站域零序电流保护方法与系统

1.一种站域零序电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，得到零序电流保护的动作信息，通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线；
根据故障选线结果、所述零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站，具体包括：
若本变电站进出线中存在平行双回线路，且所述故障选线选出的故障线路是平行双回线中的一条，则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送远跳信号；
若本变电站进出线中存在平行双回线路，但所述故障选线选出的故障线路是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若
则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号，否则发送闭
锁信号；
若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；
若3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；
若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；
若零序电流保护IV段动作，该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号；
若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本变电站故障选线选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；
若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；
若零序电流保护IV段动作，3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；
根据本变电站的所述故障综合检测结果以及相邻各变电站通过纵联信道传送来的所述故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。
2.根据权利要求1所述的站域零序电流保护方法，其特征在于，零序电流保护IV段动作的判据为： 其中 表示3倍的零序电流幅值。
3.根据权利要求1或2所述的站域零序电流保护方法，其特征在于，所述故障选线的判断方法为：
采集变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线上流过的零序幅值，记为 若满足
则 所在线路为故障线路 。
4.根据权利要求1所述的站域零序电流保护方法，其特征在于，所述站域零序电流保护跳闸决策为：若保护发出过未启动信号，但收到对端发送的所述允许2信号，则零序电流保护按相继跳闸方式动作，当以下任一条件满足时，零序电流保护以2.0s延时加速跳闸：
保护发出过所述允许1信号，且收到对端变电站发送的所述允许1信号；
保护发出过所述远跳信号；
保护收到所述远跳信号；
保护发出过所述允许2信号，收到对端变电站发送的所述未启动信号。
5.一种站域零序电流保护系统，其特征在于，包括多个站域零序电流保护决策单元，每个所述站域零序电流保护决策单元设置于一个变电站，并各自包括以下模块：
故障选线模块，用于检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，得到零序电流保护的动作信息，通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线；
故障综合检测与发信模块，用于根据故障选线结果、零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站站域零序电流保护决策单元的故障综合检测与发信模块；
所述故障综合检测与发信模块还用于在下述情况时发出相应的信号：
若本变电站进出线中存在平行双回线路，且所述故障选线选出的故障线路是平行双回线中的一条，则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送远跳信号；
若本变电站进出线中存在平行双回线路，但所述故障选线选出的故障线路是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若
则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号，否则发送闭
锁信号；
若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；
若3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；
若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则 通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；
若零序电流保护IV段动作，该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号；
若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本变电站故障选线选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；
若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；
若零序电流保护IV段动作，3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；
零序电流保护跳闸决策模块，用于根据本变电站的所述故障综合检测结果以及相邻变电站通过纵联信道传送来的所述故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。
6.根据权利要求5所述的站域零序电流保护系统，其特征在于，零序电流保护IV段动作的判据为： 其中 表示3倍的零序电流幅值。
