电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置

摘要

本发明一种电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置，该方法包括：相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑；根据电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障；若出现不对称故障，则接地距离III段保护直接跳闸；若未出现不对称故障，则进一步根据电力线路的电气特征判断是否出现对称故障；若出现对称故障，则相间距离III段保护直接跳闸；若未出现对称故障，则判定电力线路过载，闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。本发明提供的方法及装置，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置。

背景技术

电力系统大面积停电几乎都是由连锁故障引发的。从历次大停电事故形成过程来看，各类关联事件的相继诱发是其主要表现形式，故障因此快速扩散并最终达到不受控状态。对处于连锁故障中的电力系统而言，关联事件的关键演变特征决定了系统最终的发展态势，也决定了事故最终影响程度。大面积停电事故中连锁故障存在各种难以预计的内外因素共同交织作用，形成了事故扩大的驱动力。

外因表现为：地震、台风、山火、雷电、滑坡、严重故障、人为误操作等都可能导致一条或者多条线路跳闸最终导致大面积停电，这往往是很难人为控制的。

内因表现为：设备运行可靠性不高、保护配置不合理、二次回路设计缺陷无法有效跟踪，保护整定错误或不正确动作、安全校核计算失准、元件过载未获及时疏导、稳控策略设定不合理、预防或紧急控制措施不及时，距离III段保护在潮流转移过程中误动等。这些因素直接或间接地增加了源发故障的概率与形式，难以准确预测，对故障扩大起到推波助澜的作用。

例如，2003 年美国加拿大停电、2009 年巴西大停电等几起大停电事故中，很多都是由大电流导致距离III段保护动作跳开重要的联络线和大机组，电网快速四分五裂，进一步出现连锁跳闸反应，导致稳定破坏。   

2006 年7月1日，华中电网发生的电网稳定破坏事故，其中的一个原因是线路过载导致短路故障、由继电保护动作切除的220kV 线路4条，因线路过载严重使得距离III段保护动作切除的220kV 线路1 条。

2012年7月30日和2012年7月31日在印度发生的两次大停电事故，事故的初始扰动相同，均为Bina-Gwalior线路过载的情况下距离III段保护误动作将该线路跳闸，最终导致电网瓦解。

从上述的事故分析得知，在潮流转移过载过程中距离III段保护动作误切线路，就是距离III段保护不能识别线路过载误动隐患，对故障扩大起到推波助澜的作用。

误动隐患是指在系统正常运行时是隐蔽的、潜伏在设备中的缺陷，常规定检手段或运行状态下很难发现，一旦运行条件发生变化，误动隐患被触发时，可能会造成开关及保护不正确动作等，并进一步导致电网大面积停电事故发生。

现有技术中，距离III段保护不能识别线路过载误动隐患，对故障扩大起到推波助澜的作用，为此，提出一种电力线路距离III段保护误动隐患消除技术是亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置，该方法及装置可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法，包括：

相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑；根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障；

若判定出现不对称故障，则所述接地距离III段保护直接跳闸；若判定未出现不对称故障，则进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障；

若判定出现对称故障，则所述相间距离III段保护直接跳闸；若判定未出现对称故障，则判定所述电力线路过载，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。

其中，所述判定所述电力线路过载，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作之后，还包括：由所述相间距离或接地距离III段保护发出负荷切除指令，通知系统安稳装置按照预置策略切除所述电力线路上不重要的负荷。

其中，所述由所述相间距离或接地距离III段保护发出负荷切除指令，通知系统安稳装置按照预置策略切除所述电力线路上不重要的负荷之后，还包括：

待所述电路线路的负荷恢复到正常范围后，所述相间距离或接地距离III段保护解除闭锁，并收回此前发出到安稳装置的所述负荷切除指令。

其中，所述相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑之前，还包括：设置所述相间距离或接地距离III段保护的阻抗整定值Z³_set，所述Z³_set不小于所述电力线路在最大负荷下的阻抗值Z_f。

其中，所述根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障，包括：根据所述电力线路的电流和电压特征判断是否出现不对称故障；若所述电力线路中出现零序电流或负序电流，且电压下降，则判定为出现不对称故障；否则，判定为未出现不对称故障。

其中，所述根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障，包括：

若所述电力线路的阻抗值满足距离II段保护的整定值Z²_set，且电压下降，则判定为出现对称故障；否则，判定为未出现对称故障。

对应的，本发明还提供了一种电力线路距离III段保护误动隐患消除装置，包括：

不对称故障判断模块，用于在相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑后，根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障；

对称故障判断模块，用于在所述不对称故障判断模块判定所述电力线路未出现不对称故障时，进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障；

