本发明公开了一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法，该方法首先利用线路或者母线的差流持续不返回且开关有电流来启动开关失灵，启动后发跳闸命令给失灵开关，然后把失灵开关所在母线的所有开关和失灵开关所在线路对侧开关作为失灵后的区域差动开关集合，计算区域差动开关集合的区域差动电流，若区域差动电流持续动作不返回，则确认开关失灵。失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，计算切除范围开关的距离三段和零序方向，若满足动作条件，则切除开关并闭锁相应开关的重合闸。本发明可以作为传统开关失灵保护的后备保护，可以在开关失灵后快速切除故障，提高了电力系统输电线路的安全性和可靠性。
1.一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法，其特征在于，所述开关失灵保护方法包括以下步骤：（1）采集线路两侧电流，利用线路两侧电流进行线路差动保护计算，当满足差动保护动作条件时，识别出发生线路故障，线路差动保护动作；
（2）如果线路差动保护持续第一预定时间不返回，并且线路差动保护对应的开关有电流流过，则判断该开关失灵，启动开关失灵保护；
（3）开关失灵保护启动后，发跳闸命令给所述失灵开关；
（4）如果所述失灵开关仍然不能跳闸，将所述失灵开关所在母线的所有开关以及失灵开关所在线路对侧的开关作为失灵开关区域差动开关集合；计算所述区域差动开关集合的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且持续满足，在第二预定时间内不返回，则确认所述失灵开关失灵；
（5）将所述失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，计算所述切除范围开关集合内各开关处的阻抗判断所述切除范围开关集合内各开关是否位于相应开关所处线路保护距离三段范围内或者通过各开关相对应的零序方向元件判断是否满足动作条件，若处于线路保护距离三段范围内或者满足零序方向元件判据则跳开切除范围开关集合内的开关，并闭锁切除范围开关集合内的开关的重合闸。
2.根据权利要求1所述的开关失灵保护方法，其特征在于：
在所述步骤（2）中，所述第一预定时间优选为0.15s。
3.根据权利要求2所述的开关失灵保护方法，其特征在于：
在所述步骤（4）中所述第二预定时间优选为0.25s。
4.一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法，其特征在于，所述开关失灵保护方法包括以下步骤：（1）采集母线各侧开关电流，利用母线各侧电流进行母线差动保护计算，当满足母线差动保护动作条件时，识别出母线发生故障，差动保护动作；
（2）如果所述差动保护持续第一预定时间不返回，并且差动保护对应的开关有电流流过，则判断该开关失灵，启动开关失灵保护；
（3）开关失灵保护启动后，发跳闸命令给所述失灵开关；
（4）如果所述失灵开关仍然不能跳闸，将所述失灵开关所在母线的所有开关以及失灵开关所在线路对侧的开关作为失灵开关区域差动开关集合；计算所述区域差动开关集合的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且持续满足，在第二预定时间内不返回，则确认所述失灵开关失灵；
（5）将所述失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，计算所述切除范围开关集合内各开关处的阻抗判断是否位于相应开关所处线路保护距离三段范围内或者通过各开关相对应的零序方向元件判断是否满足动作条件，若处于线路保护距离三段范围内或者满足零序方向元件判据则跳开切除范围开关集合内的开关，并闭锁切除范围开关集合内的开关的重合闸。
5.根据权利要求4所述的开关失灵保护方法，其特征在于：
在所述步骤（2）中，所述第一预定时间优选为0.15s。
6.根据权利要求5所述的开关失灵保护方法，其特征在于：
在所述步骤（4）中所述第二预定时间优选为0.25s。
一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统继电保护和自动化技术领域，具体涉及一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法。
背景技术
[0002] 断路器(开关)失灵保护是指输电线路、变压器、母线等主要电气设备发生故障，故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，称之为断路器失灵。利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。为有效防止断路器失灵对电网造成的严重后果，必须装设断路器失灵保护。《继电保护和安全自动装置技术规程》中规定：220kV及以上电网中，以及110kV电网的个别重要系统，应按规定设置断路器失灵保护。
[0003] 目前国内有些220kV变电站，只配置一套开关失灵保护，可靠性不足。在开关失灵后，如果再发生失灵保护装置拒动，则只能依赖失灵开关所在母线的所有开关对侧的距离II段切除故障，切除时间比较长，可能引起较大范围的电力系统稳定破坏事故。因此有必要利用广域网络信息对断路器失灵保护给予考虑，并形成失灵拒动的后备保护策略。
发明内容
[0004] 为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种可以利用广域信息的开关失灵保护方法，以快速切除开关失灵后的故障。
[0005] 本发明具体采用以下技术方案。
[0006] 一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法，其特征在于，所述开关失灵保护方法包括以下步骤：
[0007] (1)采集线路两侧电流，利用线路两侧电流进行线路差动保护计算，当满足差动保护动作条件时，识别出发生线路故障，差动保护动作；
[0008] (2)如果差动保护持续第一预定时间不返回，并且差动保护对应的开关有电流流过，则判断该开关失灵，启动开关失灵保护；
[0009] (3)开关失灵保护启动后，发跳闸命令给所述失灵开关；