7.根据权利要求5或6所述的站域零序电流保护系统，其特征在于，所述故障选线模块还用于采集变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线上流过的零序幅值，记为 判断是否满足
若满足，则将 所在线路作为故障线路。
8.根据权利要求7所述的站域零序电流保护系统，其特征在于，所述零序电流保护跳闸决策模块所形成的站域零序电流保护跳闸决策为：若保护发出过未启动信号，但收到对端发送的所述允许2信号，则零序电流保护按相继跳闸方式动作，当以下任一条件满足时，零序电流保护以2.0s延时加速跳闸：
保护发出过所述允许1信号，且收到对端变电站发送的所述允许1信号；
保护发出过所述远跳信号；
保护收到所述远跳信号；
保护发出过所述允许2信号，收到对端变电站发送的所述未启动信号。

站域零序电流保护方法与系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种站域零序电流保护方法与系统。\n背景技术\n[0002] 高压/超高压输电线路通常同时采用距离保护和零序电流保护作为后备保护。实际应用中，在配置有接地距离保护的场合，零序电流保护主要用于反映单相高阻接地故障。\n为简化在复杂电网中零序电流保护的整定配合，工程上，常将零序电流保护I段和II段停用，只保留用于反映高阻接地故障的零序III段和IV段。零序电流III段定值一次值取\n500A，带方向，动作时间取4s；零序电流IV段定值一次值取300A，不带方向，动作时间取\n4.5s。\n[0003] 由于零序电流保护III段和IV段并不是逐级配合整定，而是全网统一定值、统一时限，靠自然分流来保证选择性。这种方式存在的突出问题是，在一定的分流条件下可能存在多处保护都达到整定值，同时跳闸，从而导致事故扩大的严重后果。此外，零序III段配置功率方向元件的作用有限，可能由于方向元件灵敏度不足而影响保护性能。\n发明内容\n[0004] 基于上述情况，本发明提出了一种站域零序保护方法与系统，以克服传统零序电流保护无法保证选择性、延时较长的缺点，提高零序电流保护的可靠性和快速性，为高压/超高压输电线路的安全运行提供一种可靠保证。\n[0005] 一种站域零序电流保护方法，包括以下步骤：\n[0006] 检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，得到零序电流保护的动作信息，通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线，具体包括：\n[0007] 若本变电站进出线中存在平行双回线路，且所述故障选线选出的故障线路是平行双回线中的一条，则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送远跳信号；\n[0008] 若本变电站进出线中存在平行双回线路，但所述故障选线选出的故障线路是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若\n则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号，否则发送闭\n锁信号；\n[0009] 若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；\n[0010] 若3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；\n[0011] 若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；\n[0012] 若零序电流保护IV段动作，该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许\n1信号；\n[0013] 若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本变电站故障选线选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；\n[0014] 若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；\n[0015] 若零序电流保护IV段动作，3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的\n1.2倍，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号。\n[0016] 根据故障选线结果、零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站；\n[0017] 根据零序电流保护的动作信息以及相邻各变电站通过纵联信道传送来的故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。\n[0018] 一种站域零序电流保护系统，包括多个站域零序电流保护决策单元，每个所述站域零序电流保护决策单元设置于一个变电站，并各自包括以下模块：\n[0019] 故障选线模块，用于检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，得到零序电流保护的动作信息，通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线；\n[0020] 故障综合检测与发信模块，用于根据故障选线结果、零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站站域零序电流保护决策单元的故障综合检测与发信模块；\n[0021] 所述故障综合检测与发信模块还用于在下述情况时发出相应的信号：\n[0022] 若本变电站进出线中存在平行双回线路，且所述故障选线选出的故障线路是平行双回线中的一条，则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送远跳信号；\n[0023] 若本变电站进出线中存在平行双回线路，但所述故障选线选出的故障线路是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若\n则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送允许1信号，否则发送闭\n锁信号；\n[0024] 