CN103378583B - 一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，基于智能快速真空断路器其先进的永磁操动机构与新型快速保护控制器相结合，实现动作时间短，从故障电流的出现到开关分断故障电流，动作时间仅22ms左右，快速智能断路器设置的保护动作时间定值误差小，配置灵活，设置时间间隔差为0.04s时，便能可靠地逐级分断跳闸，并且解决了线路上反时限定值保护整定困难的问题。本发明分支线故障完全由分界智能快速真空断路器自行切除，上级分段断路器及变电站出口断路器不动作，不会引起大范围的短时停电；故障处理及恢复供电时间短，且各级后备保护齐全，安全、快速、可靠。

Description

一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法

技术领域

本发明属于电力自动化领域，提出一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，适用于10kV架空线路单电源辐射网和双电源环网。

背景技术

在10kV配电网自动化领域，馈线自动化应用较广，传统的如“电压时间型”、“电流计数型”、“断路器型”等馈线自动化方法，在10kV配电网自动化领域发挥了非常重要的作用，实践证明是解决线路故障定位、故障隔离、恢复非故障区供电的有效办法。但在应用过程中，也存在许多的不足，如电压时间型馈线自动化方法存在需要多次倒闸导致线路冲击过大、故障残压闭锁的不可靠性、故障隔离时间长等问题；断路器型馈线自动化方法需要更改变电站出线断路器速断延时，且定值难以整定及配合不易等问题；

随着智能电网建设的需要，应进一步的进行馈线自动化理论研究，并提升其依托的设备性能，提出一种完善的、实用且易实现的馈线自动化方法。

发明内容

本发明的目的是针对于现有馈线自动化运行方法中存在的对线路冲击过大，故障隔离时间长，或需要更改变电站出线断路器速断延时等不足之处，本发明实现了一种基于智能快速真空断路器的快速复电馈线自动化运行方法，其故障隔离时间短，对线路冲击小，分支线故障直接隔离而不造成短时停电，且不存在传统断路器馈线自动化方法需要更改变电站出线断路器速断延时的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下方法来实现：一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，智能快速真空断路器包括永磁操动机构与新型快速保护控制器，所述永磁操动机构与新型快速保护控制器电性连接；

所述智能快速真空断路器设置的保护动作时间间隔差为0.04s时，逐级分断跳闸；

所述智能快速真空断路器为一体化设计，其内设置有保护单元，该保护单元装设在主干线、分支线或用户进线端；

所述智能快速真空断路器包括断路器本体，断路器本体内置三个单相电流互感器、三相电容式电压互感器、控制装置自备电源控制装置，所述智能快速真空断路器提取出各种电气特征量，利用故障区段来识别故障线路，实现瞬时速断保护、限时速断保护、定时过流保护，实现单相接地保护，实现自动重合闸；

所述智能快速真空断路器根据不同的配网结构配置保护参数，实现馈线自动化功能；

所述智能快速真空断路器包含3种类型智能快速真空断路器：分段型、分界型和联络型，该3种类型智能快速真空断路器通过保护时间及馈线自动化处理逻辑配合，主干线故障一次重合即处理完成，分支线故障仅分界型智能快速真空断路器动作，主干线断路器和变电站出线断路器不动作；

所述智能快速真空断路器包括以下运行步骤：

1)、CB1、CB2为变电站出口重合器；

2)、S1，S2，S4，S5均为分段智能快速真空断路器；S3为联络智能快速真空断路器；

3)、S1-S5均只安装一个三相或单相PT；

4)、S1，S5具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

5)、S2，S4具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

6)、S3为联络开关，工作在常开状态；具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，单侧失压延时投入功能，双侧有压复归并闭锁合闸功能；

7)、S6，S7，S8，S9均为分界智能快速真空断路器，具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能；

以上重合器CB1与重合器CB2之间的电路依次连接有断路器S1、断路器S2、联络开关S3、断路器S4、断路器S5；

所述断路器S1、断路器S2之间的电路节点上连接有断路器S6；

所述断路器S2、联络开关S3之间的电路节点上连接有断路器S7；

所述联络开关S3、断路器S4之间的电路节点上连接有断路器S8；

所述断路器S4、断路器S5之间的电路节点上连接有断路器S9；

所述智能快速真空断路器包括故障处理方法，该方法包括以下过程：

F1故障点位于重合器CB1、断路器S1之间的线路上，F2故障点位于断路器S1、断路器S2之间的线路上，F3故障点位于断路器S2、联络开关S3之间的线路上，F4故障点位于联络开关S3、断路器S4之间的线路上，F5故障点位于断路器S4、断路器S5之间的线路上，F6故障点位于断路器S5、重合器CB2之间的线路上；

