專利名稱：數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法
技術領域：
本發(fā)明涉及屬于電學領域，涉及一種數(shù)字化變電站中防止繼電保護誤動的繼電保 護故障檢測元件閉鎖保護方法。
背景技術：
高壓輸電系統(tǒng)繼電保護裝置的可靠性是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保證。在常規(guī)的 變電站中，為防止保護裝置發(fā)生軟、硬件故障時可能引起保護的誤動作，繼電保護裝置大都 采用啟動元件驅動啟動繼電器開放保護出口回路電源的方法，即通過硬接點閉鎖出口回路 的方法防止保護誤動。專利號為ZL20031011(^60. 6的中國專利公開了一種繼電保護故障 檢測模塊，且公開了相應的檢測系統(tǒng)擾動的檢測方法，但是該專利是基于傳統(tǒng)微機保護，在 數(shù)字化變電站中，保護IED的體系結構發(fā)生變化，相對于常規(guī)保護裝置，IED無交流變換和 AD采樣回路，也取消了繼電器出口回路，但增加了過程層信息處理模塊或插件，用以接收模 擬量信息和交換數(shù)字量信息。在數(shù)字化變電站中，電子互感器取代常規(guī)互感器采集一次回 路電流、電壓量進行AD變換為數(shù)字量并傳送給合并器。保護IED的模擬量信息是來自合并 器的數(shù)字量，跳閘命令通過GOOSE信號傳給智能單元，智能單元負責一次開關設備的操作 和位置讀取，通過GOOSE信號通知IED。因此，常規(guī)的故障檢測以及閉鎖機制在數(shù)字化變電 站的保護IED中失去作用。目前，有個別廠家在數(shù)字化變電站中借用傳統(tǒng)閉鎖模式，采用在 IED中增加CPU冗余的方法進行互檢，即保護CPU發(fā)出GOOSE跳閘信號需經啟動CPU的故 障檢測信號開放才能再發(fā)出，但該方法存在以下缺點一是在IED內增加硬件成本，導致 許多設備生產廠家不愿采用；二是閉鎖機制未在跳間出口的最后一級(一般指智能單元)把 關，當網絡上跳閘GOOSE數(shù)據(jù)異常而智單元漏檢的情況下可能誤動。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于根據(jù)在數(shù)字化變電站的網絡構架和 保護IED的特點，提出一種低成本且可靠性高的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法技術方案如 下繼電保護采用多IED分布式故障檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障進 行有效識別，采用保護裝置和智能單元雙重故障閉鎖機制，保護裝置上的過程層通信CPU 或通信功能模塊只有在檢測到保護CPU的跳閘命令和反映電力系統(tǒng)擾動的相關故障檢測 FD開放命令同時存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉發(fā)GOOSE跳閘信號給智能單元， 智能單元只有在同時收到GOOSE跳閘命令和故障檢測FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并 出口跳閘。進一步的，所述故障檢測元件采用或門方式發(fā)出故障檢測FD開放GOOSE信號，即 任一故障檢測元件檢測到電力系統(tǒng)故障時，就發(fā)出故障檢測FD開放GOOSE信號給相關保護 裝置和智能單元。
進一步的，所述任一故障檢測元件檢測到電力系統(tǒng)故障時，以組播方式發(fā)出故障 檢測FD開放GOOSE信號給相關保護裝置和智能單元。進一步的，所述分布式設置的故障檢測元件是根據(jù)數(shù)字化變電站中的IED的功能 靈活配置。進一步的，母線PT測控裝置IED配置電壓故障特征的檢測元件，出線間隔IED配 置電流故障特征的檢測元件。進一步的，所述電壓故障特征檢測元件包括電壓變化量檢測元件、零序電壓變化 量檢測元件、零序電壓檢測元件、負序電壓檢測元件以相或相間低電壓檢測元件；所述電流 故障特征檢測元件包括電流變化量檢測元件、零序過流檢測元件、負序過流檢測元件。進一步的，所述保護CPU的跳閘命令和故障檢測FD開放命令同時存在是指兩個命 令出現(xiàn)時刻或其變?yōu)橛行r刻的間隔時間在100 ms以內。進一步的，所述智能單元只有在同時收到GOOSE跳閘命令和故障檢測FD開放命令 的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘中的同時是指兩個命令間隔時間在100 ms以內。本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法在網絡信息共享的基礎上，采 用多IED檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障進行有效地識別，利用GOOSE信 息閉鎖機制，防止保護IED (即保護裝置)異常引起誤動，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性。其中 故障檢測為多IED分布式檢測，完全保持硬件和軟件上的獨立性；故障檢測的冗余設計不 但為多種檢測原理的冗余，而且為多個IED參與的完全硬件層次冗余，故障檢測元件共同 作用，互相配合，極大提高了故障檢測元件應用的靈活性，系統(tǒng)的可靠性高；故障檢測IED 雖為分布式，但可借助現(xiàn)有數(shù)字化變電站系統(tǒng)結構，對IED安裝、系統(tǒng)架構和通信模式不需 改變，完全兼容，工程實用性很強，實現(xiàn)簡單方便；雙模式GOOSE閉鎖機制的安全性極高。


