CN101534001B - 配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配网短路故障处理方法，特别是一种能实现馈线自动化就地控制的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法。利用短路故障检测器A(29)-M(41)来检测短路故障，利用重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)对非故障区恢复供电。短路时，出线开关A(1)继电保护跳闸。永久短路，出线开关A(1)继电保护第二次跳闸，短路故障开关按开关动作时限无电流跳闸闭锁，非故障开关第2次检测残压开断，闭锁。出线开关A(1)第2次重合，故障区段被隔离，非故障开关动作时限大于二次重合时间，又获得三相正常电压，不再跳闸。环网供电，联络开关(23)一侧失电，延时合闸，跳闸的非故障开关，顺次检测电压合闸。

Description

配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法

技术领域

本发明涉及一种配网10kv及以下馈线的短路故障处理方法，特别是一种能实现馈线自动化就地控制的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法。

背景技术

未实现馈线自动化的线路，发生短路故障时，变电站线路出线开关继电保护动作跳闸，切断短路电流，过一定时限，线路的重合闸继电器工作使出线开关合闸，若瞬时短路，合闸成功，恢复供电；若永久短路，出线开关的继电保护又动作，又使出线开关跳闸，重合闸继电器不再动作，这样全线停电，供电可靠性差。实现馈线自动化的线路，在线路上安装分段开关及联络开关，把线路分成几个区段，发生短路故障时，只可能发生在一个区段，此时要使短路故障区段两侧分段开关跳闸，使出线开关或联络开关自动合闸，使非故障区段恢复供电。这样实现馈线自动化后，发生短路只停短路故障区段，非故障区段不停电，从而大大提高供电可靠性。

若想实现馈线自动化就地控制，短路故障则不能用继电保护来解决，因为出线开关的速断保护0秒动作，时限速断保护0.5秒动作，已没有时限可供分段开关使用。

1958年英国及1960年美国，开始推出电流型控制模式，利用重合器-分段器、重合器-重合器方案，实现馈线自动化就地控制。1965年日本开始推出电压型控制模式，利用重合器-自动配电开关方案，实现馈线自动化就地控制。

根据参考书籍《配电网自动化实用技术》，罗毅、丁毓山、李占栓编，中国电力出版社，1999年1月第一版，第95页；又根据参考书籍《配电自动化系统》，刘健、倪建立、邓永辉著，中国水利电力出版社，1999年1月第一版，第66-67页。再根据参考论文《馈线自动化电压型控制模式探讨》，杨万钟，《智能化开关电器及应用文集》第四集，中国电工技术学会智能化电器及应用专委会(筹)、江苏省电工技术学会，2000年11月，第90-99页。可知电流型控制模式、电压型控制模式，存在下列缺点：

(1)切断短路电流次数多，电流型控制模式多达5-6次，对配网安全运行带来不利影响。

(2)开关动作频繁，电流型控制模式13-15次，2×3分段；电压型控制模式11-15次，乙种闭锁失效时25-27次，2×4分段。

(3)故障区段隔离、非故障区段恢复供电，所需时间长。电流型控制模式，故障区段隔离20-29秒，非故障区段恢复供电9-29秒，2×3分段。电压型控制模式，故障区段隔离20-36秒，非故障区段恢复供电20-59秒；乙种闭锁失效时，故障区段隔离45-66秒，非故障区段恢复供电27-161秒。

(4)处理短路故障时，多次停送电，对电力用户造成不利影响。电流型控制模式，采用重合器-重合器方案时，处理短路故障时中间短时送电1-2次。电压型控制模式，处理短路故障中间至少停电2次，且其间短暂运行7-21秒。更不理想的是，乙种闭锁失效时，向故障线路恢复供电的正常线路也要停电1次。

(5)需用价格昂贵的重合器。

(6)电流型控制模式，每条线路只能分三段，只能装2个分段器，如用3个分段器，最后1个分段器不能区分瞬时短路。如用重合器-重合器方案，由于时限级差配合关系，也只宜分三段。

(7)重合器保护与出线开关保护配合难度大，有时要用重合器代替出线开关。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用配网短路故障检测器来检测处理短路故障，利用重合闸时间选择装置对非故障区段恢复供电的方法，以消除现有就地控制模式中，电流型控制模式及电压型控制模式存在的缺点。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式来实现的：线路上各开关装有短路故障检测器，电源侧或联络开关侧装有重合闸时间选择装置，与变电站的出线开关、继电保护及重合闸继电器相配套，短路时检测处理短路故障，重合闸时间选择装置选择重合时间，出线开关或联络开关重合，使非故障区段恢复供电。短路故障检测器将按开关动作时限实现馈线自动化，而且短路故障段的非短路侧开关残压开断，使非故障电源供电时不跳闸。重合闸时间选择装置，根据出线开关、联络开关测得的短路感抗或阻抗选取重合闸时间，确保短路故障段开关无电流开断，非故障区段开关恢复供电，实现了馈线自动化就地控制。

1、配网短路故障检测：

在出线开关、分段开关及联络开关处，均安装短路故障检测器，来检测及处理短路故障。

(1)开关动作时限：

开关动作时限t是指发生短路时，流过短路电流的开关动作时限，离短路点越近开关动作时限越小，离短路点越远开关动作时限越大。开关动作时限的确定有三种方法，一是预设时限法，二是短路感抗时限法，三是短路感抗附加时限法。因此开关动作时限t包括下列三种时限的任一种时限：预设时限tys，短路感抗时限tx及短路感抗附加时限tf。

(a)预设时限法：

线路装分段开关，分成几个区段，每个分段开关预设一个时限，线路末端区段开关预设时限tys＝1S，越靠近电源侧预设时限tys越大。短路时出线开关继电保护动作跳闸，此时靠近短路点的开关无电流跳闸。

(b)短路感抗时限法：

确定短路感抗时限时，由电源至线路末端按分段开关分成几个区段，当线路末端短路时，各分段开关及出线开关(双电源尚有联络开关)，都测量短路感抗，并按(1)式计算短路感抗时限：

tx＝kX(S)----------------------------------(1)

式中：

tx-短路感抗时限，S；

K-常数，根据各开关时限配合要求确定；

X-测出的短路感抗，欧姆。

发生短路时，靠近短路点的开关，在出线开关因继电保护动作跳闸后，无电流跳闸。

(c)短路感抗附加时限法：

电源至线路末端，装分段开关，分成几个区段。发生短路时，由(2)式计算短路感抗时限：

t1x＝X(S)------------------------------------(2)

式中：

t1x-短路感抗时限，取最末区段t1x.4＝0.5S，随着所测感抗增大，t1x也增大。

根据短路功率方向确定的附加时限Δt，越靠近电源侧，附加时限越大。

短路感抗附加时限：

tf＝t1x+Δt(S)-------------------------------(3)

线路末端区段tf＝1秒，相邻分段开关靠近电源侧，开关动作时限为2S、3S、4S......等，各开关时限级差为1S，可以调整。

(2)辐射网络短路故障检测：

辐射网络短路故障区段的两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器检测处理，非短路侧开关不需残压开断。

