本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种快速切除热备用线路故障的光纤差动保护方法和存储介质。
背景技术：
热备用线路是指线路已经具备运行条件，线路只有一端断路器断开,另外一端断路器合闸，此时只需要对断开断路器进行一次合闸操作即可转入运行的线路。热备用线路一般作为电源备用联络线路，当电源联络线路出现异常时热备用线路才投入运行。
光纤差动线路保护由于具有较高的可靠性，快速性和保护范围明确性，因此在线路保护中作为主保护被广泛的使用。光纤差动线路保护装置有单独差动启动要求，其要求是每个光纤差动线路保护装置设置独立的电流启动元件，差动电流不能单独作为装置的启动元件，必要时可用交流电压量等作为辅助启动元件。光纤差动保护启动元件的可靠性和灵敏性是考核光纤差动保护的标准之一。
热备用线路出现故障后，由于断开的断路器隔离了故障点，导致断路器断开侧没有故障电流，其电压正常情况下波动较小，此时光纤差动启动主要靠断路器位置辅助判据实现光纤差动保护启动。如果此时断路器位置出现异常，则光纤差动保护启动就不能正常启动，这样导致光纤差动保护动不能及时动作切除故障。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种快速切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，用于解决热备用线路光纤差动保护在断路器位置异常情况下光纤差动保护动做速度慢的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
本发明提供一种快速切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，包括：在热备用线路的两侧均设置光纤差动线路保护装置，本侧光纤差动线路保护装置以设定的频率采集线路本侧三相电流、线路本侧所连接母线三相电压、线路对侧所连接母线各相电压标志和线路本侧断路器位置，并接收线路对侧光纤差动线路保护装置传送过来的线路对侧三相电流，并将采集的数据转换为有效值；所述方法包括：确定断路器分闸位置，基于断路器分闸位置、线路本侧三相电流有效值、线路对侧三相电流有效值、线路对侧所连接母线各相电压标志和线路本侧所连接母线三相电压有效值，进行以下逻辑条件判断：
条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据；
条件2：线路本侧断路器分闸位置节点为分位，光纤差动线路保护装置误认为断路器在合闸状态；
条件3：线路本侧保护差动电流产生相的相电压有效值小于额定电压值的特定比例；
条件4:线路本侧所连接母线三相电压有效值都大于额定电压值的特定比例；
条件5：线路对侧保护差动电流产生相的母线相电压有效值小于额定电压值的特定比例；
条件6：对侧线路保护差动电流产生相所连接的母线相电压在选定时间间隔之前的有效值大于额定电压值的特定比例；
当上面条件1、条件2和条件3都满足时差动保护启动，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志；
当上面条件1、条件2、条件4、条件5和条件6都满足时，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
进一步地，所述条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据具体包括以下条件101、条件102、条件103和条件104，若条件101、条件102、条件103和条件104全部满足，则满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，
条件101：线路某相差动电流有效值大于差动动作电流定值，idφ＞iset，idφ为线路某相差动电流有效值，iset为差动动作电流定值；
条件102：线路本侧三相电流有效值iφ都小于无流门槛值iwl，iφ＜iwl；
条件103：光纤通道正常；
条件104：线路对侧光纤差动保护启动；
其中
进一步地，若两侧光纤差动线路保护装置都启动，且线路某相差动电流有效值大于线路对应相制动电流有效值与设定系数的乘积，则本侧线路保护装置发光纤差动跳闸命令，跳开本侧断路器开关，
线路某相采样点差动电流
线路某相采样点制动电流
进一步地，若判断线路本侧断路器分闸位置正常，若满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，且满足线路本侧断路器分闸位置节点为合位，则启动线路本侧光纤差动线路保护装置，并往线路对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
进一步地，条件6中所述选定时间间隔选择60毫秒。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上技术方案所提供一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法的步骤。
本发明和现有技术相比的有益效果是：
