專利名稱：一種超高壓線路零序后備保護整定方法
技術領域：
本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，具體涉及一種超高壓線路零序后備保護整定方法。
背景技術：
繼電保護是電力系統中最重要的二次設備之一，對系統的安全、穩定運行有著極為關鍵的作用。線路保護用于在電網發生故障后實現對故障線路的自動和快速切除并隔離故障，以保障人身和設備安全以及無故障部分的正常運行。線路的主保護在故障時無延時跳開斷路器，切除線路，隔離故障。線路的后備保護用于在線路主保護失靈或線路斷路器失靈的情況下，跳開本線路或其它線路的斷路器實現線路故障的隔離。線路的后備保護主要分為距離后備保護和零序后備保護。對現有零序后備保護整定方法進行優化是優化后備保護的重要內容。目前，超高壓線路Q20kV 500kV)零序后備保護整定方法存在諸多缺陷，需要與時俱進的新方法以適應電網飛速發展的需求一是現行整定方案為按照《220kV 500kV電網繼電保護裝置運行整定規程》在定值和時間上均嚴格配合的方案。但是，該規程頒布于上世紀90年代初，正處于我國電網普遍較薄弱，微機保護方興未艾之時。隨著繼電保護技術的發展，特別是微機保護裝置的快速進步和成熟，主保護已越來越完善，使得后備保護的重要性大為降低，沒有必要再進行復雜的整定計算。二是隨著電網的迅猛發展，電網結構、運行方式變化極為迅速，復雜整定原則令后備保護的整定計算十分困難，實際上后備保護定值間的完全配合，越來越難以實現，失配或靈敏度不足問題成為電網的安全隱患。因此，現行零序后備保護方法制約著電網運行方式的靈活調整，保護定值之間的失配，定值的頻繁更改給系統帶來了不可預知的潛在風險，同時也極大的增加了整定計算人員的工作量。很有必要根據電網的實際情況，對線路零序后備保護的整定計算原則進行合理簡化，提出一種新的線路零序后備保護整定方法，以提高整定計算效率，簡化定值管理和執行，保證電網安全運行。

發明內容
為克服現有技術中存在的上述問題，本發明提出了一種超高壓線路零序后備保護整定方法。在不增加系統安全風險的前提下，提高定值對電網變化的適應能力，大幅減輕整定人員工作量，充分適應電力發展的需求。本發明的方法包括以下步驟1、確定超高壓線路零序后備保護總體配置原則，即零序后備保護按四段式或兩段式配置，四段式配置時退出零序后備保護I、II段， 保留零序后備保護III、IV段，即零序后備保護I、II段定值整定為最大，控制字退出，兩段式配置時零序后備保護I、II段分別對應四段式配置的零序后備保護III、IV段，與其采用相同的整定方法。
2、進行零序后備保護III段的整定首先確定基準側，對于線路上的一側保護，若其對側站端全部出線均配置了至少一套光差保護，則該側保護可作為配合的基準側保護； 然后，對于基準側的零序后備保護III段，定值固定取500A，時間固定取3. 3S ；對于非基準側的零序后備保護III段，按照優化總體原則進行配合。3、進行零序后備保護IV段的整定首先按照步驟2相同的原則確定基準側，然后， 對于基準側零序后備保護IV段，定值固定取300A，時間固定取3. 6S ；對于非基準側的零序后備保護IV段，按照優化總體原則進行配合。 所述方法中，優化總體原則具體是指優先按照相同段之間“定值不配，時間配合” 的原則進行時間逐級配合，時間級差取0. 2S，定值取固定值；在逐級配合時間大于某一限值或遇到環網的情況下，與配置了至少一套光差保護的線路進行配合時可考慮設置失配點。失配點應盡量避免在串供線路上，應選取出線較多的地方，同時失配點盡可能選在電源弱側；對于失配點，零序后備保護時間應保證大于該點距離后備保護最長時間，確保零序后備保護與距離后備保護之間的配合關系；零序后備保護III段時間定值上限為4. 9S，零序后備保護IV段時間定值上限為5. 2S。本發明提出的零序后備保護整定方法，最主要的特色是失配點的選擇巧妙，其主要特征如下1)失配風險可知可控。失配點按照一定條件設定，易于掌握識別。且按照該方案進行配合的零序保護除基準側存在失配以外，其余定值均至少為不完全配合，即要么保證了時間上的配合，要么保證了定值上的配合，電網的安全風險得到控制。2)提高了定值對電網變化的適應能力。