短路时出线开关继电保护动作，第一次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，出线开关起动短路故障录波，若无第2次短路，将在1分钟内停止运行。出线开关延时1S，其原有的重合闸继电器合闸，使出线开关第一次重合，若瞬时短路，重合成功，恢复供电。若永久短路，出线开关继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的开关记忆短路故障2次，出线开关短路故障录波，并检测每相感抗。计算开关动作时限，可用预设时限、法短路感抗时限法及短路感抗附加时限法。不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近电源侧的t最大。出线开关第2次跳闸后，将按开关流过短路电流的开关动作时限t跳闸，t最小的分段开关无电流跳闸，短路故障区段被隔离。而出线开关也已测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置，选取出线开关二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，从而使开关无电流跳闸；tch小于其他较大开关动作时限t，使这些开关在出线开关二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，非故障区段恢复供电。

辐射网络4分段，短路故障区段隔离1-4S，非故障区段恢复供电1.5-3.5S，时限级差1S。

(3)环网短路故障检测：

开关动作时限可用任一种方法确定。

环网短路故障区段两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器检测处理，非短路侧开关残压开断。若瞬时短路与辐射网络一样，出线开关第一次重合，恢复供电。而非故障区段开关第1次检测残压，0.5秒跳闸。现重合成功，已跳闸的非故障区段开关，检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，使非故障区段开关恢复供电。若永久短路，出线开关继电保护动作第二次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障2次，计算开关动作时限t。可用预设时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t。不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近电源的t最大。出线开关第二次跳闸后，将按开关动作时限t跳闸，显然开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁，闭锁在跳闸位置。非故障区段开关第1次检测残压时已开断，永久短路又使非短路侧开关第2次检测残压，并使靠近短路点的开关开断并闭锁，这样短路区段的两侧开关，均已跳闸并闭锁，故障区段隔离。二次短路时，出线开关测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置，选取出线开关二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，使开关能无电流跳闸；tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在出线开关二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复供电。联络开关一侧失电，延时合闸，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电。已跳闸的非故障区段开关检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，而残压开断闭锁的开关虽测得有三相正常电压，但不合闸。

环网2×4分段，短路故障区段隔离1-4S，非故障区段恢复供电1.5-6.5S，时限级差1S。

(4)残压开断：

残压开断可隔离永久短路，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电，不会因永久短路存在而使非故障电源停电。但环网供电有多个分段开关，短路也不知道发生在哪个区段，因此短路时非故障侧的开关可能有多个要残压开断，不好区分哪个开关靠近短点。为此，在第1次短路时，凡未流过短路电流又检测到电压符合残压开断条件的，0.5秒内全部跳闸。第2次短路时，第2次检测残压并闭锁，实现残压开断。

残压数值，日本东芝公司介绍在150ms或更长时间内，仅有额定电压的30％或多些。短路时会产生电弧，电弧有电阻，对架空线路及电缆线路进行了估算，电弧电阻压降约90-2700v。残压的测量，可测量相电压，因为两相短路有一相电压近似相电压，接地时接地相电压近似为0。

残压开断值：测量相电压，若有两相的相电压为50-1800v，且两相均无短路电流，即残压开断值。残压中，相电压50v是防止正常运行时线路停电误认为残压开断。残压也可提高到80v。

(5)残压开断失效补救措施：

残压开断失效，出现概率极少，也有补救措施。出线开关用时限速断保护，整定时限0.3秒即可，联络开关用断路器，装置速断保护及重合闸时间选择装置。当残压开断失效时，联络开关一侧失电，延时合闸。此时故障电源存在永久短路，联络开关一合闸，联络开关的速断保护动作使其跳闸，出线开关时限速断保护不动作。联络开关合闸送电时，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，故障电源侧短路功率方向与故障电源的供电方向相反，短路故障录波，检测每相感抗；而非故障电源侧短路功率方向与非故障电源供电方向相同，记忆短路故障1次不检测感抗。故障电源侧各开关根据测得的感抗，可用预测时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t，不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近联络开关的t最大。联络开关合闸后，将按开关动作时限t来跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁。短路故障区段的两侧开关均已跳闸闭锁，隔离了短路区段。联络开关也已测得感抗，输入重合闸时间选择装置，选取联络开关重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，使开关无电流跳闸；tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在联络开关重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，使非故障区段恢复供电。

2、非故障区段恢复供电方法：

非故障区段恢复供电，主要靠出线开关或联络开关检测感抗，根据感抗值由重合闸时间选择装置选取重合时间，短路感抗有误差应进行处理；此外要求各开关间有较好的时限配合，联络开关的一侧失电延时合闸时间有较好的选择，使有充足的时间能对非故障区段恢复供电。

(1)时限配合：

各开关的开关动作时限，都存在时限配合问题，使电源侧时限最大，线路侧时限最小，相邻开关时限级差为1秒，也可以设置为2秒，有充足的时限检测短路故障。

(2)电源侧重合闸时间选择装置：

如一条线路分四个区段，要装三个分段开关，自电源侧出线开关CK(环网为CK1、CK2)起，至线路侧分段开关为FK1、FK2、FK3。CK-FK1为第一区段，感抗值为0-X1；FK1-FK2为第2区段，感抗值为X1-X2；FK2-FK3为第3区段，感抗值X2-X3；FK3至线路末端，环网为FK3-LL为第4区段，感抗值为X3-X4，见图2～4。

出线开关测出的每相感抗为下列值时，二次重合时间如下：

0-X1欧：无二次重合；X1-X2欧：tch.1；X2-X3欧：tch.2；X3-X4欧：tch.3。tch.1＞tch.2＞tch.3。

第一区段短路时CK或CK1跳闸，但不二次重合，因为短路存在，二次重合后又将跳闸。

二次重合时间根据如下关系确定：

(a)根据开关动作时限确定：

短路时每个开关都有一个开关动作时限，CK(或CK1)为t1，FK1为t2，FK2为t3，FK3为t4。

tch..1＝(t1-t2)/2+t2(S)-------------------------(4)

tch..2＝(t2-t3)/2+t3(S)-------------------------(5)

tch..3＝(t3-t4)/2+t4(S)-------------------------(6)

预设时限法tys.1-tys.4，短路感抗时限法tx.1-tx..4，短路感抗附加时限法tf.1-tf.4，同(4)-(6)式。

(b)根据开关跳闸确定：

短路发生在FK3-线路末端(或联络开关)：靠近短路点的开关FK3跳闸，远离短路点的开关FK2、FK1、CK(或CK1)不跳闸。

短路发生在FK2-FK3区段：靠近短路点的开关FK2跳闸，远离短路点的开关FK1、CK(或CK1)不跳闸。

短路发生在FK1-FK2区段，FK1跳闸，CK(或CK1)不跳闸；短路发生在CK(或CK1)-FK1区段，CK(或CK1)跳闸，但不重合。

(c)二次重合时间：

若四个区段，每个区段感抗为0.5欧，开关动作时限t1＝4S，t2＝3S，t3＝2S，t4＝4S，则根据(4)-(6)式：tch.1＝3.5S，tch.2＝2.5S，tch.3＝1.5S，CK跳闸不二次重合(CK测得95％～100％X1，CK按tch＝4.5S重合)。

