CN102801143A - 一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置及方法，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：故障区段定位装置，用于定位馈线故障区段；事故跳闸断路器定位装置，用于定位事故跳闸断路器；处理器装置，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。本发明实施例可以在配电网事故后，及时、准确定位并隔离故障点，使非故障区段自动恢复供电。例如，对于利用计算机系统实现上述故障区段定位装置、处理器装置及处理器装置的馈线自动化功能，从故障段查找、隔离、非故障段自动恢复，一般仅需要十几秒钟。

Description

一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置及方法

技术领域

本发明涉及电网供电技术领域，尤其涉及一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置及方法。

背景技术

馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷。由于目前国内配电网自动化系统尚没有统一的模式，因此，不同设备、不同设计方案组成的配网自动化系统的馈线自动化实施方法就不同。

馈线自动化系统应具有如下功能：①遥测、遥信、遥控功能；②故障处理：故障区域自动判断和自动隔离，故障消除后迅速恢复供电功能；③负荷管理：根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式；④重合闸控制：当发生过电流并导致断路器跳闸时启动，并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数，从而实现沿线从电源至末端依次重合，若一次重合失败则不再重合；⑤对时功能；⑥过电流记录功能；⑦事件顺序记录(SOE，Sequence Of Event)功能；⑧定值的远方修改和召唤功能；⑨停电后仍维持工作的功能。

馈线自动化是配电网自动化系统一个非常重要的功能，在配电网事故后，如何及时、准确定位并隔离故障点，是非故障区段自动恢复供电的关键。

发明内容

本发明实施例提供一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置及方法，以在配电网事故后，及时、准确定位并隔离故障点，使非故障区段自动恢复供电。

一方面，本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：

故障区段定位装置，用于定位馈线故障区段；

事故跳闸断路器定位装置，用于定位事故跳闸断路器；

处理器装置，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

可选的，在本发明一实施例中，所述故障区段定位装置，具体用于对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

可选的，在本发明一实施例中，所述故障区段定位装置，进一步用于根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

可选的，在本发明一实施例中，所述事故跳闸断路器定位装置，具体用于利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

可选的，在本发明一实施例中，所述处理器装置，具体用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

另一方面，本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法包括：

定位馈线故障区段；

定位事故跳闸断路器；

在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

可选的，在本发明一实施例中，所述定位馈线故障区段包括：对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段，包括：根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

可选的，在本发明一实施例中，所述定位事故跳闸断路器，包括：利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

可选的，在本发明一实施例中，所述在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置，包括：在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

上述技术方案具有如下有益效果：因为采用所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：故障区段定位装置，用于定位馈线故障区段；事故跳闸断路器定位装置，用于定位事故跳闸断路器；处理器装置，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置的技术手段，所以达到了如下技术效果：可以在配电网事故后，及时、准确定位并隔离故障点，使非故障区段自动恢复供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置组成结构示意图；

图2为本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离方法流程图；

图3为本发明应用实例配电网自动化系统线路故障自动隔离的手拉手供电线路示意图。

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。基于本发明中的实施例，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。

如图1所示，为本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置组成结构示意图，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：

故障区段定位装置11，用于定位馈线故障区段；

事故跳闸断路器定位装置12，用于定位事故跳闸断路器；

处理器装置13，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

可选的，所述故障区段定位装置11，具体用于对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

可选的，所述故障区段定位装置11，进一步用于根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

可选的，所述事故跳闸断路器定位装置12，具体用于利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

可选的，所述处理器装置13，具体用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

需要说明的是，本发明上述故障区段定位装置11、事故跳闸断路器定位装置12、处理器装置13均为独立的硬件，均可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现。

如图2所示，为本发明实施例提供了一种配电网自动化系统线路故障自动隔离方法流程图，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法包括：

201、定位馈线故障区段；

202、定位事故跳闸断路器；

203、在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

可选的，所述定位馈线故障区段包括：对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

可选的，所述根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段，包括：根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

可选的，所述定位事故跳闸断路器，包括：利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

可选的，所述在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置，包括：在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

本发明实施例上述方法或装置技术方案具有如下有益效果：因为采用所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：故障区段定位装置，用于定位馈线故障区段；事故跳闸断路器定位装置，用于定位事故跳闸断路器；处理器装置，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置的技术手段，所以达到了如下技术效果：可以在配电网事故后，及时、准确定位并隔离故障点，使非故障区段自动恢复供电。

