CN103545797A - 一种配网区域保护及自愈系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配网区域保护及自愈系统，包括变电站和由若干个用户设备组成的间隔层并由通信信道传递信号，同时由配电线路将用户设备和变电站内的低压侧母线电连接，所述变电站内设有控制子站通过所述的通信信道连接了馈线保护设备和远方备自投装置，馈线保护设备输出通断信号至变电站内的中压馈线开关，所述配电线路上的用户设备均连接了断路器，每个断路器均连接了配电终端设备，所述的配电终端设备经终端通信设备连接至通信信道，所述远方备自投装置连接用户设备且连接于通信信道。本发明将配网区域内故障点隔离，快速恢复非故障点区域供电，避免造成大范围的长时间停电，为配网重要负荷稳定供电，降低因停电造成的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及电力保护系统，特别是一种配网区域保护及自愈系统。
背景技术
现有的电力系统中，电力配网系统按区域划分可分为主站层、区域层和间隔层。区域层包括若干个变电站，间隔层包括日常用电的用户设备，主站层主要对各个变电站以及用户设备的电网数据进行管理。通常在每个变电站内都设有控制子站和馈线保护设备，馈线保护设备用于控制变电站的中压馈线开关的开断。区域和间隔层主要由变电站输出至用户设备配电线路进行连接。配网系统的现有故障处理方式是在配电线路上设置配电开关，通过分布式配电终端进行控制。检测到有故障信号后，由馈线保护设备通过切断变电站的配电开关来切断供电。如此易造成故障区域的大范围停电，尤其对于配网内重要负荷来说，若不能及时供电，会造成经济生产的重大损失。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种配网区域保护及自愈系统，将配网区域内的故障点隔离，可快速恢复非故障区域供电，避免造成大范围的长时间停电，为配网中重要负荷提供稳定供电，降低因停电造成的经济损失。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种配网区域保护及自愈系统，包括变电站和由若干个用户设备组成的间隔层，所述的变电站和间隔层之间由通信信道传递信号，同时由配电线路将用户设备和变电站内的低压侧母线电连接，，所述变电站内设有控制子站，所述的控制子站通过所述的通信信道连接馈线保护设备，馈线保护设备输出通断信号至变电站内中压馈线开关，所述配电线路上的用户设备均连接了断路器，每个断路器均连接了配电终端设备，所述的配电终端设备经终端通信设备连接至通信信道，所述的远方备自投装置连接用户设备且连接于所述的通信信道上。所述的配电终端设备就地检测所接断路器位置处的电网信息，当检测到有故障信息时，即刻发送控制指令将断路器断开，并且将检测到的电网信息经终端通信设备发送到所在变电站的控制子站内。由于配电系统交错复杂，需要的配电终端设备很多，所有的配电终端设备都将就地采集的电网信息发送至控制子站中。控制子站对所接收的电网数据进行分析和判断，当检测到有故障信息时，启动远方备自投装置为非故障点的用户设备恢复供电。在配网系统中，重要负荷的用户设备若停电会对经济生产造成重大的损失，所以重要的负荷区域会配备远方备自投装置，保证重要负荷的稳定供电，待故障点维修完成后恢复正常的供电。通过故障隔离和远方备自投装置对非故障区域的快速恢复供电，实现配网系统的智能自愈，避免大范围内的长时间停电，保证了配网中重要负荷的供电，降低了因停电造成的损失。
作为优选，所述的通信信道包括子站通信设备和所述的终端通信设备，所述的配电终端设备和远方备自投装置均有若干个并连接于相应的终端通信设备，所述的终端通信设备均与子站通信设备连接。实现配网系统层次化管理，由于区域层所用的子站通信设备的传输数据量要远大于间隔层终端通信设备的传输数据量，在购买选用子站通信设备和终端通信设备时，只要选择适用的即可，降低了设备成本，并且在复杂的配网系统中，层次分明的连接不易造成连线的错误。此外，终端通信设备与子站通信设备采用并行连接的方式，数据传输速度快，加速了故障处理的速度。