故障处理模块，用于在所述不对称故障判断模块判定所述电力线路出现不对称故障，或所述对称故障判断模块判定所述电力线路出现对称故障时，控制所述相间距离或接地距离III段保护直接跳闸；否则，判定所述电力线路过载，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。

其中，该装置还包括：

负荷控制模块，用于在所述故障处理模块判定所述电力线路过载时，发出负荷切除指令，通知系统安稳装置按照预置策略切除所述电力线路上不重要的负荷； 

以及待所述电路线路的负荷恢复到正常范围后，所述相间距离或接地距离III段保护解除闭锁，并收回此前发出到安稳装置的所述负荷切除指令。

其中，所述不对称故障判断模块包括：

第一检测单元，用于检测所述电力线路的电流和电压；

第一判断单元，用于根据所述第一检测单元的检测结果，判断所述电力线路是否出现不对称故障；若所述电力线路中出现零序电流或负序电流，且电压下降，则判定为出现不对称故障；否则，判定为未出现不对称故障。

其中，所述对称故障判断模块包括：

第二检测单元，用于检测所述电力线路的阻抗值和电压；

第二判断单元，用于根据所述第二检测单元的检测结果，判断所述电力线路是否出现对称故障；若所述电力线路的阻抗值满足距离II段保护的整定值Z²_set，且电压下降，则判定为出现对称故障；否则，判定为未出现对称故障。

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置，可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

附图说明

图1为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法第一实施例流程示意图；

图2为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法第二实施例流程示意图；

图3为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置第一实施例结构示意图；

图4是图3所示的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置的故障处理模块在电力线路过载时进行闭锁处理的示意图；

图5为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置第二实施例结构示意图；

图6是图5所示的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置的负荷控制模块在电力线路过载时切除负荷的示意图。

具体实施方式

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置，可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

图1为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法第一实施例流程示意图。该方法的流程如图1所示，包括：

步骤S101，相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑。

步骤S102，根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障；若判定出现不对称故障则执行步骤S103；否则，执行步骤S104。

步骤S103，判定出现不对称故障，所述接地距离III段保护直接跳闸。

步骤S104，判定未出现不对称故障。

步骤S105，进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障；若判定出现对称故障则执行步骤S106；否则，执行步骤S107。

步骤S106，判定出现对称故障，所述相间距离III段保护直接跳闸。

步骤S107，判定未出现对称故障，进而判定所述电力线路过载。

步骤S108，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法，可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

图2为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法第二实施例流程示意图。在本实施例中，将更为详细的描述该方法的流程，如图所示，该方法包括：

步骤S201，相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑。更为具体的，在电力系统继电保护中，作为高压线路距离保护一般三段式距离保护，其中距离III段保护作为电力线路的后备保护，其整定值按照躲过可能出现的最大负荷电流来整定。即，在本实施例中，相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑的前提是相间距离或接地距离III段保护的阻抗整定值Z³_set不小于电力线路最大负荷下阻抗值Z_f。

步骤S202，根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障；若判定出现不对称故障则执行步骤S203；否则，执行步骤S204。更为具体的，在本步骤中，是根据所述电力线路的电流和电压特征判断是否出现不对称故障；若所述电力线路中出现零序电流（I0）或负序电流（I2），且电压U下降，则判定为出现不对称故障；否则，判定为未出现不对称故障。

步骤S203，判定出现不对称故障，所述接地距离III段保护直接跳闸。

步骤S204，判定未出现不对称故障。

步骤S205，进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障；若判定出现对称故障则执行步骤S206；否则，执行步骤S207。更为具体的，判断的具体标准为：若所述电力线路的阻抗值满足距离II段保护的整定值Z²_set，且电压U下降，则判定为出现对称故障；否则，判定为未出现对称故障。

步骤S206，判定出现对称故障，所述相间距离III段保护直接跳闸。

步骤S207，判定未出现对称故障，进而判定所述电力线路过载。进一步的，在电力线路过载过程中，其电气特征是无零序（I0）或负序（I2）电流产生，上级保护如距离II段保护不启动，在本实施例中也可以根据这些特征进一步确定是否出现线路过载。

步骤S208，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。

步骤S209，由所述相间距离或接地距离III段保护发出负荷切除指令，通知系统安稳装置按照预置策略切除所述电力线路上不重要的负荷。

步骤S210，待所述电路线路的负荷恢复到正常范围后，所述相间距离或接地距离III段保护解除闭锁，并收回此前发出到安稳装置的所述负荷切除指令，或发出撤销指令，撤销此前发出到安稳装置的所述负荷切除指令。

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除方法，可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