新建變電站時，只需對新建線路的定值進行整定，無需大范圍的對周邊配合定值進行修改，保證了定值的穩定性，提高了定值對電網變化的適應能力，同時可大大減小配合計算的工作量，減少因配合定值調整而帶來的保護定值調整。3)定值上具有一定的天然配合關系。該方案保留兩段零序，對于按照時間配合的定值，雖然各段取值固定，但由于電流分支系數的影響，零序電流在電網中有著天然的配合關系，即故障線路的零序電流最大，其他支路由于分流作用，會逐漸減少。保護的原理對運行方式的依賴較弱，對電網運行方式的變化有較好的適應能力，定值與被保護設備參數有直接固定的關系，對復雜大電網的運行方式調整有強有力的支撐能力。4)大大減輕整定工作量。配合關系變得簡單，不會引起因配合關系而重新出大量定值單的工作；對電網變化的適應能力強，不會因為運行方式的改變需要重新整定。大大減輕了一線整定計算人員的工作量，也避免了定值頻繁更改導致的作業風險。


圖1為本發明零序后備保護整定方法流程圖；圖2為本發明零序后備保護III段整定步驟流程圖；圖3為本發明零序后備保護IV段整定步驟流程圖；圖4為本發明零序后備保護整定方法總體原則示意圖；圖5為本發明失配點選取方式下新建變電站對線路后備保護的定值調整示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。本實施例以220kV的超高壓線路為例，詳細說明本發明的超高壓線路零序后備保護整定方法，如圖1所示，具體為1、確定超高壓線路零序后備保護總體配置原則，即將零序后備保護按四段式或兩段式配置。其中，按四段式配置時，分別配置為零序后備保護I段、零序后備保護II段、零序后備保護III段和零序后備保護IV段，按兩段式配置時，分別配置為零序后備保護I段和零序后備保護II段。其中，四段式配置時退出零序后備保護I段、II段，保留零序后備保護III、IV段， 即零序后備保護I、II段定值整定為最大，控制字退出。兩段式配置時零序后備保護I、II段分別對應四段式配置的零序后備保護III、IV 段，各對應的段采用相同的整定方法，具有相同的定值。2、進行零序后備保護III段的整定首先確定基準側，對于線路上的某個站端，若其對側站端全部出線均配置了至少一套光差保護，則該側站端可作為基準側。將零序后備保護III段的整定分為基準側零序后備保護III段的整定和非基準側零序后備保護III段的整定兩部分，具體為a.基準側零序后備保護III段的整定基準側零序后備保護III段定值固定 500A，時間固定取3. 3S ；b.非基準側零序后備保護III段的整定按照“時間配合的”原則進行逐級配合， 時間級差取0. 2S，定值固定取500A ；零序后備保護III段時間定值上限為4. 9S，在逐級配合時間大于某一限值或遇到環網的情況下，與配置了至少一套光差保護的線路進行配合時設置失配點。失配點應盡量避免在串供線路上，應選取出線較多的地方， 同時失配點盡可能選在電源弱側；對于失配點的零序后備保護時間應保證大于該點距離后備保護最長時間，確保零序后備與距離后備之間的配合關系。3、進行零序后備保護IV段的整定首先與步驟2采用相同的方法確定基準側，將零序后備保護IV段的整定分為基準側零序后備保護IV段的整定和非基準側零序后備保護IV段的整定兩部分，具體為a.基準側零序后備保護IV段的整定基準側零序后備保護IV段定值固定取300A， 時間固定取3. 6S ；b.非基準側零序后備保護IV段的整定按照“時間配合”的原則進行逐級配合，時間級差取0. 2S，定值固定取300A ；零序后備保護IV段時間定值上限為5. 2S，當逐級配合時間大于上限以及遇到環網時，處理方法與步驟2中相同。本實例是以220kV的超高壓線路為例進行的說明，其中，固定定值和時間、時間級差和時間上限等參數在其它電壓等級的線路或其它電網中時，可根據規程規定和具體電網情況進行合理選擇或調整。使用本發明的方法中，需要說明的是對于新建變電站對線路后備保護的定值調整，由于新建變電站的保護配置均十分完善，符合基準側的標準，而基準側定值的時間是最低的，因此后面的定值在時間上至少和基準側的定值時間是配合的，這樣只需對新建線路的定值進行整定，無需大范圍的對周邊配合定值進行修改。新建變電站對線路后備保護的定值調整如圖5所示。