[0010] (4)如果所述失灵开关仍然不能跳闸，将所述失灵开关所在母线的所有开关以及失灵开关所在线路对侧的开关作为失灵开关区域差动开关集合；计算所述区域差动开关集合的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且持续满足，在第二预定时间内不返回，则确认所述失灵开关失灵；
[0011] (5)所述失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，计算所述切除范围开关集合内各开关处的阻抗判断是否位于相应开关所处线路保护距离三段范围内或者通过各开关相对应的零序方向元件判断是否满足动作条件，若处于线路保护距离三段范围内或者满足零序方向元件判据则跳开切除范围开关集合内的开关，并闭锁切除范围开关集合内的开关的重合闸。
[0012] 对于母线发生故障，而与母线相连的开关失灵，本发明公开的利用电网广域信息的开关失灵保护方法具体采用以下步骤：
[0013] 一种利用电网广域信息的开关失灵保护方法，其特征在于，所述开关失灵保护方法包括以下步骤：
[0014] (1)采集母线各侧开关电流，利用母线各侧电流进行母线差动保护计算，当满足母线差动保护动作条件时，识别出母线发生故障，差动保护动作；
[0015] (2)如果所述差动保护持续第一预定时间不返回，并且差动保护对应的开关有电流流过，则判断该开关失灵，启动开关失灵保护；
[0016] (3)开关失灵保护启动后，发跳闸命令给所述失灵开关；
[0017] (4)如果所述失灵开关仍然不能跳闸，将所述失灵开关所在母线的所有开关以及失灵开关所在线路对侧的开关作为失灵开关区域差动开关集合；计算所述区域差动开关集合的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且持续满足，在第二预定时间内不返回，则确认所述失灵开关失灵；
[0018] (5)所述失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，计算所述切除范围开关集合内各开关处的阻抗判断是否位于相应开关所处线路保护距离三段范围内或者通过各开关相对应的零序方向元件判断是否满足动作条件，若处于线路保护距离三段范围内或者满足零序方向元件判据则跳开切除范围开关集合内的开关，并闭锁切除范围开关集合内的开关的重合闸。
[0019] 本发明利用故障元件电流差动和开关有流来启动开关失灵，并利用区域电流差动确认开关失灵，具有很高的可靠性和安全性，可以快速切除开关失灵后的故障，提高了电力系统输电线路的安全性和可靠性。
附图说明
[0020] 图1、利用广域信息的开关失灵保护示意图；
[0021] 图2、开关失灵保护区域电流差动保护示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
[0023] 本发明公开的利用电网广域信息的开关失灵保护方法首先利用线路或者母线的差流持续不返回且开关有电流来启动开关失灵，启动后发跳闸命令给失灵开关，然后把失灵开关所在母线的所有开关和失灵开关所在线路对侧开关作为失灵后的区域差动开关集合，计算失灵开关集合的区域差动电流，若区域差动电流持续动作不返回，则确认开关失灵。失灵开关所在母线的所有开关以及线路对侧开关作为切除范围开关集合，若切除开关满足距离三段和零序方向元件动作条件，则发跳闸命令切除失灵开关集合的开关，并闭锁相应开关的重合闸。
[0024] 如图1和图2所示为利用广域信息的开关失灵保护示意图。
[0025] 在变电站1、2、3安装采集单元，采集母线电压、线路电流等信息，在变电站1、2、3安装控制单元，控制变电站内的开关跳闸，采集单元和控制单元通过2M专用网络通道与保护主站进行通信，在保护主站根据子站上送的信息进行失灵保护决策，并把决策命令通过网络下发给控制单元实现对开关的跳闸控制。
[0026] 参照附图1和附图2，通过以下实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
[0027] 实施例1、当线路故障时，L1故障，QF1失灵。
[0028] 本发明的利用广域信息的开关失灵保护方法包括以下步骤：
[0029] 1)采集L1线路的CT1和CT5的电流，并进行差动计算，当满足线路差动保护条件时，线路差动保护动作；
[0030] 2)如果差动保护不返回且CT1持续有流0.15S后，则判断QF1开关失灵，启动QF1开关失灵保护；
[0031] 3)开关失灵保护启动后，发跳闸命令到QF1；
[0032] 4)如果QF1仍然不能跳闸，将QF2、QF3、QF4和QF5作为QF1失灵的区域差动开关集合；计算CT2、CT3、CT4和CT5的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且在0.25S内持续满足动作不返回，确认QF1失灵；
[0033] 5)QF1失灵开关所在母线的开关QF2、QF3、QF4和线路开关对侧的QF5、QF6、QF7作为切除范围开关集合。直接跳开母联QF4开关，计算QF2、QF6、QF3、QF7、QF5处的距离三段或零序方向若满足动作条件则跳开开关QF2、QF6、QF3、QF7、QF5，切除故障，并闭锁重合闸功能。
[0034] 实施例2、当母线B1故障，QF1失灵。
[0035] 本发明的利用广域信息的开关失灵保护方法包括以下步骤：
[0036] 1)采集B1母线的CT1、CT2、CT3、CT4的电流进行差动计算，当满足母线差动保护动作条件时，母线差动保护动作；
[0037] 2)若母线差动保护不返回且CT1持续有流0.15S后，判断QF1，启动QF1开关失灵保护；
[0038] 3)开关失灵保护启动后，并发跳闸命令到QF1；
[0039] 4)如果QF1仍然不能跳闸，将QF2、QF3、QF4和QF5作为QF1失灵的区域差动开关集合；计算CT2、CT3、CT4和CT5的区域差动电流，若区域差动电流大于设定的区域差动动作定值，并且在0.25S内持续满足动作不返回，确认QF1失灵；
[0040] 5)QF1失灵开关所在母线的开关QF2、QF3、QF4和线路开关对侧的QF5、QF6、QF7作为切除范围开关集合。直接跳开母联QF4开关，计算QF2、QF6、QF3、QF7、QF5处的距离三段或零序方向若满足动作条件则跳开开关QF2、QF6、QF3、QF7、QF5，切除故障，并闭锁重合闸功能。
[0041] 以上给出的实施例用以说明本发明和它的实际应用，并非对本发明作任何形式上的限制，任何一个本专业的技术人员在不偏离本发明技术方案的范围内，依据以上技术和方法作一定的修饰和变更当视为等同变化的等效实施例。