圖1是PT測控IED故障檢測邏輯框圖； 圖2是間隔保護測控IED故障檢測邏輯框圖； 圖3是雙重故障閉鎖機制的原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法是在網絡信息共享的基礎上， 采用分布式設置的多保護裝置IED檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障檢修 有效識別，采用保護裝置和智能單元雙重故障閉鎖機制，保護裝置上的過程層通信CPU只 有在保護CPU的跳閘命令和故障檢測FD (Fault Detect)開放命令同時(指兩個命令出現(xiàn) 時刻或其變?yōu)橛行r刻的間隔時間在100 ms以內，考慮到電力系統(tǒng)故障的相關性和相關命 令在不同網絡結構中傳輸?shù)难訒r和失效重發(fā)機制等因素，具體應用中100 ms的門檻可能會 有調整)。存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉發(fā)GOOSE跳閘信號給智能單元，智能 單元只有在同時(指兩個命令間隔時間在100 ms以內)收到GOOSE跳閘命令和故障檢測FD 開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘，防止保護裝置IED異常引起保護誤動，從而提 高電力系統(tǒng)的可靠性。一、故障檢測元件的設置故障檢測元件功能需由獨立于被閉鎖保護的不同硬件來實現(xiàn)，以防止保護插件遇到強 干擾或發(fā)生軟、硬件故障時，發(fā)生誤動。在數(shù)字化變電站中，可完全利用原有的系統(tǒng)結構、網 絡構架和各IED智能裝置實現(xiàn)故障檢測和閉鎖方案，即不需增加新IED設備，不需改變原有 網絡連接方式，不需對IED設備進行修改，只需各IED在基于網絡信息共享基礎上，在其原 有功能上增加故障特征識別元件即可，如電壓變化量、零(負)序電壓、電流變化量和零(負) 序電流等檢測元件，當其識別到電力系統(tǒng)故障時，以GOOSE形式給出相應的故障檢測開放 標志，用于解除其它保護IED的GOOSE跳閘閉鎖和智能單元的閉鎖。
PT測控IED在完成PT測控基礎上可增加電壓故障特征監(jiān)測元件，如電壓變化量 檢測元件、零序電壓變化量檢測元件、零序電壓檢測元件、負序電壓檢測元件以及相或相間 低電壓檢測元件等。如圖1所示，具體描述如下 ①電壓變化量檢測元件(Δυφ)
權利要求
1.一種數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于，繼電保護采用多IED 分布式故障檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障進行有效識別，采用保護裝 置和智能單元雙重故障閉鎖機制，保護裝置上的過程層通信CPU或通信功能模塊只有在檢 測到保護CPU的跳閘命令和反映電力系統(tǒng)擾動的相關故障檢測FD開放命令同時存在的前 提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉發(fā)GOOSE跳閘信號給智能單元，智能單元只有在同時收到 GOOSE跳閘命令和故障檢測FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于所 述故障檢測元件采用或門方式發(fā)出故障檢測FD開放GOOSE信號，即任一故障檢測元件檢測 到電力系統(tǒng)故障時，就發(fā)出故障檢測FD開放GOOSE信號給相關保護裝置和智能單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于所 述任一故障檢測元件檢測到電力系統(tǒng)故障時，以組播方式發(fā)出故障檢測FD開放GOOSE信號 給相關保護裝置和智能單元。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于所 述分布式設置的故障檢測元件是根據(jù)數(shù)字化變電站中的IED的功能靈活配置。
5.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于母 線PT測控裝置IED配置電壓故障特征的檢測元件，出線間隔IED配置電流故障特征的檢測 元件。
6.根據(jù)權利要求5所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于所 述電壓故障特征檢測元件包括電壓變化量檢測元件、零序電壓變化量檢測元件、零序電壓 檢測元件、負序電壓檢測元件以相或相間低電壓檢測元件；所述電流故障特征檢測元件包 括電流變化量檢測元件、零序過流檢測元件、負序過流檢測元件。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特 征在于所述保護CPU的跳閘命令和故障檢測FD開放命令同時存在是指兩個命令出現(xiàn)時刻 或其變?yōu)橛行r刻的間隔時間在100 ms以內。
8.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，其特征在于所 述智能單元只有在同時收到GOOSE跳閘命令和故障檢測FD開放命令的前提下，才解除閉鎖 并出口跳閘中的同時是指兩個命令間隔時間在100 ms以內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化變電站中繼電保護的故障閉鎖方法，繼電保護采用多IED分布式故障檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障進行有效識別，采用保護裝置和智能單元雙重故障閉鎖機制，保護裝置上的過程層通信CPU只有在保護CPU的跳閘命令和故障檢測FD開放命令同時存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉發(fā)GOOSE跳閘信號給智能單元，智能單元只有在同時收到GOOSE跳閘命令和FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘；本發(fā)明在網絡信息共享的基礎上，采用多IED檢測元件，綜合多種故障識別判據(jù)對電力系統(tǒng)故障進行有效地識別，利用GOOSE信息閉鎖機制，防止保護IED異常引起誤動，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H02H7/22GK102064613SQ20111000690
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者劉躍新, 封耀東, 易永輝, 杜劍波, 楊紅旗, 梁經宛, 江波, 熊浩清, 牛元立, 王來軍, 賀要鋒, 路光輝 申請人:河南省電力公司, 許昌許繼軟件技術有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團有限公司