對于全網達到標準配置時后備保護整定，在將來全網保護配置全部為標準配置時，全網各處均滿足作為失配點的條件，因此全網的后備保護定值則均可按照基準側定值進行整定，而無需按照嚴格的完全配合來進行整定，即零序保護定值各段范圍定值則取固定值，相同段時間定值全網統一。此時雖然零序后備保護定值可能在保護范圍和時間上不能完全配合，但是可采取在發生故障時或主保護可靠性降低時采取相應措施來保證后備保護之間的選擇性。需要說明的是，利用本發明的零序后備保護整定方法需要注意的風險及防范措施(1)當前過渡整定方法存在的風險及解決措施對于零序后備保護，發生單相開關失靈且失靈保護又失靈時且相鄰線接地距離保護又沒有靈敏度時，失配點的零序后備保護可能越級動作。一方面此種情況的概率極低，另一方面可以通過加強主保護來降低失靈保護失靈的風險，同時可以在實際整定中可以盡量兼顧接地距離保護對相鄰線路的靈敏度。在發生高阻接地時，出現一側零序電流很大而一側零序電流很小的情況，導致差動保護不能動作時，失配點的零序后備保護可能越級動作。 一方面本身高阻接地時出現差動保護不能動作的概率極低，另一方面應通過加強巡線等維護減少高阻接地故障的概率，同時由于高阻接地時零序電流并不是很大，由于零序分支系數的天然配合關系，零序后備保護可能越級動作的范圍也不會太大。(2)全網達到標準配置時后備保護整定方法風險及解決措施全網定值均可能存在失配，因此在發生故障時，零序后備保護可能會越級動作。但是一方面在主保護配置十分完善的情況下，零序后備保護動作的概率已經極低；另一方面在當發生故障時，利用保護之間的信息交換縮短相關周邊保護的后備保護的時間定值，這樣確保在故障沒有切除的情況下，由最小范圍內的后備保護去切除隔離故障，確保選擇性， 防止由于后備保護之間由于沒有安全配合而導致的大范圍越級跳閘事故。下面結合附圖及一個簡單實例對本發明作進一步詳細的說明。1、確定超高壓線路零序后備保護總體配置原則零序后備保護按四段式或兩段式配置，四段式配置時退出零序后備保護I、II段，保留零序后備保護III、IV段，即零序后備保護I、II段定值整定為最大，控制字退出，兩段式配置時零序后備保護I、II段分別對應四段式配置的零序后備保護III、IV段，與其采用相同的整定方法。2、進行零序后備保護III段的整定首先確定基準側，對于線路上的某個站端，若其對側站端全部出線均配置了至少一套光差保護，則該側站端可作為基準側。如圖4所示，假設ΚΙ、K3、K4開關所在線路均為至少配置了一套光差保護的線路，則可設ΚΙ、K4處的保護為基準側。a.基準側零序后備保護III段整定基準側K1、K4零序后備保護III段定值固定 500Α,時間固定取Tl = 3. 3S ；b.非基準側零序后備保護III段整定原則對于K5處的保護，按照相同段之間時間配合的原則進行逐級配合，與K4處的保護配合，零序后備保護III段定值取固定值500A， 時間級差At取0.2S，即時間為Tl-At。對于K3處的保護，與K4處的保護配合，零序后備保護III段定值取固定值500A，時間級差Δ t取0. 2S，時間為Tl+ Δ t ；對于K2處的保護，與K3處的保護配合，假設其時限大于III段時間定值上限4. 9S，則可將K2處的保護設為失配點，即對其按照基準側零序后備保護III段的整定方法整定，且保證該點零序后備保護時間大于距離后備保護最長時間。3、進行零序后備保護IV段的整定首先與步驟2采用相同的方法確定基準側，將零序后備保護IV段的整定分為基準側零序后備保護IV段的整定和非基準側零序后備保護IV段的整定兩部分，具體為a.基準側零序后備保護IV段整定原則基準側K1、K4零序后備保護IV段定值固定取300Α,時間固定取Τ2 = 3. 6S ；b.非基準側零序后備保護IV段整定原則對于K5處的保護，與K4處的保護配合， 零序后備保護IV段定值取固定值300A，時間為T2- Δ t ；對于K3處的保護，與K4處的保護配合，零序后備保護IV段定值取固定值300A，時間為T2+ Δ t ；對于K2處的保護，與K3處的保護配合，假設其零序后備保護IV段時間定值上限5. 2S，則可將K2處的保護設為失配點，即對其按照基準側零序后備保護IV段的整定方法整定，且保證該點零序后備保護時間大于距離后備保護最長時間。上述整定結果可用圖4表示K1、K3、K4開關所在線路為至少配置了一套光差保護的線路，則Κ1、Κ4開關處的保護符合“對側站端全部出線均置了至少一套光差保護”的條件，被設定為基準點；Κ2被設定為失配點，亦作為基準側整定。故Κ1、Κ4、Κ2開關處保護定值及時間為基準定值。Κ3、Κ5開關處保護定值和時間為按照時間逐級配合原則計算得到。