二次重合时间根据实际情况确定，且可调整。重合闸时间选择装置，根据上述要求进行设计，当出线开关测出的感抗输入本装置时，自动给出相应的二次重合时间。

(3)联络开关侧重合闸时间选择装置：

联络开关侧重合闸时间选择装置，只有残压开断失效时由非故障电源向故障电源送电才使用。此时联络开关一侧失电延时合闸，联络开关供电，短路功率方向与故障电源供电方向相反。环网供电时，离联络开关最近分段开关的开关动作时限T最大，线路末端分段开关的开关动作时限T最小。因此联络开关的重合时间，线路末端区段短路为Tch.3；线路末端前一个区段短路为Tch.2；线路末端前二个区段短路为Tch..1；联络开关附近短路，联络开关跳闸，不重合。Tch.1＞Tch.2＞Tch.3。

各分段开关间的感抗值、重合时间的选取、时限级差，类同于电源侧重合闸时间选择装置。

(4)联络开关一侧失电，延时合闸：

环网供电，故障电源出线开关跳闸，即着故障区段短路侧开关无电流跳闸，都将使联络开关一侧失电。一侧失电，联络开关延时合闸时间tlh：

tlh＝tmax+Δtlh  (S)---------------------------------(7)

式中：

tmax-故障电源侧分段开关最大开关动作时限t，(S)；

Δtlh-联络开关合闸延时，Δtlh＝1-2秒。

(5)确定重合时间的短路感抗误差处理：

出线开关、联络开关都要测量短路感抗以确定重合时间，测量值与实际值有误差，约±3％；线路按参考资料得出设计感抗，与线路的实际感抗也有误差，将这两项误差合并起来，误差按±5％计算，也可＞±5％，但不得超过50％。在分段开关处两侧短路，测得短路感抗X，有误差就有两个数据：X-5％X，X+5％X。分段开关处两侧短路，在上述两个短路感抗误差范围内，可正确处理。

所述各开关都可按预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法表确定开关动作时限，永久短路时，开关按开关动作时限跳闸，实现馈线自动化。

所述各开关动作时限、重合闸时限可调，确保短路故障检测及非故障区段恢复供电可靠。

所述出线开关及联络开关测得短路感抗或阻抗有误差，进行误差处理。

所述残压开断失效时，出线开关为时限限速断保护，联络开关用断路器装速断保护及重合闸时间选择装置，另一电源供电时不停电。

所述短路故障检测器，短路故障段开关无电流开断，因此分段开关可用负荷开关、环网开关。

所述短路故障检测器，发生永久短路时，出线开关只切断短路电流2次。

所述短路故障检测器，不用重合器，不需与出线开关保护相配合。

本发明的积极效果在于：本发明在发生永久短路时，只切断短路电流2次；开关不频繁动作；故障区段隔离、非故障区段恢复供电快速；处理短路故障时，不频繁停送电；不用重合器，同时解决了重合器保护与出线开关保护配合难度大的问题；线路分段数根据用户要求决定，分段数不受限制；可消除瞬时短路：瞬时短路由原有的重合闸继电器1S内合闸处理，同于目前的事故处理，这样快速处理数量较多的瞬时短路，对配网安全运行有利；短路故障区段开关无电流开断，因此分段开关可用负荷开关、环网开关；分段开关的开关动作时限可调，此外时限级差可调，重合时间可调，从而确保无电流开断短路故障区段开关，确保非故障区段开关恢复供电；对确定重合时间的短路感抗误差进行处理，在误差范围内短路，可正确处理；确保残压开断，隔离短路故障区段，并使非故障电源向故障电源非故障区段恢复供电时，不停电；残压开断失效，出现概率极少，也有补救措施，可防非故障电源供电时不停电；区段感抗大小配合不受影响，分区段方便，使用方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的馈线自动化示意图。

图2是本发明的预设时限tys曲线图。

图3是本发明的短路感抗时限tx曲线图。

图4本发明的短路感抗附加时限tf曲线图。

图5是本发明短路故障发生在分段开关处电源侧时确定重合时间的短路感抗误差处理图。

图6是本发明短路故障发生在分段开关处负荷侧时确定重合时间的短路感抗误差处理图。

图中，  1出线开关A             2出线开关B           3出线开关C

        4分段开关A             5分段开关B           6分段开关C

        7分段开关D             8分段开关E           9分段开关F

        10分段开关G            11分段开关H          12分段开关I

        13重合闸继电器A        14重合闸继电器B

        15重合闸继电器C        16重合闸时间选择装置A

        17重合闸时间选择装置B  18重合闸时间选择装置C

        19重合闸时间选择装置D

        20变电站内三相五拄电压互感器A

        21变电站内三相五拄电压互感器B

        22变电站内三相五拄电压互感器C

        23联络开关        24短路点A        25短路点B

        26三相电压互感器组A    27三相电压互感器组B

        28三相电压互感器组C    29短路故障检测器A

        30短路故障检测器B      31短路故障检测器C

        32短路故障检测器D      33短路故障检测器E

        34短路故障检测器F      35短路故障检测器G

        36短路故障检测器H      37短路故障检测器I

        38短路故障检测器J      39短路故障检测器K

        40短路故障检测器L      41短路故障检测器M

具体实施方式

如图1所示是本发明的馈线自动化示意图：

变电站内已有设备：出线开关A1、出线开关B2或出线开关C3，能切断短路电流。出线开关A1、B2、C3有继电保护，重合闸继电器A13、B14、C15。变电站内10KV母线都装有三相五柱电压互感器A20、B21、C22，与出线开关A1、B2、C3的电流互感器配合，出线开关A1、B2、C3就可检测短路感抗。

馈线自动化需装设备：分段开关A4-I12，架空线路用负荷开关，电缆线路用环网开关，负荷开关及环网开关只能切断负荷电流，不能切断短路电流。联络开关23，环网残压开断失效采取的补救措施是用断路器，并装速断保护及重合闸时间选择装置D19。分段开关A4-I12两侧装三相电压互感器组A26、B27、C28，这是分段开关A4-I12，联络开关23的直流操作电源及工作电源所必须的，另外与分段开关A4-I12，联络开关23的电流互感器配合，就可检测短路感抗。每个分段开关A4、B5、C6、D7、E8、F9、G10、H11、I12及联络开关23都安装短路故障检测器B30、C31、D32、F34、G35、H36、M41、L40、K39及I37。变电站内出线开关A1、B2、C3也安装短路故障检测器A29、E33、J38，及重合闸时间选择装置A16、B17、C18。

如图2所示是本发明的预设时限tys曲线图：

(1)预设时限：

短路时开关动作时限按预设实现法确定，当区段感抗为0.5欧时，各开关预设时限见表1。

表1：预设时限tys

另一电源供电时，故障线路的短路功率方向与供电方向相反；下同。

当短路功率方向与供电方向相反时：用Tys代替tys；感抗用X代替x。

(2)动作过程：

若短路发生在分段开关C6-线路末端或联络开关23，分段开关C6应跳闸，出线开关A1的二次重合时间tch.3＝1.5s，tch.3＞tch.4＝1s，因此出线开关A1跳闸后，分段开关C6无电流开断；tch.3＜tys.3＜tys.2＜tys1，因此分段开关B5、分段开关A4、出线开关A1不再按tys.3、tys.2、tys.1跳闸，重又获得三相正常电压，非故障区段出线开关A1-分段开关C6恢复供电。