作为优选，所述的用户设备为环网单元，所述的配电终端设备包括环网单元的终端监测装置，所述的终端监测装置连接所述的终端通信设备。在例如城市住宅小区、办公大楼等地方，所有住户的电器都连接在配电变压器低压侧，配电变压器高压侧，通过环网单元连接到配网系统的配电线路上，便于对城市住宅小区、办公大楼等这类聚集密度度较高的用户设备进行统一管理，也简化了配电系统的线路。所述终端监测装置检测用户设备以及所在配电线路位置处的运行状态。在发现有故障信息时，及时发送控制指令到断路器，将故障点隔离，并且通过终端通信设备将检测到的电网数据发送到控制子站中。
作为优选，所述的终端监测装置包括电压电流检测器、控制器和信号输出端，所述的电压电流检测器检测配电线路上的电压电流信号并将信号输送至控制器，所述的控制器经信号输出端连接至所述终端通信设备，所述的控制器输出通断信号至所述的断路器。所述的电压电流检测器主要用于检测就地处的电流和电压信号，控制器根据检测得到的电压和电流数据分析并计算有功功率、无功功率以及功率因素等参数，判断是否有过流、短路或接地故障等故障问题。若存在故障信息则发送控制指令切断断路器。所述的控制器经信号输出端输出，通过终端通信设备将检测到的电压和电流数据以及分析处理后的参数都传送到控制子站中，由控制子站对电网数据进行统一管理。
作为优选，所述的馈线保护设备连接了一级通信设备，所述的一级通信设备作为所述通信信道的一部分连接至子站通信设备。由于在配电线路中，变电站是采用双线传输或多线传输，所以变电站输出线都会有一个馈线保护设备，防止变压器在故障时烧坏，因此所有的一级通信设备都连接在所在区域的子站通信设备上，便于所在区域电网数据的集成和管理。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
通过配电终端设备检测就地处的电网信息，并判断和隔离故障点，然后通过终端通信设备发送到控制子站中，由控制子站断开馈线保护设备，由控制子站发送控制指令到远方备自投装置，远方备自投装置对非故障区域的配网用户设备恢复供电。避免造成大范围的长时间停电，为配网中重要负荷提供稳定供电，降低了因停电造成的经济损失。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明接线原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种配网区域保护及自愈系统，包括变电站和由若干个用户设备组成的间隔层，所述的变电站和间隔层之间由通信信道传递信号，同时由配电线路将用户设备和变电站内的低压侧母线电连接，所述变电站内设有控制子站，所述的控制子站通过所述的通信信道连接馈线保护设备，馈线保护设备输出通断信号至变电站内中压馈线开关，所述配电线路上的用户设备均连接了断路器，每个断路器均连接了配电终端设备1，所述的配电终端设备1经终端通信设备连接至通信信道，所述的配电终端设备1经终端通信设备连接至通信信道，所述远方备自投装置连接用户设备且连接于通信信道上。所述的配电终端设备1就地检测所接断路器位置处的电网信息，当检测到有故障信息时，即刻发送控制指令将断路器断开，并且将检测到的电网信息经终端通信设备发送到所在变电站的控制子站内。由于配网系统交错复杂，需要的配电终端设备1很多，所有的配电终端设备1都将就地采集的电网信息发送至控制子站中。控制子站对所接收的电网数据进行分析和判断，当检测到有故障信息时，启动远方备自投装置为非故障点的用户设备恢复供电。在配网系统中，重要负荷的用户设备若停电会对经济生产造成重大的损失，所以重要的负荷区域会配备远方备自投装置，保证重要负荷的稳定供电，待故障点维修完成后恢复正常的供电。通过故障隔离和远方备自投装置对非故障区域的快速恢复供电，实现配网系统的智能自愈，避免大范围内的长时间停电，保证了配网中重要负荷的供电，降低了因停电造成的损失。