若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；\n[0025] 若3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；\n[0026] 若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；\n[0027] 若零序电流保护IV段动作，该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许\n1信号；\n[0028] 若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本变电站故障选线选出的故障线路，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送闭锁信号；\n[0029] 若零序电流保护IV段不动作，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送未启动信号；\n[0030] 若零序电流保护IV段动作，3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的\n1.2倍，且本变电站进出线中不存在平行双回线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送允许2信号；\n[0031] 零序电流保护跳闸决策模块，用于根据本变电站的所述故障综合检测结果以及相邻变电站通过纵联信道传送来的所述故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。\n[0032] 本发明站域零序电流保护方法与系统，利用已有的纵联保护的冗余信道获得对端变电站保护的零序电流保护动作信息，并与本站零序电流保护动作信息相集成，进行融合决策以确定故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策，改善传统零序电流保护的总体性能，保证了零序电流保护的选择性，并且加快了保护动作速度。\n附图说明\n[0033] 图1为本发明站域零序电流保护方法的流程示意图；\n[0034] 图2为本站进出线中存在平行双回线路情况下故障综合检测与发信的逻辑框图；\n[0035] 图3为本站进出线中不存在平行双回线路情况下故障综合检测与发信的逻辑框图；\n[0036] 图4为零序电流保护跳闸决策的逻辑框图；\n[0037] 图5为本发明站域零序电流保护系统的结构示意图。\n具体实施方式\n[0038] 下面结合附图详细解释本发明的方法与系统。\n[0039] 本发明站域零序电流保护方法，如图1所示，包括以下步骤：\n[0040] 步骤S101、故障选线：检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，并通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线；\n[0041] 步骤S102、故障综合检测结果与发信：根据故障选线结果、零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站；\n[0042] 步骤S103、零序电流保护跳闸决策：根据根据本变电站的所述故障综合检测结果以及相邻各变电站通过纵联信道传送来的故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。\n[0043] 本方法可以在每个变电站设置一个站域零序电流保护决策单元，用以完成上述步骤。\n[0044] 作为一个优选的实施例，零序电流IV段动作的判据为： 其中\n表示3倍的零序电流幅值。\n[0045] 作为一个优选的实施例，所述故障选线的判断方法为：\n[0046] 采集变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线上流过的零序幅值，记为 若满足\n[0047] \n[0048] 则 所在线路为故障线路。\n[0049] 作为一个优选的实施例，所述步骤确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站，具体包括：\n[0050] (1)本站进出线中存在平行双回线路，如图2所示\n[0051] a)若“故障选线”所选出的故障线路是平行双回线中一条，则通过该线路纵联保护信道发送“远跳”信号到对端变电站，即图中所示上传“远跳”信号。\n[0052] b)若“故障选线”选出的是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若前者为后者的两倍以上，即\n[0053] \n[0054] 则通过该线路纵联保护信道发送“允许1”信号到对端变电站，即图中所示上传“允许1”信号，否则发送“闭锁”信号到对端变电站。\n[0055] c)若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所判定的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道发送“闭锁”信号到对端变电站，即图中所示上传“闭锁”信号。\n[0056] d)3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍(360A)，则通过该线路的纵联保护信道发送“允许2”信号到对端变电站，即图中所示上传“允许2”信号。\n[0057] e)若零序电流保护IV段不动作，则通过该线路的纵联保护信道发送“未启动”信号到对端变电站，即图中所示上传“未启动”信号。\n[0058] (2)本站进出线中不存在平行双回线路，如图3所示\n[0059] a)若零序电流保护IV段动作，且该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道发送“允许1”信号到对端变电站，即图中所示上传“允许1”信号。\n[0060] b)若零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线选出的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道发送“闭锁”信号到对端变电站，即图中所示上传“闭锁”信号。\n[0061] c)若零序电流保护IV段不动作，则通过该线路的纵联保护信道发送“未启动”信号到对端变电站，即图中所示上传“未启动”信号。