1)、F1故障点CB1速断保护跳闸，S1、S2失电延时100ms分闸，CB1 0.5秒后重合闸，如果F1为瞬时性故障则重合成功；S1、S2依次得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F1为永久性故障，CB1重合失败并跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功；S2得电延时2秒合闸成功，S1得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，转移供电结束；

2)、F2故障点S1先于CB1保护速断跳闸，CB1保护未及动作而返回；S2失电延时100ms分闸；S1延时0.5秒重合闸，如果F2为瞬时性故障则重合成功；S2得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F2为永久性故障，S1重合到故障上后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功，S2得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，故障隔离，转移供电结束；

3)、F3故障点S1先于CB1保护速断跳闸，CB1不动作；S2失电延时100ms分闸；S1延时0.5秒重合成功，启动短时15秒闭锁继电保护功能；S2得电延时2秒合闸；如果F3为瞬时性故障则合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F3为永久性故障，S2合于故障后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，将故障隔离，不进行转移供电；故障处理结束；

4)、F4故障点故障处理与故障F3类似；

5)、F5故障点故障处理与故障F2类似；

6)、F6故障点故障处理与故障F1类似。

进一步的，联络型智能快速真空断路器需加装两侧PT，分界型智能快速真空断路器加装电源侧PT，分段型智能快速真空断路器加装电源侧PT。

进一步的，控制装置自备电源为自备太阳能电源与CT电源。

本发明的有益效果如下：

1、不需要与其他断路器型馈线自动化方法一样，更改变电站出口断路器的0s速断保护时间，即可实现馈线自动化；

2、不依赖现在运行的电压型方法采用的不可靠的故障残压脉冲，来隔离故障点负荷侧；

3、分支线故障完全由分界智能快速真空断路器自行切除，上级分段断路器及变电站出口断路器不动作，不会引起大范围的短时停电；

4、故障处理及恢复供电时间短，且各级后备保护齐全，安全、快速、可靠。

附图说明

图1为本发明配电系统一次线路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明方法系统配置说明：

1、CB1、CB2为变电站出口重合器(速断延时为0s)；

2、S1，S2，S4，S5均为分段智能快速真空断路器；S3为联络智能快速真空断路器

3、S1-S5均只安装一个三相(或单相)PT。

4、S1，S5具备重合闸功能，三段式电流保护功能(速断延时为0s)，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

5、S2，S4具备重合闸功能，三段式电流保护功能(速断延时为0.3s)，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

6、S3为联络开关，工作在常开状态；具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，单侧失压延时投入功能，双侧有压复归并闭锁合闸功能；

7、S6，S7，S8，S9均为分界智能快速真空断路器，具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能；

故障处理过程：

1、F1故障点

CB1速断保护跳闸，S1、S2失电延时100ms分闸，CB1 0.5秒后重合闸，如果F1为瞬时性故障则重合成功。S1、S2依次得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归。如果F1为永久性故障，CB1重合失败并跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功；S2得电延时2秒合闸成功，S1得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，转移供电结束。

2、F2故障点

S1先于CB1保护速断跳闸，CB1保护未及动作而返回。S2失电延时100ms分闸。S1延时0.5秒重合闸，如果F2为瞬时性故障则重合成功。S2得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归。如果F2为永久性故障，S1重合到故障上后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功，S2得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，故障隔离，转移供电结束。

3、F3故障点

S1先于CB1保护速断跳闸，CB1不动作。S2失电延时100ms分闸。S1延时0.5秒重合成功，启动短时15秒闭锁继电保护功能。S2得电延时2秒合闸。如果F3为瞬时性故障则合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F3为永久性故障，S2合于故障后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，将故障隔离，不进行转移供电。故障处理结束。

4、F4故障点

故障处理与故障F3类似。

5、F5故障点

故障处理与故障F2类似。

6、F6故障点

故障处理与故障F1类似。

Claims (3)

1.一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，其特征在于：智能快速真空断路器包括永磁操动机构与新型快速保护控制器，所述永磁操动机构与新型快速保护控制器电性连接；