所述通信信道包括子站通信设备、一级通信设备和所述的终端通信设备。实现配网系统层次化管理，由于子站通信设备的传输数据量要远大于终端通信设备的传输数据量，在购买选用子站通信设备和终端通信设备时，只要选择适用的即可，降低了设备成本，并且在复杂的配网系统中，层次分明的连接不易造成连线的错误。所述的子站通信设备连接于所述的控制子站，所述的配电终端设备1有若干个并连接了相应的终端通信设备，所述的终端通信设备与子站通信设备并行连接，数据传输速度快，加速了故障处理的速度。另外，由于在配网系统中，变电站是采用双线传输或多线传输，所以在变电站输出线的每条支路上都会有一个馈线保护设备，防止变压器在故障时烧坏，因此所有的一级通信设备也都连接在所在区域的子站通信设备，便于所在区域电网数据的集成和管理。
在例如城市住宅小区、办公大楼等地方，所有住户的电器都连接在配电变压器低压侧，配电变压器高压侧通过环网单元连接到配网系统的馈线上，便于对城市住宅小区、办公大楼等这类聚集密度度较高的用户设备进行统一管理，也简化了馈线系统的线路。
作为更进一步的优化，所述的配电终端设备1包括环网单元的终端监测装置，所述的终端监测装置连接了所述的终端通信设备。所述终端监测装置检测用户设备以及所在配电线路上的运行状态，在发现有故障信息时，及时发送控制指令到断路器，将故障点隔离，并且通过终端通信设备将检测到的电网数据发送到控制子站中。
为了对所述的终端监测装置作更进一步的说明，本优选实施例中，所述终端监测装置包括了电压电流检测器、控制器和信号输出端，所述的电压电流检测器检测配电线路上的电压电流信号并将信号输送至控制器，所述的控制器经信号输出端连接至所述终端通信设备，所述的控制器输出通断信号至所述的断路器。所述的电压电流检测器主要用于检测就地处的电流和电压信号，控制器根据检测得到的电压和电流数据分析并计算有功功率、无功功率以及功率因素等参数，判断是否有过流、短路或接地故障等故障问题，若存在故障信息则发送控制指令切断断路器。所述的控制器经信号输出端输出，通过终端通信设备将检测到的电压和电流数据以及分析处理后的参数都传送到控制子站中，由控制子站对电网数据进行统一管理。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (5)
1.一种配网区域保护及自愈系统，包括变电站和由若干个用户设备组成的间隔层，所述的变电站和间隔层之间由通信信道传递信号，同时由配电线路将用户设备和变电站内的低压侧母线电连接，所述变电站内设有控制子站，其特征在于：所述的控制子站通过所述的通信信道连接了馈线保护设备和远方备自投装置，馈线保护设备输出通断信号至变电站内的中压馈线开关，所述配电线路上的用户设备均连接了断路器，每个断路器均连接了配电终端设备（1），所述的配电终端设备（1）经终端通信设备连接至通信信道，所述远方备自投装置连接用户设备且连接于通信信道上。
2.根据权利要求1所述的配网区域保护及自愈系统，其特征在于：所述的通信信道包括子站通信设备和所述的终端通信设备，所述的配电终端设备（1）和远方备自投装置均有若干个并连接于相应的终端通信设备，所述的终端通信设备均与子站通信设备连接。
3.根据权利要求2所述的配网区域保护及自愈系统，其特征在于：所述的用户设备为环网单元，所述的配电终端设备（1）包括环网单元的终端监测装置，所述的终端监测装置连接了所述的终端通信设备。
4.根据权利要求3所述的配网区域保护及自愈系统，其特征在于：所述的终端监测装置包括电压电流检测器、控制器和信号输出端，所述的电压电流检测器检测配电线路上的电压电流信号并将信号输送至控制器，所述的控制器经信号输出端连接至所述终端通信设备，所述的控制器输出通断信号至所述的断路器。
5.据权利要求4所述的配网区域保护及自愈系统，其特征在于：所述的馈线保护设备连接了一级通信设备，所述的一级通信设备作为所述通信信道的一部分连接至子站通信设备。
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