\n[0062] d)若零序电流保护IV段动作，且3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍(360A)，则通过该线路的纵联保护信道发送“允许2”信号到对端变电站，即图中所示上传“允许2”信号。\n[0063] 零序电流保护跳闸决策如图4所示：\n[0064] 当以下任一条件满足时，说明该线路发生高阻接地故障，零序电流保护以2.0s延时加速跳闸\n[0065] a)保护发出过“允许1”信号，且收到对端变电站发送的“允许1”信号。\n[0066] b)保护发出过“远跳”信号。\n[0067] c)保护收到“远跳”信号。\n[0068] d)保护发出过“允许2”信号，且收到对端变电站发送的“未启动”信号。\n[0069] 若保护发出过“未启动”信号，但收到对端变电站发送的“允许2”信号，则零序电流保护按相继跳闸方式动作。\n[0070] 本发明站域零序电流保护系统，包括多个站域零序电流保护决策单元，每个所述站域零序电流保护决策单元设置于一个变电站，并各自包括如图5所示的模块：\n[0071] 故障选线模块，用于检测变电站内零序电流保护IV段是否动作，并通过零序电流幅值比较的方法对变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线进行故障选线；\n[0072] 故障综合检测与发信模块，用于根据故障选线结果、零序电流保护的动作信息以及线路结构，确定变电站的故障综合检测结果，并将所述故障综合检测结果通过纵联保护信道传送至对端变电站站域零序电流保护决策单元的故障综合检测与发信模块；\n[0073] 零序电流保护跳闸决策模块，用于根据本变电站的所述故障综合检测结果以及相邻变电站通过纵联信道传送来的故障综合检测结果进行信息融合处理，确定实际故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策。\n[0074] 图5所示为两个变电站A和B各自对应的站域零序电流保护决策单元的结构示意图，在图5中，故障选线模块将选线结果和零序电流保护的动作信息发送至故障综合检测与发信模块，故障综合检测与发信模块将本变电站的故障综合检测结果发送至本变电站的零序电流保护跳闸决策模块和对端变电站的故障综合检测与发信模块，零序电流保护跳闸决策模块根据本变电站和对端变电站的故障综合检测结果做出零序电流保护跳闸决策。\n[0075] 作为一个优选的实施例，零序电流IV段动作的判据为： 其中\n表示3倍的零序电流幅值。\n[0076] 作为一个优选的实施例，所述故障选线模块还用于采集变电站内同一电压等级下所有零序电流保护动作的进出线上流过的零序幅值，记为 判断是\n否满足\n[0077] \n[0078] 若满足，则将 所在线路作为故障线路。\n[0079] 作为一个优选的实施例，所述故障综合检测与发信模块还用于在下述情况时发出相应的信号：\n[0080] 若变电站进出线中存在平行双回线路，且所述故障选线选出的故障线路是平行双回线中的一条，则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送“远跳”信号；\n[0081] 若变电站进出线中存在平行双回线路，但所述故障选线选出的故障线路是其他单回线路，则比较该线路零序电流幅值 与平行双回线零序电流幅值 若\n则通过该线路纵联保护信道向对端变电站传送“允许1”信号，否则发送\n“闭锁”信号；\n[0082] 若变电站进出线中存在平行双回线路，且零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线所选出的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“闭锁”信号；\n[0083] 若变电站进出线中存在平行双回线路，且3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“允许2”信号；\n[0084] 若变电站进出线中存在平行双回线路，且零序电流保护IV段不动作，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“未启动”信号；\n[0085] 若变电站进出线中不存在平行双回线路，且零序电流保护IV段动作，该进出线是本站故障选线所选出的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“允许\n1”信号；\n[0086] 若变电站进出线中不存在平行双回线路，且零序电流保护IV段动作，但该进出线不是本站故障选线选出的故障线路，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“闭锁”信号；\n[0087] 若变电站进出线中不存在平行双回线路，且零序电流保护IV段不动作，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“未启动”信号；\n[0088] 若变电站进出线中不存在平行双回线路，且零序电流保护IV段动作，3倍的零序电流幅值超过零序电流保护IV段定值的1.2倍，则通过该线路的纵联保护信道向对端变电站传送“允许2”信号。\n[0089] 作为一个优选的实施例，所述零序电流保护跳闸决策模块所形成的站域零序电流保护跳闸决策为：若保护发出过“未启动”信号，但收到对端变电站发送的“允许2”信号，则零序电流保护按相继跳闸方式动作，当以下任一条件满足时，零序电流保护以2.0s延时加速跳闸：\n[0090] 保护发出过“允许1”信号，且收到对端变电站发送的“允许1”信号；\n[0091] 保护发出过“远跳”信号；\n[0092] 保护收到“远跳”信号；\n[0093] 保护发出过“允许2”信号，收到对端变电站发送的“未启动”信号。\n[0094] 综上所述，本发明的优点在于：\n[0095] (1)利用本站保护动作信息以及相邻各变电站通过纵联信道传送的检测结果进行信息融合处理以确定故障元件位置，并形成站域零序电流保护跳闸决策，保证了零序电流保护的选择性和快速性。\n[0096] (2)采用零序电流幅值比较的方式进行故障选线，克服了传统零序电流保护采用零序方向元件所存在的方向元件灵敏度不足，易受共模干扰造成方向误判等缺点。\n[0097] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。