1)该方法消除了热备用线路断路器位置异常对差动保护启动的影响，提高了差动保护启动的灵敏性，缩短了光纤差动保护启动时间和动作时间。
2)该方法增加热备用线路两端母线当前电压状态和选定间隔时间前的电压状态的判别，提高了差动保护启动的灵敏性和可靠性，进而提高了差动保护动作的可靠性。
3)该方法不受线路两侧电力系统的影响，与热备用线路馈线保护定值无关。
附图说明
图1为本发明具体实施例提供的方法流程图；
图2常用的线路两端光纤差动的一次示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一、图2给出了常用的线路两端光纤差动的一次示意图，一端为m侧，其断路器为合位，另外一端为n侧，其断路器为分位。以n侧的线路光纤差动线路保护装置来示例并结合图1的流程图来说明，其步骤如下：
1)线路n侧以恒定频率采集线路n侧所连接母线三相电压采样点
2)线路n侧装置接收对侧m侧装置光纤差动保护启动状态b_qd。
3)线路n侧装置接收对侧m侧装置当前线路m侧所连接母线的每相电压有效值小于0.9倍额定电压的状态b_ua_down1，b_ub_down1和b_uc_down1。
4)线路n侧装置接收m侧装置60ms前线路m侧所连接母线的每相相电压值有效值大于0.9倍额定电压的状态b_ua_up1，b_ub_up1和b_uc_up1。
5)n侧线路保护装置计算采样点的差动电流和制动电流，并存到相对应的采样点数组中，其记录如下：
计算线路采样点差动电流：
计算线路采样点制动电流：
6)通过全周傅氏算法把采样点数据转换为n侧每相电流有效值、每相电压有效值、线路每相差动电流有效值、线路每相制动电流有效值。
全周波傅氏算法的计算公式：
上式中f代表着有效值，n代表着一个周波的采样点数f[j]为采样点数组。
通过全周波傅氏算法，计算出m侧线路保护装置的下面的有效量：
(a)计算每相电流的有效值iφ。
(b)计算线路每相差动电流有效值idφ和制动电流有效值izφ。
(c)计算每相电压的有效值uφ并记录电压有效值。
7)n侧装置判断本侧母线每相电压的状态：
(a)判断本侧母线当前每相电压有效值是否小于0.9倍额定电压值，如果小于0.9倍额定电压值，则相应电压相标志为1，否则为0。如a相电压有效值ua小于0.9倍额定电压值，则b_ua_down2标志为1，否则为0。同方法判断b相电压状态标志b_ub_down2和c相电压状态标志b_uc_down2。
(b)判断本侧60ms(60ms为本实施例设定间隔，在其它实施例中可根据实际需要设定其它时间间隔)前本侧母线各相电压有效值是否大于0.9倍额定电压，如果大于0.9倍额定电压，则相应电压相标志为1，否则为0。如60ms前a相电压有效值大于0.9倍额定电压值，则b_ua_up2标志为1，否则为0。同方法判断b相电压状态标志b_ub_up2和c相电压状态标志b_uc_up2。
(c)n侧装置把上面判断出来的各种电压状态通过光纤发送给m侧装置。
(d)m侧装置采用上面a～c的过程把判断出来的各相电压状态通过光纤发送给n侧装置。
8)n侧线路装置判断光纵通道状态，光纤通道正常开放光纤差动保护，否则闭锁光纤差动保护。
9)根据热备用线路特征进行热备用线路光纤差动启动的判别，下面以a相故障为了进行分析。
(a)热备用线路公用条件判据
条件1：线路某相差动电流有效值idφ大于差动动作电流定值iset，idφ＞iset；
条件2：本侧三相电流有效值iφ都小于无流门槛iwl(具体实施例中可设置为0.04倍额定电流)，表示为iφ＜iwl；
条件3：光纤通道正常；
条件4：对侧光纤差动线路保护装置保护启动；
其具体逻辑如下：
iφ可以表示a相电流有效值、b相电流有效值或者c相电流有效值；
当上面四个条件都满足时，光纤差动启动公用条件判据满足条件。
以a相故障为例，其光纤差动启动公用条件判断逻辑如下：
ia为a相电流的有效值，ib为b相电流的有效值，ic为c相电流的有效值。
(b)热备用线路的断路器位置节点正常时的逻辑
条件1：光纤差动启动公用条件判据满足条件；
条件2：本侧断路器分闸位置节点为合位；
其具体逻辑如下：
光纤差动启动公用条件判据满足条件&本侧断路器分闸位置节点为合位。
当上面条件(即条件(b))都满足时本侧光纤差动保护启动并立刻往对侧发光纤差动保护启动标志。
(c)当断路器位置的分闸位置异常时的逻辑
条件1：光纤差动启动公用条件判据满足条件；
条件2：本侧断路器分闸位置节点为分位，保护装置误认为断路器在合闸状态；
条件3：线路本侧装置差流产生相对应母线相电压有效值uφ小于0.9额定电压值un，表示为uφ＜0.9un；
条件4：本侧母线三相电压有效值都大于0.9额定电压值un，表示为：u3φ＞0.9un，u3φ表示为本侧a相电压有效值、本侧b相电压有效值或者本侧c相电压有效值；
条件5：线路差动电流产生相的对应的线路对侧连接母线相电压有效值udφ小于0.9额定电压值un(udφ＜0.9un)；
条件6：线路对侧所连接母线在差动电流产生相的相电压在60ms前的有效值大于0.9额定电压值(udφ-3t＞0.9un)；
其具体逻辑如下：
(1)当上面条件1、2和3都满足时差动保护启动，其逻辑如下：
光纤差动启动公用条件判据满足条件
&断路器分闸位置节点为分位&(uφ＜0.9un)
以a相故障为例，在此种条件下的差动保护启动逻辑如下：
