一次电气设备进行编号，其中同一种类的一次电气设备的编号不重复；对电网中所有分支开关以及分支开关两侧的刀闸进行编号，其中，电网中所有分支开关的编号不重复，同一编号的开关的同一侧刀闸编号不重复。

具体的，上述的一次电气设备是指电网内的主变、母线和联络线三类电气设备，不包括电网内的终端电气设备，如馈出线、并联电容/抗、站变等。主变、母线和联络线三类电气设备以及与三类电气设备相连的分支开关以及分支开关两侧的刀闸的编号方法如下：

主变设备编号：1～N(N≥1)，某一变压器的设备编号具有唯一性，不允许两台或多台主变的设备编号重复。

母线设备编号：1～N(N≥1)，按母线段编号，某一母线段的设备编号具有唯一性，不允许两段或多段母线的设备编号重复。

线路设备编号：1～N(N≥1)，某一输电线路的设备编号具有唯一性，不允许两条或多条线路的设备编号重复。

开关设备编号：1～N(N≥1)，某一开关的设备编号具有唯一性，不允许两个或多个开关的设备编号重复。

刀闸设备编号：1或2，刀闸附属于开关，若开关某一侧仅存在一个刀闸则忽略该侧刀闸，开关的同一侧刀闸编号不允许重复。

(2)根据一次电气设备的编号、分支开关编号以及刀闸编号，生成一次电气设备的一阶连通关系的拓扑文件。

依次搜索遍历电网中的主变、母线和线路的各支路所连接开关，若主变、母线和线路的某一分支不存在开关，则对应开关编号为0，存储遍历结果，生成一次电气设备的拓扑文件。

其中，主变、母线和联络线三类电气设备的一阶连通关系的拓扑文件包括以下内容：

1)主变的一阶连通关系：主变设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号。

2)母线的一阶连通关系：母线设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号及该开关所连接的刀闸编号。

3)线路的一阶连通关系：线路设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号。

以图1中所示的变电站为例，该变电站共包括6条母线，分别为M1、M2、M3、M4、M5和M6；共包括两个主变，分别为T1和T2；共包括两条联络线路，分别为L1和L2。根据主变、母线和联络线三类电气设备的编号、对应每个电气设备的分支所连接开关的编号以及开关所连接的刀闸编号，最终生成的拓扑文件如图2所示。

(3)通过读取包含一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件，获取一次设备的物理拓扑结构和电气拓扑结构。

将拓扑文件导入到继电保护装置，保护装置对该拓扑文件进行解析即可满足继电保护业务需求。站域保护或区域保护虽然面向的保护对象为整个变电站或区域电网，但保护的故障定位仍需定位到具体故障点所在的电气设备，例如主变、母线或联络线。保护装置可直接读取拓扑从文件即可得到被保护电网中存在的主变、母线、线路及它们所连接的开关信息，继电保护装置可依据此结构信息实现被保护电网的主保护功能。

而当主保护拒动或开关失灵时，需要依靠后备保护来切除故障，后备保护需要获得相邻电气设备的信息。保护装置根据各电气设备所连接的开关编号进行判别相邻设备和联络开关：当两设备连接有相同非零编号的开关，则两个设备为相邻设备，该开关为联络开关，装置可依据电气设备的相邻信息及其联络开关信息即可实现被保护电网的后备保护功能。

对于不经刀闸的连接开关，采用本发明生成的拓扑文件直接反映其物理拓扑结构和电气拓扑结构。对于经刀闸的连接开关，如双母线接线型式，采用本发明生成的拓扑文件直接反映电网的一次物理拓扑结构，间接反映其电气拓扑结构。双母线接线型式的电气拓扑结构随刀闸的运行状态而变化，如图1中所示的主接线，母线M1与开关B1～B4物理结构上均有连接，但母线M1仅与开关B1～B4中其相应刀闸处于合位状态的开关有电气连接。

需要说明的是，由拓扑文件读取出被保护电网中存在的主变、母线、线路及它们所连接的开关信息是保护装置对拓扑文件的解析工作。拓扑文件解析由装置CPU直接读取拓扑文件，并根据规则对文件内容直接解析得到。由一次电气拓扑图生成本发明所描述的拓扑文件可通过对应的软件工具完成。软件工具可按照本发明提供的规则进行开发，也可以是可按照本发明提供的规则对拓扑文件进行解析的现有的软件工具，此处不再赘述。

本发明的用于继电保护的电气拓扑识别方法自动适应被保护电网的电气拓扑，避免了为不同电气主接线的变电站或区域电网开发不同的保护软件，能够满足主保护和后备保护的业务需求。

Claims (4)

1.一种用于继电保护的电气拓扑识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

对电网中不同类型的一次电气设备进行编号，对同一类型中不同编号的一次电气设备的所有分支所连接开关以及开关两侧的刀闸进行编号；

根据一次电气设备的编号、开关编号以及刀闸编号生成包括一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件；

通过读取包含一次电气设备一阶连通关系的拓扑文件，获取电网的物理拓扑结构和电气拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的用于继电保护的电气拓扑识别方法，其特征在于，所述一次电气设备包括主变、母线和联络线。

3.根据权利要求1或2所述的用于继电保护的电气拓扑识别方法，其特征在于，同一类型的一次电气设备的编号不重复，所有一次电气设备的开关编号不重复，同一编号的开关的同一侧刀闸编号不重复。

4.根据权利要求2所述的用于继电保护的电气拓扑识别方法，其特征在于，所述主变的拓扑文件包括主变设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号；所述母线的拓扑文件包括母线设备编号、母线设备所有分支所连接开关的开关编号及该开关所连接的所有刀闸编号；所述联络线的拓扑文件包括联络线设备编号及其所有分支所连接开关的开关编号。