本发明实施例探讨了配电网故障自动查找并隔离的方案。在配电网事故后及时、准确定位并隔离故障点，是非故障区段自动恢复供电的关键。如图3所示，为本发明应用实例配电网自动化系统线路故障自动隔离的手拉手供电线路示意图，以下结合图3及具体应用实例进行说明：

定位馈线故障区段：

对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环状网，在判断故障区域时，只须根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流就可以判断故障区段。假设馈线上出现单一故障，显然故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

定位事故跳闸断路器：

事实上，由于种种原因，线路故障时，未必是第一个经过故障电流的断路器跳闸，极有可能越级跳闸。例如图3中e点故障，分段断路器3没有跳开而是断路器2跳开。根据断路器位置不能判断故障区段，但根据是否流过了故障电流却能够做出正确判断(断路器1、2、3经历了故障电流而断路器4却没有经历，从而得出故障区段在e段的结论)。

为了确定各断路器是否经历了故障电流，需对安装于其上的各台FTU（FeederTerminal Unit，馈线终端装置）进行整定，由于从原理上不是通过对各台断路器整定值的差别，来隔离故障区段的，因此多台断路器可以采用同一整定值。这样即使增加馈线上的分段数目也不会带来任何影响。

而故障区段隔离后，越级跳闸的断路器要复位，对于事故后跳闸断路器的准确定位是非故障区段自动恢复供电的关键。

断路器状态信息矩阵：

本发明应用实例可以用1维矩阵运算来判别断路器是否越级跳闸。矩阵编写原则为：若第i台断路器在合闸位置，矩阵第i元素置为1，反之为0。正常运行各断路器的状态可用矩阵a来描述，如图3正常运行时a：|11110111|。

对于上例，假设e点故障时断路器2跳开，断路器3未跳开，本发明应用实例可用矩阵b来描述故障后的断路器状态，如b：|10110111|。

定位事故跳闸断路器：

用事故前断路器状态信息矩阵a减去事故后断路器状态信息矩阵b，即可准确地识别事故跳闸断路器。对于上例可用事故跳闸断路器定位矩阵c来确定c=a－b=|01000000|。由于c矩阵中第2个元素值为1，则说明故障时是由断路器2跳闸切断故障电流的。根据前边定位馈线故障区段描述可知，故障区段位于断路器3和4之间。故应自动恢复断路器2到合闸位置。

本发明应用实例对于利用通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，计算机系统，或上述任何组合的设计来实现的馈线自动化功能，从故障段查找、隔离、非故障段自动恢复，一般仅需要十几秒钟。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块（illustrativelogical block），单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性（interchangeability），上述的各种说明性部件（illustrativecomponents），单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线（DSL）或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片（disk）和磁盘（disc）包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，其特征在于，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置包括：

故障区段定位装置，用于定位馈线故障区段；

事故跳闸断路器定位装置，用于定位事故跳闸断路器；

处理器装置，用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

2.如权利要求1所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，其特征在于，

所述故障区段定位装置，具体用于对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

3.如权利要求2所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，其特征在于，

所述故障区段定位装置，进一步用于根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

4.如权利要求1所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，其特征在于，

所述事故跳闸断路器定位装置，具体用于利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

5.如权利要求1所述配电网自动化系统线路故障自动隔离装置，其特征在于，

所述处理器装置，具体用于在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

6.一种配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，其特征在于，所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法包括：

定位馈线故障区段；

定位事故跳闸断路器；

在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置。

7.如权利要求6所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，其特征在于，所述定位馈线故障区段包括：

对于辐射状网、或树状网，或处于开环运行的环状网，在定位故障区段时，根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段。

8.如权利要求7所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，其特征在于，所述根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流以判断并定位故障区段，包括：

根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流，定位故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。

9.如权利要求6所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，其特征在于，所述定位事故跳闸断路器，包括：

利用事故前断路器状态信息矩阵减去事故后断路器状态信息矩阵，定位事故跳闸断路器。

10.如权利要求6所述配电网自动化系统线路故障自动隔离方法，其特征在于，所述在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，以判断是否恢复所述事故跳闸断路器到合闸位置，包括：

在所述故障区段隔离后，根据所述事故跳闸断路器与所述馈线故障区段的关系，对于越级跳闸的所述事故跳闸断路器，恢复该事故跳闸断路器到合闸位置。

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