短路发生在分段开关B5-分段开关C6区段时，出线开关A1跳闸后分段开关B5按tys.3＝2s无电流跳闸。二次重合时间tch.2＝2.5s，tch.2＞tys.3，可保证分段开关B5无电流开断；tch.2＜tys.2＜tys1，可保证分段开关A4、出线开关A1不跳闸，出线开关A1二次重合后恢复对非故障区段出线开关A1-分段开关B5的供电。

短路发生在分段开关A4-分段开关B5区段、出线开关A1-分段开关A4区段，同上原理动作；但短路发生在出线开关A1-分段开关A4时，出线开关A1跳闸，不二次重合。

(3)二次重合时间：

tch.1＝(tys.1-tys.2)/2+tys.2＝(4-3)/2+3＝3.5S

tch.2＝(tys.2-tys.3)/2+tys.3＝(3-2)/2+2＝2.5S

tch.3＝(tys.3-tys.4)/2+tys.4＝(2-1)/2+1＝1.5S

二次重合时间由出线开关A1、B2或C3测得相感抗，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得。

当短路功率方向与供电方向相反时，用Tch代替tch。

(4)时限级差：

时限级差＝tys.1-tys.2＝tys.2-tys.3＝tys.3-tys.4＝1S。时限级差可以调整，如2S。

说明：

(a)区段短路感抗，根据《城市电力网规划设计导则》，10KV架空线铝线截面积150-240mm2，感抗X＝0.326-0.341欧/km；铝芯电缆截面积150-300mm2，X＝0.087-0.093欧/km(150-240mm2)。10KV线路长5km，分成四个区段，则每一区段感抗架空线为0.408-0.426欧/区段；电缆为0.109-0.116欧/区段。按感抗0.5欧/区段进行计算，不影响论述。

(b)二次重合时间tch.1-tch.3标注点，是短路发生处，其前边一个开关(靠近电源侧)无电流开断，出线开关A1按此时间二次重合。

本说明用于图2、图3、图4。

如图3所示是本发明的短路感抗时限tx曲线图：

(1)短路感抗时限：短路时开关动作时限按短路感抗时限法确定。根据公式(1)：tx＝KX(S)，则区段感抗为0.5欧时，各开关的短路感抗时限见表2

表2：短路感抗时限tx(S)

当短路功率方向与供电方向相反时：用Tx代替tx；感抗用X代替x。

(2)动作过程：

短路地点不同，各开关所测短路感抗也不同，但相邻区段短路感抗时限要相互配合，即一下区段首端短路，上一区段的开关测得的短路感抗时限，能使下一区段开关在出线开关A1跳闸后无电流开断，并使本开关大于二次重合时间不开断。如：分段开关C6-线路末端或联络开关22区段，X4处短路，见图3，分段开关C6的tx.4＝2×0.5＝1S，分段开关B5的t″x.3＝4×1＝4S；X3处短路，分段开关C6的tx.4＝0，分段开关B5的tx.3＝4×0.5＝2S。二次重合时间tch.3＝1.5S，tch.3＞tx.4，保证出线开关A1跳闸后分段开关C6无电流开断；tch3＜tx.3，分段开关B5不开断，出线开关A1二次重合后，恢复供电，文字符号带“″”的，为相邻区段配合时限，见图3。

分段开关B5-分段开关C6区段，X3处短路，分段开关B5的tx.3＝4×0.5＝2S，分段开关A4的t″x.2＝6×1＝6S；X2处短路，分段开关B5的tx.3＝0，分段开关A4的tx.2＝6×0.5＝3S。tch.2＝2.5S，tch.2＞tx.3，分段开关B5可无电流开断；tch.2＜tx.2，分段开关A4不开断。

分段开关A4-分段开关B5区段，X2处短路，分段开关A4的tx.2＝6×0.5＝3S，出线开关A1的t″x.1＝8×1＝8S；X1处短路，分段开关A4的tx.2＝0，CK的tx.1＝8×0.5＝4S。tch.1＝3.5S，tch.1＞tx.2，分段开关A4可无电流开断；tch.1＜tx.1，出线开关A1不开断。

出线开关A1-分段开关A4区段，X1处短路，出线开关A1的tx.1＝8×0.5＝4S，靠近出线开关A1处短路，短路感抗时限＜tx.1＝4S。出线开关A1跳闸后不再二次重合。

若线路末端短路，如图3中X4处短路，各开关测得短路感抗时限：分段开关C6为tx.4＝1S；分段开关B5为t′x.3＝4×1＝4S，分段开关A4为t′x.2＝6×1.5＝9S；出线开关A1为t′x.1＝8×2＝16S，文字符号带“′”的，为线路末端短路各开关的短路感抗时限，见图3。

(3)二次重合时间：

tch.1＝(tx.1-tx.2)/2+tx.2＝(4-3)/2+3＝3.5S；

tch.2＝(tx.2-tx.3)/2+tx.3＝(3-2)/2+2＝2.5S；

tch.3＝(tx.3-tx.4)/2+tx.4＝(2-1)/2+1＝1.5S。

二次重合时间由出线开关A1、B2或C3测得相感抗，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得。

当短路功率方向与供电方向相反时，用Tch代替tch。

(4)时限级差：

时限级差＝tx.1-tx.2＝tx.2-tx.3＝tx.3-tx.4＝1S.

时限级差可以调整，如2S。

短路感抗时限tx，满足各种短路要求，各开关的短路感抗时限能相互配合，且相邻区段的配合时限t″x.1～t″x.3及线路末端短路的t′x.1～t′x.3，远大于tx.1～tx.3，可靠性大大提高，见图3。

如图4所示是本发明的短路感抗附加时限tf曲线图：

(1)短路感抗附加时限：

短路时开关动作时限按短路感抗附加时限法确定。根据公式(3)：tf＝t1x+Δt(S)，则区段感抗为0.5欧时，各开关的短路感抗附加时限见表3。

表3：短路感抗附加时限tf(s)

当短路功率方向与供电方向相反时：用Tf代替tf；感抗用X代替x。

(a)短路感抗时限t1x；

本区段末端短路，根据公式(2)：t1x＝x(S)，则t1x.1-t1x.4，均为0.5S，别的区段发生短路，则t1x.1会增加，如相邻区段短路、线路末端短路，见图4。

(b)附加时限Δt：

附加时限Δt的选取，与短路功率方向及供电方向有关，而辐射网络是单电源，不需短路功率方向，只需短路电流。附加时限Δt的选取，见表4～5。

表4：辐射网络短路电流流过时确定的附加时限Δt(S)

表5：环网短路功率方向确定的附加时限Δt(S)