对应的，本发明还提供一种电力线路距离III段保护误动隐患消除装置。参见图3，为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置第一实施例结构示意图，如图所示，该装置包括：

不对称故障判断模块1，用于在相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑后，根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障。

对称故障判断模块2，用于在所述不对称故障判断模块1判定所述电力线路未出现不对称故障时，进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障。

故障处理模块3，用于在所述不对称故障判断模块1判定所述电力线路出现不对称故障，或所述对称故障判断模块2判定所述电力线路出现对称故障时，控制所述相间距离或接地距离III段保护直接跳闸；否则，判定所述电力线路过载，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。具体的，如图4所示：当电力线路过载后，图4中的电力线路过载常闭接点断开，使其距离保

护逻辑输出为“0”，达到闭锁的目的，防止误动作。

需要说明的是，本实施例提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置可以位于所述相间距离或接地距离III段保护内部。且本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

参见图5，为本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置第二实施例结构示意图。在本实施例中，将更为详细的描述该装置的结构。该装置如图5所示，包括：

不对称故障判断模块1，用于在相间距离或接地距离III段保护进入启动逻辑后，根据所述电力线路的电气特征判断是否出现不对称故障。更为具体的，所述电力线路相间距离或接地距离III段保护误动隐患消除装置进入启动逻辑的条件是相间距离或接地距离III段保护的阻抗整定值Z³_set不小于电力线路最大负荷下阻抗值Z_f。在电力系统继电保护中，作为高压线路距离保护一般三段式距离保护，其中相间距离或接地距离III段保护作为电力线路的后备保护，其整定值按照躲过可能出现的最大负荷电流来整定。即，在本实施例中，相间距离或接地距离III段保护的阻抗整定值Z³_set不小于电力线路最大负荷下阻抗值Z_f。更为具体的，所述不对称故障判断模块1包括：

第一检测单元11，用于检测所述电力线路的电流和电压；

第一判断单元12，用于根据所述第一检测单元11的检测结果，判断所述电力线路是否出现不对称故障；若所述电力线路中出现零序电流（I0）或负序电流（I2），且电压U下降，则判定为出现不对称故障；否则，判定为未出现不对称故障。

对称故障判断模块2，用于在所述不对称故障判断模块1判定所述电力线路未出现不对称故障时，进一步根据所述电力线路的电气特征判断是否出现对称故障。更为具体的，所述对称故障判断模块2包括：

第二检测单元21，用于检测所述电力线路的阻抗值和电压。

第二判断单元22，用于根据所述第二检测单元21的检测结果，判断所述电力线路是否出现对称故障；若所述电力线路的阻抗值满足距离II段保护的整定值Z²_set，且电压U下降，则判定为出现对称故障；否则，判定为未出现对称故障。

故障处理模块3，用于在所述不对称故障判断模块1判定所述电力线路出现不对称故障，或所述对称故障判断模块2判定所述电力线路出现对称故障时，控制所述相间距离或接地距离III段保护直接跳闸；否则，判定所述电力线路过载，闭锁所述相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。进一步的，在电力线路过载过程中，其电气特征是无零序（I0）或负序（I2）电流产生，上级保护如距离II段保护不启动，在本实施例中，故障处理模块3也可以根据这些特征进一步确定是否出现线路过载。

优选的，本实施例提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置还包括：

负荷控制模块4，用于在所述故障处理模块判定所述电力线路过载时，发出负荷切除指令，通知系统安稳装置按照预置策略切除所述电力线路上不重要的负荷； 具体的，如图6所示：当电力线路过载后，图中6的电力线路过载常开接点闭合，在电力线路过载投退压板投入运行的情况，给安稳装置逻辑跳闸逻辑开入“1”，在安稳装置具备跳闸的条件下跳闸。

待所述电路线路的负荷恢复到正常范围后，所述相间距离或接地距离III段保护解除闭锁，并收回此前发出到安稳装置的所述负荷切除指令。

本发明提供的电力线路距离III段保护误动隐患消除装置可以根据电力线路的电气特征判断电路当前的状态，如果出现不对称故障或对称故障，相间距离或接地距离III段保护可以直接跳闸，若电力线路过载，该方法及装置可以闭锁相间距离或接地距离III段保护，防止其误动作。避免闭锁相间距离或接地距离III段保护不正确动作等导致电网大面积停电事故发生。

值得注意的是，本发明描述的是一种电力线路距离III段保护误动隐患消除方法及装置的一种实施方法和产品形式，其它满足本发明所述流程的方法或者结构的产品，即使材质、器件名称、外观、器件摆放顺序等不影响产品特性的因素不相同，仍然属于本发明保护的范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。