光纤差动启动公用条件判据满足条件&断路器分闸位置节点为分位&b_ua_down2
(2)当上面条件1、2、4、5和6都满足时差动保护启动，
其逻辑如下：
光纤差动启动公用条件判据满足条件&断路器分闸位置节点为分位&(u3φ＞0.9un)&(udφ＜0.9un)&(udφ-3t＞0.9un)
以a相故障为例，在此种条件下的差动保护启动逻辑如下：
光纤差动启动公用条件判据满足条件&断路器分闸位置节点为分位
&b_ua_up2&b_ub_up2&b_uc_up2&b_ua_down1
&b_ua_up1
当上述两个启动条件只要有一个条件满足时本侧光纤差动保护启动并立刻往对侧发光纤差动保护启动标志。
当线路某相电流有效值大于差动电流有效值的限值，则判断该相产生了差动电流。
(10)在以上实施例基础上，还包括以下光纤差动保护的动作逻辑
条件1：本侧装置光纤差动保护启动；
条件2：对侧装置光纤差动保护启动；
条件3：差动电流大于0.6倍的制动电流；
其具体公式如下：
本侧装置光纤差动保护启动&对侧装置光纤差动保护启动
&差动电流>0.6倍制动电流
当上面的差动动作条件都满足时，本侧线路保护装置发光纤差动跳闸命令，跳开本侧断路器开关。
实施例二、一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，如图2给出了常用的线路两端光纤差动的一次示意图，一端为m侧，其断路器为合位，另外一端为n侧，其断路器为分位。所述方法包括在热备用线路的两侧均设置光纤差动线路保护装置，本侧光纤差动线路保护装置以设定的频率采集线路本侧(即n侧)三相电流、线路本侧所连接母线三相电压、线路对侧(即m侧)所连接母线电压相电压各种标志和线路本侧断路器位置，并接收对侧光纤差动线路保护装置传送过来的线路对侧同步三相电流，并将采集的数据转换为有效值；所述方法还包括：确定断路器分闸位置，基于断路器分闸位置、线路本侧三相电流有效值、线路对侧三相电流有效值、线路本侧所连接母线电压有效值、线路对侧所连接母线各相电压状态标志和线路对侧所连接母线三相相电压有效值，进行以下逻辑条件判断：
条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据；
条件2：本侧断路器分闸位置节点为分位，光纤差动线路保护装置误认为断路器在合闸状态；
条件3：本侧线路保护差动电流产生相的相电压有效值uφ小于额定电压值un的特定比例，本实施例中uφ＜0.9un；
条件4:本侧母线三相电压有效值都大于额定电压值un的特定比例，本实施例中u3φ＞0.9un，u3φ可以表示a相电压有效值、b相电压有效值或者c相电压有效值；
条件5：对侧线路保护差动电流产生相的相电压有效值udφ小于额定电压值un的特定比例，本实施例表示为udφ＜0.9un；
条件6对侧线路保护差动电流产生相的母线相电压在选定时间间隔之前的有效值udφ-3t大于额定电压值un的特定比例，本实施例中表示为udφ-3t＞0.9un；
当上面条件1、条件2和条件3都满足时差动保护启动，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志；
当上面条件1、条件2、条件4、条件5和条件6都满足时，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
当线路某相电流有效值大于差动电流有效值的限值，则判断该相产生了差动电流。本实施例中，通过全周傅氏算法把采样点数据转换为n侧每相电流有效值、每相电压有效值、每相差动电流有效值、每相制动电流有效值。
全周波傅氏算法的计算公式：
上式中f代表着有效值，n代表着一个周波的采样点数f[j]为采样点数组。
通过全周波傅氏算法，计算出m侧线路保护装置的下面的有效量：
(a)计算每相电流的有效值iφ。
(b)计算每相的差动电流有效值idφ和制动电流有效值izφ。
(c)计算每相电压的有效值uφ并记录电压有效值。
本实施例中，所述条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据具体包括以下条件101、条件102、条件103和条件104，若条件101、条件102、条件103和条件104全部满足，则满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，
条件101：线路某相差动电流有效值idφ大于差动动作电流定值iset，idφ＞iset；
条件102：线路本侧三相电流iφ都小于无流门槛值iwl，表示为iφ＜iwl，iφ可以表示a相电流有效值、b相电流有效值或者c相电流有效值；
条件103：光纤通道正常；
条件104：对侧光纤差动保护启动；
其中
以b相故障为例，其光纤差动启动公用条件判断逻辑如下：
其中ia为a相电流的有效值，ib为b相电流的有效值，ic为c相电流的有效值。
实施例三、在以上实施例二的基础上，本实施例提供了一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，该方法还包括以下步骤：