当短路功率方向与供电方向相反时，用ΔT代替Δt

(2)动作过程：

同短路感抗时限法一样，短路地点不同，各开关所测短路感抗不同，但相邻区段短路感抗附加时限要配合。如：

分段开关F9-线路末端或联络开关23区段，X4处短路，见图4，分段开关F9的t1X.4＝0.5S；短路功率方向与供电方向相同，也可看作辐射网络，查表4，Δt＝Δtf.4＝0.5S；短路感抗附加时限tf.4＝t1x.4+Δtf.4＝0.5+0.5＝1S。分段开关B5测得的X＝0.5+0.5＝1欧；t″1x.3＝1S，查表4，Δt＝Δtf.3＝1.5S；t″f.3＝1+1.5＝2.5S，相邻区段时限配合，见图4。若X3处短路，分段开关C6的t1x.4＝0，Δtf.4＝0.5S，tf.4＝0+0.5＝0.5S。分段开关B5测得的X＝0.5欧，t1x.3＝0.5S，Δtf.3＝1.5s，tf.3＝0.5+1.5＝2S。二次重合时间tch.3＝1.5S，tch.3＞tf.4，保证出线开关A1跳闸后分段开关C6无电流开断；tch.3＜tf.3，分段开关B5不开断，出线开关A1二次重合后，恢复对非故障区段出线开关A1-分段开关C6的供电。

分段开关B5-分段开关C6区段，X3处短路，分段开关B5的t1x.3＝0.5S，查表4Δtf.3＝1.5S，tf.3＝0.5+1.5＝2S。分段开关A4测得的X＝0.5+0.5＝1欧，t″1x.2＝1S，查表4，Δtf.2＝2.5S，t″f.2＝1+2.5＝3.5S，见图4。若X2处短路，分段开关B5的t1x.3＝0，Δtf.3＝1.5S，tf.3＝0+1.5＝1.5S。分段开关A4测得的X＝0.5欧，t1x.2＝0.5S，Δtf.2＝2.5S，tf.2＝0.5+2.5＝3S。二次重合时间tch.2＝2.5S，tch.2＞tf.3，出线开关A1跳闸后分段开关B5无电流开断；tch.2＜tf.2，分段开关A4不开断，出线开关A1二次重合后，恢复对非故障区段出线开关A1-分段开关B5的供电。

分段开关A4-分段开关B5、出线开关A1-分段开关A4区段短路动作过程，当短路发生在出线开关A1-分段开关A4区段时，出线开关A1跳闸后不二次重合。

线路末端短路，如图4中X4处发生短路，各开关测得的短路感抗附加时限：分段开关C6为tf.4＝1S；分段开关E5为t′f.3＝2.5S；分段开关A4为t′f.2＝4S；出线开关A1为t′f.1＝5.5S，线路末端短路的时限配合，见图4。

(3)二次重合时间：

tch.1＝(tf.1-tf.2)/2+tf.2＝(4-3)/2+3＝3.5S；

tch.2＝(tf.2-tf.3)/2+tf.3＝(3-2)/2+2＝2.5S；

tch.3＝(tf.3-tf.4)/2+tf.4＝(2-1)/2+1＝1.5S。

二次重合时间由出线开关测得相感抗，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得。短路功率方向与供电方向相反时，用Tch代替tch。

(4)时限级差：

时限级差＝tf.1-tf.2＝tf.2-tf.3＝tf.3-tf.4＝1S

时限级差可以调整，如2S。

同短路感抗时限法一样，相邻区段的配合时限t″f.1～t″f.3及线路末端短路的时限配合t′f.1～t′f.3，远大于tf.1～tf.3，可靠性大大提高，见图4。

如图5所示是本发明短路故障发生在分段开关处电源侧时确定重合时间的短路感抗误差处理图：

短路故障发生在分段开关处，靠电源侧，出线开关A1测量短路感抗，因有误差就有X-5％X及X+5％X两个数据。不知道正误差还是负误差，但X+5％X数据对应的重合时间是tch.2，因此出线开关A1检测到短路感抗在X～(X+5％)，自动递减5％X，使重合时间为短路点的重合时间tch.1。误差也可＞5％，但不得超过50％。

如图6所示是本发明短路故障发生在分段开关处负荷侧时确定重合时间的短路感抗误差处理图：

短路故障发生在分段开关处，负荷侧。出线开关A1检测到X-5％X，重合时间tch.1，不是短路点的tch.2。因此按tch.1重合时，分段开关A4要增正开关动作时限，使分段开关A4不开断，且出线开关A1按tch.1重合后，分段开关A4又获三相正常电压，恢复供电。分段开关A4测得(95％～100％)分段开关A4-分段开关B5区段感抗时，分段开关A4即增加开关工作时限1S，增加时限用虚线表示。

预设时限法，因为分段开关不测量短路感抗，不能增加开关动作时限，在分段开关处短路且在负荷侧时，当出线开关A1检测到X-5％X时，分段开关B5、分段开关A4都将开断，其余误差处理同前。

所述各开关都可按预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法表确定开关动作时限，永久短路时，开关按开关动作时限跳闸，实现馈线自动化。

所述各开关动作时限、重合闸时限可调，确保短路故障检测及非故障区段恢复供电可靠。

所述出线开关A1、B2、C3及联络开关22测得短路感抗或阻抗有误差，进行误差处理。

所述残压开断失效时，出线开关A1、B2、C3为时限限速断保护，联络开关22用断路器装速断保护及重合闸时间选择装置A16、B17、C18，另一电源供电时不停电。

所述短路故障检测器A29-M41，短路故障段开关无电流开断，因此分段开关A4-I12可用负荷开关、环网开关。

所述短路故障检测器A29-M41，发生永久短路时，出线开关A1、B2、C3只切断短路电流2次。

所述短路故障检测器A29-M41，不用重合器，不需与出线开关A1、B2、C3保护相配合。

下面结合附图给出本发明的实施例

1、辐射网络短路检测及非故障区段恢复供电方法：

(1)开关动作时限按预设时限法确定：

各开关按图2预设时限，分段开关C6-线路末端预设时限Tys.4＝1S，分段开关B5-分段开关C6区段Tys.3＝2S，分段开关A4-分段开关B5区段Tys.2＝3S，出线开关A1-分段开关A4区段Tys.1＝4S。若短路发生在分段开关B5-分段开关C6区段，出线开关A1继电保护动作跳闸，流过短路电流的出线开关A1、分段开关A4、分段开关B5记忆短路故障1次，出线开关A1启动短路故障录波，若无第2次短路，短路故障录波将在1分钟内停止运行。出线开关A1延时1秒，其原有的重合闸继电器合闸，使出线开关A1第1次重合，若瞬时短路，重合成功，恢复供电。若永久短路，出线开关A1继电保护第2次动作跳闸，此时流短路电流的出线开关A1、分段开关A4、分段开关B5记忆短路故障2次，并按预设时限动作。因为短路发生在分段开关B5-分段开关C6区段，在出线开关A1第2次跳闸后，分段开关B5将按Tys.3＝2S无电流跳闸。记忆短路故障2次时，出线开关A1短路故障录波，根据每相短路电压UK、短路电流Ik及Uk与Ik间的相位角φ，按X＝Uksinφ/IK计算每相感抗，取平均值，相感抗一定在X2-X3(＞1.0欧，＜1.5欧)之间，短路发生在分段开关B5-分段开关C6区段。将X＝X2-X3(欧)输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，选取二次重合时间tch.2＝2.5S。tch.2＞tYS.3，因此分段开关B5可以无电流开断。当出线开关A1按tch.2时间二次重合后，由于tch.2＜tys.2＝3S＜tys.1＝4S，因此分段开关A4不按tys.2、出线开关A1不按tys.1跳闸，而又获得三相正常电压，从而使非故障区段出线开关A1-分段开关B5恢复供电。辐射网络不需要残压开断，即分段开关C6不需要残压开断