所述智能快速真空断路器设置的保护动作时间间隔差为0.04s时，逐级分断跳闸；

所述智能快速真空断路器为一体化设计，其内设置有保护单元，该保护单元装设在主干线、分支线或用户进线端；

所述智能快速真空断路器包括断路器本体，断路器本体内置三个单相电流互感器、三相电容式电压互感器、控制装置自备电源控制装置，所述智能快速真空断路器提取出各种电气特征量，利用故障区段来识别故障线路，实现瞬时速断保护、限时速断保护、定时过流保护，实现单相接地保护，实现自动重合闸；

所述智能快速真空断路器根据不同的配网结构配置保护参数，实现馈线自动化功能；

所述智能快速真空断路器包含3种类型智能快速真空断路器：分段型、分界型和联络型，该3种类型智能快速真空断路器通过保护时间及馈线自动化处理逻辑配合，主干线故障一次重合即处理完成，分支线故障仅分界型智能快速真空断路器动作，主干线断路器和变电站出线断路器不动作；

所述智能快速真空断路器包括以下运行步骤：

1)、CB1、CB2为变电站出口重合器；

2)、S1，S2，S4，S5均为分段智能快速真空断路器；S3为联络智能快速真空断路器；

3)、S1-S5均只安装一个三相或单相PT；

4)、S1，S5具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

5)、S2，S4具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，来电延时合闸及失压延时分闸功能；

6)、S3为联络开关，工作在常开状态；具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能，单侧失压延时投入功能，双侧有压复归并闭锁合闸功能；

7)、S6，S7，S8，S9均为分界智能快速真空断路器，具备重合闸功能，三段式电流保护功能，合闸后加速保护功能；

以上重合器CB1与重合器CB2之间的电路依次连接有断路器S1、断路器S2、联络开关S3、断路器S4、断路器S5；

所述断路器S1、断路器S2之间的电路节点上连接有断路器S6；

所述断路器S2、联络开关S3之间的电路节点上连接有断路器S7；

所述联络开关S3、断路器S4之间的电路节点上连接有断路器S8；

所述断路器S4、断路器S5之间的电路节点上连接有断路器S9；

所述智能快速真空断路器包括故障处理方法，该方法包括以下过程：

F1故障点位于重合器CB1、断路器S1之间的线路上，F2故障点位于断路器S1、断路器S2之间的线路上，F3故障点位于断路器S2、联络开关S3之间的线路上，F4故障点位于联络开关S3、断路器S4之间的线路上，F5故障点位于断路器S4、断路器S5之间的线路上，F6故障点位于断路器S5、重合器CB2之间的线路上；

1)、F1故障点CB1速断保护跳闸，S1、S2失电延时100ms分闸，CB1 0.5秒后重合闸，如果F1为瞬时性故障则重合成功；S1、S2依次得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F1为永久性故障，CB1重合失败并跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功；S2得电延时2秒合闸成功，S1得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，转移供电结束；

2)、F2故障点S1先于CB1保护速断跳闸，CB1保护未及动作而返回；S2失电延时100ms分闸；S1延时0.5秒重合闸，如果F2为瞬时性故障则重合成功；S2得电延时合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F2为永久性故障，S1重合到故障上后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸成功，S2得电延时2秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，故障隔离，转移供电结束；

3)、F3故障点S1先于CB1保护速断跳闸，CB1不动作；S2失电延时100ms分闸；S1延时0.5秒重合成功，启动短时15秒闭锁继电保护功能；S2得电延时2秒合闸；如果F3为瞬时性故障则合闸成功，联络开关S3计时复归；如果F3为永久性故障，S2合于故障后加速保护跳闸并闭锁；联络开关S3单侧失压延时15秒合闸，合于故障后加速保护跳闸并闭锁，将故障隔离，不进行转移供电；故障处理结束；

4)、F4故障点故障处理与故障F3类似；

5)、F5故障点故障处理与故障F2类似；

6)、F6故障点故障处理与故障F1类似。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，其特征在于：联络型智能快速真空断路器需加装两侧PT，分界型智能快速真空断路器加装电源侧PT，分段型智能快速真空断路器加装电源侧PT。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能快速真空断路器的馈线自动化运行方法，其特征在于：控制装置自备电源为自备太阳能电源与CT电源。