若判断本侧断路器分闸位置正常，若满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，且满足本侧断路器分闸位置节点为合位，则启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
实施例四、在以上实施例二或者实施例三的基础上，本实施例提供了一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，该方法还包括以下步骤：
若两侧光纤差动线路保护装置都启动，且本侧线路保护差动电流有效值大于线路对应相制动电流有效值与设定系数的乘积，则本侧线路保护装置发光纤差动跳闸命令，跳开本侧断路器开关。
线路某相差动采样点电流
线路制动采样点电流
本发明在判断热备用线路故障过程中，结合对侧装置的启动状态、两侧电压状态和本侧线路断路器分闸位置等条件进行光纤差动保护启动判断，加快热备用线路光纤差动保护启动判断过程。本发明可快速准确判断出热备用线路的光纤差动启动状态，避免了热备用线路断路器位置异常对光纤差动保护的影响，缩短了热备用线路故障切除时间。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
1.一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，包括在热备用线路的两侧均设置光纤差动线路保护装置，其特征在于，本侧光纤差动线路保护装置以设定的频率采集线路本侧三相电流、线路本侧所连接母线三相电压、线路对侧所连接母线各相电压状态标志和线路本侧断路器位置，并接收线路对侧光纤差动线路保护装置传送过来的线路对侧三相电流，将采集的数据转换为有效值；所述方法还包括：确定断路器分闸位置，基于断路器分闸位置、线路本侧三相电流有效值、线路对侧三相电流有效值、线路对侧所连接母线各相电压状态标志和线路本侧所连接母线三相电压有效值，进行以下逻辑条件判断：
条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据；
条件2：线路本侧断路器分闸位置节点为分位，光纤差动线路保护装置误认为断路器在合闸状态；
条件3：线路本侧保护差动电流产生相的相电压有效值小于额定电压值的特定比例；
条件4:线路本侧所连接母线三相电压有效值都大于额定电压值的特定比例；
条件5：线路对侧保护差动电流产生相的相电压有效值小于额定电压值的特定比例；
条件6：对侧线路保护差动电流产生相所连接的母线相电压在选定时间间隔之前的有效值大于额定电压值的特定比例；
当上面条件1、条件2和条件3都满足时差动保护启动，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志；
当上面条件1、条件2、条件4、条件5和条件6都满足时，启动本侧光纤差动线路保护装置，并往对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
2.根据权利要求1所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，所述条件1：热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据具体包括以下条件101、条件102、条件103和条件104，若条件101、条件102、条件103和条件104全部满足，则满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，
条件101：线路某相差动电流有效值大于差动动作电流定值；
条件102：线路本侧三相电流有效值都小于无流门槛值；
条件103：光纤通道正常；
条件104：线路对侧光纤差动保护启动；
线路某相采样点差动电流
3.根据权利要求1所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，若线路两侧光纤差动线路保护装置都启动，且线路某相差动电流有效值大于线路对应相制动电流有效值与设定系数的乘积，则本侧线路保护装置发光纤差动跳闸命令，跳开本侧断路器开关，
线路某相采样点差动电流
线路某相采样点制动电流
4.根据权利要求3所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，所述设定系数取0.6。
5.根据权利要求1所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，若判断线路本侧断路器分闸位置正常，若满足条件1热备用线路光纤差动保护启动公共条件判据，且满足线路本侧断路器分闸位置节点为合位，则启动线路本侧光纤差动线路保护装置，并往线路对侧光纤差动线路保护装置发送启动标志。
6.根据权利要求1所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，条件6中所述选定时间间隔选择60毫秒。
7.根据权利要求1所述的一种切除热备用线路故障的光纤差动保护方法，其特征在于，条件3、条件4、条件5和条件6中所述额定电压值的特定比例取90％。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任意一项权利要求所述方法的步骤。
技术总结