(2)开关动作时限按短路感抗时限法确定：

短路时各开关按图3计算短路感抗时限tx。若短路发生在分段开关A4-分段开关B5区段，短路点离分段开关A4约0.4欧。若瞬时短路同前，重合成功，恢复供电。若永久短路，出线开关A1继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的出线开关A1、分段开关A4记忆短路故障2次，并进行短路故障录波。分段开关A4测得每相电压UK、短路电流IK、以及UK与IK的相位角φ，按x＝Uksinφ/Ik计算每相感抗，取平均值，则分段开关A4测得的相感抗x＝0.4欧。按表2计算短路感抗时限：tX.2＝6X＝6×0.4＝2.4S。出线开关A1同分段开关A4一样，测得感抗X＝0.9欧，按表2计算：tx.1＝8X＝8×0.9＝7.2S。将出线开关A1测得的X＝0.9欧输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得tch1＝3.5S。tch.1＞tx.2，因此出线开关A1跳闸后分段开关A4可无电流开断；tch.1＜tX.1，出线开关A1不开断，在出线开关A1按t ch.1二次重合后，出线开关A1-分段开关A4区段恢复供电。

(3)开关动作时限按短路感抗附加时限法确定：

短路时各开关按图4计算短路感抗附加时限tf。若短路发生在分段开关C6-线路末端，短路点离分段开关C6约0.1欧处。若瞬时短路，同前，重合成功，恢复供电。若永久短路，出线开关A1继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的开关记忆短路故障2次，进行故障录波，并计算短路感抗时限t1x。流过短路电流的开关测得各自的每相短路电压UK、测得短路电流Ik及Uk与Ik间的相位角φ，按X＝Uksinφ/Ik计算每相感抗，取平均值作为相感抗，则：分段开关C6的X＝0.1欧，分段开关B5的X＝0.6欧；分段开关A4的X＝1.1欧；出线开关A1的X＝1.6欧。按(2)式计算短路感抗时限：t1x＝x(S)，则：分段开关C6的t1x.4＝0.1S；分段开关B5的t1x.3＝0.6S；分段开关A4的t1x.2＝1.1S；出线开关A1的t1x.1＝1.6S。辐射网络附加时限Δt，按表4选取，因此：Δtf.4＝0.5S，Δtf.3＝1.5S，Δtf.2＝2.5S，Δtf.1＝3.5S。按(3)式计算短路感抗附加时限：tf＝t1x+Δt，因此：分段开关C6的tf.4＝0.1+0.5＝0.6S；分段开关B5的tf.3＝0.6+1.5＝2.1S；分段开关A4的tf.2＝1.1+2.5＝3.6S；出线开关A1的tf.1＝1.6+3.5＝5.1S。将出线开关A1测得的X＝1.6欧，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得tch.3＝1.5S。tch.3＞tf.4，因此出线开关A1跳闸后分段开关C6可无电流开断；tch.3＜tf.3＜tf.2＜tf.1，分段开关B5、分段开关A4、出线开关A1不开断，在出线开关A1按tch.3二次重合后，出线开关A1-分段开关C6区段恢复供电。

2、环网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法：

(1)开关动作时限按预设时限法确定：

(a)残压开断有效：

若短路发生在分段开关E8-分段开关F9区段，短路故障点K离分段开关E8约0.2欧，见图1及图2，甲电源出线开关B2继电保护动作，出线开关B2第1次跳闸，记忆短路故障1次，起动出线开关B2的短路故障录波，残压第1次检测，0.5S开断无短路电流的分段开关F9分段开关。1S后，出线开关B2的原有重合闸继电器合闸，使出线开关B2第1次重合，若瞬时短路，重合成功，出线开关B2恢复对出线开关B2-分段开关E8区段的供电，分段开关F9的电压互感器，参见图1(b)，YH5，检测有三相正常电压，0.5S合闸，恢复对分段开关F9-联络开关23区段的供电。若永久短路，出线开关B2的继电保护动作使出线开关B2第2次跳闸，记忆短路故障2次。此时按预设时限动作，靠近短路点B25的分段开关E8预设时限最小tys.3＝2S，在出线开关B2第2次跳闸后分段开关E8电流开断。出线开关B2短路故障录波，根据每相短路电压Uk、短路电流Ik、Uk与Ik的相位角φ，按X＝Uksinφ/Ik计算每相感抗，取平均值，X＝1.2欧(在x2～x3范围内)，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，选取二次重合时间tch.2＝2.5S，也可参见发明内容第2节第(2)(C)项。tch.2＞tys.3，因此分段开关E8可无电流开断；tch.2＜tys.2＝3S＜tys.1＝4S，因此分段开关D7不按tys.2＝3S、出线开关B2不按tys.1＝4S跳闸，而又获得三相正常电压，从而使非故障区段出线开关B2-分段开关E8恢复供电。记忆短路故障2次时，已跳闸的非故障区段开关分段开关F9第2次检测残压，分段开关F9闭锁。此时分段开关E8、分段开关F9均已跳闸闭锁，隔离了故障区段。联络开关23一侧失电按tlh延时合闸，由乙电源出线开关C3向甲电源的非故障区段联络开关23-分段开关F9供电。

(b)残压开断失效：

残压开断失效很少发生，补救措施是联络开关23改用断路器，装上速断保护及重合闸时间选择装置A16、B17、C18，出线开关B2、出线开关C3装上时限速断保护。当上例中分段开关F9残压开断失效时，联络开关23延时合闸，永久短路点还存在分段开关E8-分段开关F9区段，乙电源供电。短路故障前，甲电源的供电方向自出线开关B2直到联络开关23，残压开断失效乙电源供电时，对于联络开关23-分段开关F9区段短路功率方向自联络开关23至分段开关F9，与甲电源供电方向相反；而出线开关C3至联络开关22区段，短路功率方向与乙电源供电方向相同。联络开关23合闸，联络开关23速断保护动作跳闸，出线开关C3由于是时限速断保护不动作。此时，出线开关C3-联络开关23区段记忆短路故障1次，但不检测感抗。联络开关23-分段开关F9区段，按短路功率方向与甲电源供电方向相反来确定预设时限，见表1，分段开关F9的Tys.3＝3S，联络开关23的Tys.4＝4S，联络开关23短路故障录波。联络开关23根据每相短路电压Uk、短路电流Ik及Uk与Ik间的相位角φ，按X＝Uxsinφ/Ik计算每相感抗，取平均值，若永久短路点离分段开关E8约0.2欧，则X＝0.8欧，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动选取出Tch.1＝3.5S，参见发明内容第2节第(3)项。Tch.1＞Tys.3＝3S，因此联络开关23跳闸后分段开关F9可无电流开断；Tch.1＜Tys.4，因此联络开关23不跳闸，联络开关23-分段开关F9区段由乙电源恢复供电。