權利要求
1.一種超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將零序后備保護按四段式配置，并退出零序后備保護I段和零序后備保護II段，保留零序后備保護III段和零序后備保護IV段；(2)利用基準側，將零序后備保護III段分為基準側零序后備保護III段和非基準側零序后備保護III段，分別進行整定得到定值和時間；(3)利用基準側，將零序后備保護IV段分為基準側零序后備保護IV段和非基準側零序后備保護IV段，分別進行整定得到定值和時間；其中，所述的基準側是指對于線路上的任一站端，若其對側站端的全部出線均配置了光差保護，則該側站端即為基準側。
2.根據權利要求1所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述步驟O) 中，基準側零序后備保護III段整定的定值和時間均為固定值。
3.根據權利要求1或2所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述步驟 (2)中，非基準側零序后備保護III段的整定按照時間配合原則進行逐級配合進行，其中， 時間級差和定值均為固定值。
4.根據權利要求3所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，當逐級配合時間大于第一時間上限或遇到環網時，可在與配置了至少一套光差保護的線路進行配合時設置失配點。
5.根據權利要求4所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述第一時間上限為4. 9S。
6.根據權利要求1-5之一所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述步驟(3)中，基準側零序后備保護IV段整定的定值和時間均為固定值。
7.根據權利要求1-6之一所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述步驟(3)中，非基準側零序后備保護IV段按照時間配合原則進行逐級配合整定，時間級差和定值均為固定值；
8.根據權利要求7所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，當逐級配合時間大于第二時間上限或遇到環網時，可在與配置了至少一套光差保護的線路進行配合時設置失配點。
9.根據權利要求8所述的超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述第二時間上限為5. 2S。
10.一種超高壓線路后備保護整定方法，其特征在于，所述零序后備保護按兩段式配置，配置得到的零序后備保護I段和零序后備保護II段的整定定值和時間分別與權利要求 1-9之一所述的零序后備保護III段和零序后備保護IV段的定值和時間相同。
全文摘要
本發明提供一種超高壓線路后備保護整定方法，包括(1)將零序后備保護按四段式配置，并退出零序后備保護I段和零序后備保護II段，保留零序后備保護III段和零序后備保護Ⅳ段；(2)利用基準側，將零序后備保護III段分為基準側零序后備保護III段和非基準側零序后備保護III段分別進行整定(3)利用基準側，將零序后備保護Ⅳ段分為基準側零序后備保護Ⅳ段和非基準側零序后備保護Ⅳ段分別進行整定；其中基準側指對于線路上的任一站端，若其對側站端的全部出線均配置了光差保護，則該側站端即為基準側。本發明在未增加電網安全風險的前提下，提高定值對電網變化的適應能力，減少因配合定值調整而帶來的保護定值調整，同時極大地減輕整定計算工作量。
文檔編號H02H7/26GK102545173SQ201210006430
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者張弛, 曾耿暉, 朱曉華, 李一泉, 李銀紅, 王聰, 邱建, 陳志光, 黃明輝 申請人:華中科技大學, 廣東省電力調度中心