(2)开关动作时限按短路感抗时限法确定：

(A)残压开断有效：

若短路发生在分段开关D7-分段开关E8区段，短路点B25离分段开关D7约0.2欧，瞬时短路同本节预设时限法残压开断有效。若永久短路，出线开关B2继电器保护动作，使出线开关B2第2次跳闸，记忆短路故障2次，流过短路电流的出线开关B2、分段开关D7，在记忆短路故障1次时已启动短路故障录波，现进行短路故障录波。分段开关D7测得每相电压Uk、短路短流Ik、Uk与Ik间的相位角φ，按x＝Uksinφ/Ik计算每相感抗，取平均值，分段开关D7测得x＝0.2欧。按表2计算短路感抗时限：tX.2＝6X＝6×0.2＝1.2S。出线开关B2同分段开关D7一样，测得感抗x＝0.7欧，按表2计算：tx.1＝8X＝8×0.7＝5.6S。出线开关B2测得x＝0.7欧，输入重合时间选择装置A16、B17、C18，自动取得tch.1＝3.5S，参见发明内容第2节第(2)(C)项。tch.1＞tx.2，因此出线开关B2跳闸后分段开关D7可无电流开断；tch.1＜tX.1，出线开关B2不开断，在出线开关B2按tch.1二次重合后，出线开关B2-分段开关D7区段恢复供电。在记忆短路故障1次时残压第1次检测，0.5S开断无短路电流流过的分段开关E8、分段开关F9开关，记忆短路故障2次时残压第2次检测，分段开关E8残压开断并闭锁。联络开关23一侧失电延时合闸，乙电源经联络开关23向甲电源非故障区段供电，分段开关F9的电压互感器YH6检测到电压0.5S合闸，分段开关E8虽检测到电压但已闭锁不合闸。因此乙电源供电给联络开关23-分段开关E8区段。

(B)残压开断失效：

残压开断失效，分段开关E8不开断闭锁，永久短路故障点还存在分段开关D7-分段开关E8区段。联络开关23延时合闸，乙电源供电，分段开关F9的YH6检测到电压，0.5S分段开关F9合闸；分段开关E8的YH4检测到电压，0.5S分段开关E8合闸；但存在短路，联络开关23速断保护动作跳闸，此时出线开关C3时限速断保护不动作。联络开关23-分段开关E8区段短路功率方向与甲电源供电方向相反，联络开关23、分段开关F9、分段开关E8开关检测感抗；而出线开关A1-分段开关G10区段短路功率方向与乙电源供电方向相同，不检测感抗。分段开关E8检测到每相电压UK、短路电流IK、UK与IK间的相位角φ，按X＝Uksinφ/Ik计算感抗，取平均值，分段开关E8的X＝0.3欧。按表2计算短路感抗时限：TX.2＝4X＝4×0.3＝1.2S。分段开关F9同分段开关E8一样检测感抗，X＝0.8欧。按表2计算短路感抗时限：TX.3＝6X＝6×0.8＝4.8S。联络开关23检测到X＝1.3欧，TX.4＝8X＝8×1.3＝10.4S，输入重合闸时间选择装置D19，自动取得Tch.2＝2.5S。联络开关23按Tch.2时间重合，Tch.2＞TX.2，联络开关23跳闸后分段开关E8可无电流开断；Tch.2＜Tx.3，分段开关F9不开断，在联络开关23按Tch.2时间重合后，乙电源向出线开关C3-分段开关E8区段恢复供电。

(3)开关动作时限按短路感抗附加时限法确定：

(A)残压开断有效含短路故障误差处理：

若短路发生在出线开关B2-分段开关D7区段，短路点B25离出线开关B2＜(100-5)％X1＝0.95×0.5＝0.475欧。瞬时短路同本节预设时限法残压开断有效。若永久短路，出线开关B2继电保护动作，使出线开关B2第2次跳闸，记忆短路故障2次，流过短路电流的开关出线开关B2在记忆短路故障1次时，已起动短路故障录波，现进行短路故障录波。出线开关B2测得每相电压Uk、短路电流Ik、Uk与Ik间的相位角φ，按x＝Uksinφ/Ik计算每相感抗，取平均值，出线开关B2测得x＜0.475欧。短路感抗时限按(2)式计算：t1X.1＝x＜0.475。根据短路功率方向与供电方向确定附加时限Δt，查表5，Δtf.1＝3.5S。出线开关B2的短路感抗附加时限tf按(3)式计算tf.1＝t1x.1+Δtf.1＝0.475+3.5＝3.975S。出线开关B2按tf.1时限跳闸，但不重合。在记忆短路故障1次时，残压第1次检测，0.5S开断无短路电流流过的分段开关D7、分段开关E8、分段开关F9开关，记忆短路故障2次时残压第2次检测，分段开关D7残压开断并闭锁。联络开关23一侧失电延时合闸，乙电源经联络开关23向甲电源非故障区段供电，分段开关F9的YH6检测到电压，0.5S合闸；分段开关E8的YH4检测到电压，0.5S合闸；分段开关D7的YH2检测到电压，但已闭锁，不合闸。乙电源供电给联络开关23分段开关D7区段。

若短路点B25离出线开关B2＞0.475～0.5欧，出线开关B2测出X＝(100+5)％X1＝105×0.5＝0.525欧，则出线开关B2自动递减5％X1＝0.05×0.5＝0.025欧，出线开关B2不重合。

若短路发生在分段开关D7-分段开关E8区段，短路点B25离分段开关D7＜5％X1＝0.025欧，而出线开关B2检测到X＞(100-95)％X1＝0.475欧时，出线开关B2自动增加开关工作时限1S，出线开关B2按tch＝4.5S重合。

(B)残压开断失效：

残压开断失效，分段开关D7不开断闭锁，永久短路点还存在出线开关B2-分段开关D7区段。联络开关23延时合闸，乙电源供电，分段开关F9的YH6检测到电压，0.5S合闸；分段开关E8的YH4检测到电压，0.5S合闸；分段开关D7的YH2检测到电压，0.5S合闸，但存在短路，联络开关23速断保护动作跳闸，此时出线开关C3的时限速断保护不动作。联络开关23分段开关D7区段短路功率方向与甲电源供电方向相反，联络开关23、分段开关F9、分段开关E8、分段开关D7开关检测感抗；而出线开关C3-G10区段，短路功率方向与乙电源供电方向相同，不检测感抗。分段开关D7检测到每相电压Uk、短路电流Ik、Uk与Ik间的相位角φ，按X＝Uksinφ/Ik计算感抗，取平均值，分段开关D7的X1＝0.2欧，短路感抗时限T1x.1＝X1＝0.2S。根据短路功率方向与供电方向确定附加时限，查表5，ΔTf.1＝0.5S。短路感抗附加时限按(3)式计算：Tf.1＝T1x.1+ΔTf.1＝0.2+0.5＝0.7S。同理可算出分段开关E8、分段开关F9、出线开关C3的短路感抗X，即分段开关E8的X2＝0.7欧，T1x.2＝0.7S；分段开关F9的X3＝1.2欧，TIX.3＝1.2S；联络开关23的X4＝1.7欧；从表5查出Δt，即分段开关E8的ΔTf.2＝1.5S；分段开关F9的ΔTf.3＝2.5S。可算出短路感抗附加时限：Tf.2＝TIX.2+ΔTf.2＝0.7+1.5＝2.2S，Tf.3＝TIX.3+ΔTf.3＝1.2+2.5＝3.7S。联络开关23无短路感抗附加时限，将X＝X4＝1.7欧，输入重合闸时间选择装置D19，自动选取出Tch.1＝1.5S，参见发明内容第2节第(2)(C)项。Tch.1＞Tf.1，因此联络开关23跳闸后分段开关D7可无电流开断；Tch.1＜Tf.2＜Tf.3，因此分段开关E8、分段开关F9不开断，在联络开关23按Tch.1重合后，又获得三相正常电压。二次残压开断检测失效时，分段开关D7不开断闭锁，分段开关E8、分段开关F9也不残压开断，因此联络开关23重合后，乙电源恢复对非故障区段联络开关23-分段开关D7的供电。

Claims (8)

1.一种配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：线路上各开关装有短路故障检测器A(29)-M(41)，电源侧或联络开关(23)侧装有重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)，与变电站的出线开关A(1)、B(2)、C(3)继电保护及重合闸继电器A(13)、B(14)、C(15)相配套，短路时检测处理短路故障，重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)选择重合时间，出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)重合，使非故障区段恢复供电，短路故障检测器A(29)-M(41)将按开关动作时限t实现馈线自动化，而且短路故障段的非短路侧开关残压开断，使非故障电源供电时不跳闸；重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)，根据出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)测得的短路感抗或阻抗选取重合闸时间，确保短路故障段开关无电流开断，非故障区段开关恢复供电，实现了馈线自动化就地控制；开关动作时限t的确定有三种方法，一是预设时限法，二是短路感抗时限法，三是短路感抗附加时限法；因此开关动作时限t包括下列三种时限的任一种时限：预设时限tys，短路感抗时限tx及短路感抗附加时限tf；辐射网络短路故障检测：辐射网络短路故障区段的两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器A(29)、B(30)、C(31)、D(32)检测处理，非短路侧开关不需残压开断；短路时出线开关A(1)继电保护动作，第一次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，出线开关A(1)起动短路故障录波，若无第2次短路，将在1分钟内停止运行；出线开关A(1)延时1秒，其原有的重合闸继电器A(13)合闸，使出线开关A(1)第一次重合，若瞬时短路，重合成功，恢复供电；若永久短路，出线开关A(1)继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的开关记忆短路故障2次，出线开关A(1)短路故障录波，并检测每相感抗；计算开关动作时限，用预设时限法、短路感 抗时限法及短路感抗附加时限法；不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点A(24)的开关动作时限t最小，靠近电源侧的开关动作时限t最大，出线开关A(1)第2次跳闸后，将按开关流过短路电流的开关动作时限t跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸，短路故障区段被隔离；而出线开关A(1)也已测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置A(16)，选取出线开关A(1)二次重合时间tch，二次重合时间tch大于最小开关动作时限t，从而使开关无电流跳闸；二次重合时间tch小于其他较大开关动作时限t，使这些开关在出线开关A(1)二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，非故障区段恢复供电；环网短路故障检测：开关动作时限用任一种方法确定；环网短路故障区段两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器E(33)-M(41)检测处理，非短路侧开关残压开断，若瞬时短路与辐射网络一样，出线开关B(2)第一次重合，恢复供电，而非故障区段开关第1次检测残压，0.5秒跳闸；现重合成功，已跳闸的非故障区段开关，检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，使非故障区段开关恢复供电；若永久短路，出线开关B(2)继电保护动作第二次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障2次，计算开关动作时限t；用预设时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定开关动作时限t；不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点B(25)的开关动作时限t最小，靠近电源的开关动作时限t最大；出线开关B(2)第二次跳闸后，将按开关动作时限t跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁，闭锁在跳闸位置；非故障区段开关第1次检测残压时已开断，永久短路又使非短路侧开关第2次检测残压，并使靠近短路点B(25)的开关开断并闭锁，这样短路区段的两侧开关，均已跳闸并闭锁，故障区段隔离；二次短路时，出线开关B(2)测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置B(17)、C(18)，选取出线开关B(2)二次重合时间tch， 二次重合时间tch大于最小开关动作时限t，使开关能无电流跳闸；二次重合时间tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在出线开关B(2)二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复供电；联络开关(23)一侧失电，延时合闸，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电；已跳闸的非故障区段开关检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，而残压开断闭锁的开关虽测得有三相正常电压，但不合闸；残压开断：残压开断隔离永久短路，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电，不会因永久短路存在而使非故障电源停电；但环网供电有多个分段开关D(7)-I(12)，短路也不知道发生在哪个区段，因此短路时非故障侧的开关可能有多个要残压开断，不好区分哪个开关靠近短点；为此，在第1次短路时，凡未流过短路电流又检测到电压符合残压开断条件的，0.5秒内全部跳闸；第2次短路时，第2次检测残压并闭锁，实现残压开断；残压开断失效补救措施：残压开断失效，出现概率极少，也有补救措施；出线开关A(1)、B(2)、C(3)用时限速断保护，整定时限0.3秒即可，联络开关(23)用断路器，装速断保护及重合闸时间选择装置D(19)；当残压开断失效时，联络开关(23)一侧失电，延时合闸；此时故障电源存在永久短路，联络开关(23)一合闸，联络开关(23)的速断保护动作使其跳闸，出线开关A(1)、B(2)、C(3)时限速断保护不动作；联络开关(23)合闸送电时，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，故障电源侧短路功率方向与故障电源的供电方向相反，短路故障录波，检测每相感抗；而非故障电源侧短路功率方向与非故障电源供电方向相同，记忆短路故障1次不检测感抗，故障电源侧各开关根据测得的感抗，用预测时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定开关动作时限t，不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的开关动作时限t最小，靠近联络开关(23)的开关动作时限t最大，联络开关(23)合闸后，将按开关动作时限t来跳闸， 开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁；这样，短路故障区段的两侧开关均已跳闸闭锁，隔离了短路区段，联络开关(23)也已测得感抗，输入重合闸时间选择装置D(19)，选取联络开关(23)重合时间Tch；重合时间Tch大于最小开关动作时限t，使开关无电流跳闸；重合时间Tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在联络开关(23)重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，使非故障区段恢复供电；非故障区段恢复供电方法：主要靠出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)检测感抗，根据感抗值由重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)选取重合时间，对短路感抗误差可进行处理；各开关间有较好的时限配合，联络开关(23)的一侧失电延时合闸时间有较好的选择，使有充足的时间能对非故障区段恢复供电。

2.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述线路上各开关可用预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法来确定开关动作时限，永久短路时，所述线路上各开关按开关动作时限跳闸，实现馈线自动化。

3.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述线路上各开关动作时限、重合闸时限可调，确保短路故障检测及非故障区段恢复供电可靠。

4.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述出线开关A(1)、B(2)、C(3)及联络开关(23)测得短路感抗或阻抗有误差，进行误差处理。

5.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述残压开断失效时，出线开关A(1)、B(2)、C(3)为时限限速断保护，联络开关(23)用断路器装速断保护及重合闸时间选择装置D(19)，另一电源供电时不停电。

6.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电 方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，短路故障段开关无电流开断，因此分段开关A(4)-I(12)用负荷开关、环网开关。

7.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，发生永久短路时，出线开关A(1)或B(2)、C(3)只切断短路电流2次。

8.根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，不用重合器，不需与出线开关A(1)、B(2)、C(3)保护相配合。 

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