CN103872662B - 基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法 - Google Patents

基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法 Download PDF

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Abstract

基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，用于闭环模式运行的断路器和负荷开关混合组网系统，所述组网系统包括多个变电站和所述变电站连接的终端单元，其特征在于：每个所述终端单元包括智能控制器和通信模块，每个所述智能控制器控制断路器或负荷开关，每个所述终端单元仅与紧邻所述终端单元通信，每个所述终端单元中的智能控制器收集本终端单元和相邻终端单元中的断路器或负荷开关的故障电流、故障电流方向、故障电流关联方向、状态和故障后信息，本发明采用对等式的通信网络，线路上的终端单元之间互相通信，收集相邻开关的故障信息，做出仲裁，实现快速定位故障和隔离故障。

Description

基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法
技术领域
本发明涉及一种用于智能电力网络的保护方法，尤其涉及一种适合多电源环网结构运行的、断路器和负荷开关混合组网的网络式保护方法。
背景技术
配电自动化是智能电网的重要组成部分，对于提高供电可靠性、扩大供电能力和实现电网的高效经济运行具有重要意义。电网故障处理是配电自动化的核心内容，但是，根据选用的分段开关和联络开关的种类不同，采取的自动化方案也不一样。闭环运行对传统的继电保护设置要求高、整定较复杂、对运行操作人员的素质要求高。
实际运行一般在主环上采用负荷开关，支线首端装设断路器；当支线上发生故障时，传统保护也可迅速定位隔离故障；但是当主环上的任何一点故障，都需要变电站出口断路器跳闸，以清除故障，并根据设定要求进行一次或多次重合闸，其它相邻开关根据对电流和电压的监视，分别延时进行分闸或合闸操作，以隔离故障及转移和恢复非故障区段的供电。
当线路上发生故障时，现场的FTU将故障信息通过通信通道送到控制中心，控制中心根据开关状态、故障检测信息、网络拓扑分析，判断故障区段，下发遥控命令，执行一系列自动操作，重构网络，以隔离故障和恢复非故障区段的供电，此即所谓的集中式智能。此方案控制准确，适合各种复杂系统。但它需要有可靠的通讯通道和控制中心的计算机软、硬件系统，且完成一次“定位、隔离、转供”所需时间长。
如中国专利号CN200510024379.0号发明专利，公开日为2006年9月20日，公开了一种无主站的输电网络控制方法，所述输电网络控制方法包括：故障检测步骤：相应的馈电终端单元检测故障电源，并向所有馈电终端单元发送故障信息；故障定位步骤：馈电终端单元根据故障信息，对故障点进行定位；故障隔离步骤：故障点馈电终端单元分闸，并指令下游馈电终端单元分闸；分闸报告步骤：故障点馈电终端单元和下游馈电终端单元发送状态信息；供电恢复步骤：开环点合闸。由于本发明的控制方法中未采用主站计算机，因此即使个别馈电终端单元与主站的通信发生故障，本发明控制算法也会自动最小化隔离故障，而不会造成整个网络无法恢复。在上述方案中，每个馈电终端需要向所有的馈电终端发送信息，每个馈电终端均需要建立所有馈电终端的信息表，从而根据所有馈电终端的状态自行判断实现控制，该技术方案不适用闭环模型，仅适用所有馈电终端彼此间通信正常的情形和全断路器组网模型。每个馈电终端需要向所有的馈电终端发送信息，每个馈电终端均需要建立所有馈电终端的信息表，处理时间长，响应时间慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供的一种响应动作快、终端负担轻、系统稳定的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法。
按照本发明提供的一种基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，用于闭环模式运行的断路器和负荷开关混合组网系统，所述组网系统包括多个变电站和所述变电站连接的终端单元，每个所述终端单元包括智能控制器和通信模块，每个所述智能控制器控制断路器或负荷开关，每个所述终端单元仅与紧邻所述终端单元通信，每个所述终端单元中的智能控制器收集本终端单元和相邻终端单元中的断路器或负荷开关的故障电流、故障电流方向、故障电流关联方向、状态和故障后信息，对于控制所述断路器的终端单元，所述终端单元检测到故障电流且在故障电流方向指向的一侧没有故障电流流出，该所述终端单元启动速断保护功能或者过流保护功能，跳闸；否则所述终端单元只作为后备保护；对于控制所述负荷开关的终端单元，负荷开关自身过流，在很短时间内故障电流又消失时，与相邻的所述终端单元通信，故障电流方向指向的那侧没有故障电流流出；该负荷开关失压失流后，启动分闸，否则不动作。此过程中的很短时间一般为上级断路器切除故障的时间。
按照本发明提供的一种基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法还具有如下附属技术特征：
优选实施例为：每个所述终端单元具有下列功能中的全部或几种：速断保护功能、过流保护功能、重合闸功能、得电重合功能、重合成功短时闭锁保护功能、合到故障后快速跳闸功能、故障电流脉冲检测功能、负荷开关故障隔离功能、得电延时合闸功能、合闸成功后短时闭锁分闸功能、合到故障后分闸闭锁功能、联锁失电延时分闸闭锁功能、失电延时分闸不闭锁功能、残压脉冲分闸闭锁功能、单侧失压延时合闸功能、检闭锁单侧失压延时合闸功能。
优选实施例为：在通信正常时，紧邻变电站的所述终端单元中的断路器与变电站间发生故障，保护动作如下：
A、变电站中的出线断路器检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能；
B、紧邻变电站的所述终端单元中的智能控制器启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸。
优选实施例为：在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
优选实施例为：在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
优选实施例为：故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，控制断路器的所述终端单元发生通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，但收不到相邻终端单元的故障信息，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能和合到故障后快速跳闸功能，断路器先合闸后跳闸；
E、位于故障点的另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元检测到残压脉冲，闭锁得电延时合闸功能。
优选实施例为：故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，其中位于故障点一侧控制断路器的所述终端单元出现通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸。
优选实施例为：在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，该负荷开关机械异常不动作，保护动作如下：
A、位于故障点的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点处另一侧的、紧邻控制负荷开关的所述终端单元的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，负荷开关拒动；
D、与步骤C中负荷开关相邻的控制负荷开关的所述终端单元收到拒动信号后，启动负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点的控制断路器的所述终端单元收到故障点处所述终端单元的负荷开关拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点处另一侧的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
优选实施例为：在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，位于故障点处的所述终端单元中的负荷开关机械异常不动作时，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点处另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，该负荷开关拒动；
D、位于故障点处另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元收到故障点处所述终端单元的负荷开关拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点另一侧控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
按照本发明提供的一种基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法与现有技术相比具有如下优点：本发明采用对等式的通信网络，线路上的终端单元之间互相通信，收集相邻开关的故障信息，做出仲裁，实现快速定位故障和隔离故障。具备以下几大优点：1.适合断路器和负荷开关的混合组网，对电网开关设备适应性强；2.速度快，对线路冲击小。因为本发明采用的是主动发布故障信息，而不是以往采用的轮循方式，因而大大节省了时间。3.逻辑算法简单可靠。采用的逻辑判据只需知道自己和相邻开关的保护启动状态，简单快捷而又非常可靠。4.不依赖子站。因无需保护子站，化解了子站瘫痪可能带来的的风险。5.提供后备保护。所有感受到故障的开关，若判断自己非故障末端，则转入后备。一旦末端开关跳闸失败，则由后备开关切除故障。6.适应性强。能方便的适用于各级电压等级的电力网络，而不必担心网络的连接结构和系统的运行方式。
附图说明
图1是本发明的电网简化图。
图2是本发明另一种电网简化图
图3是本发明再一种电网简化图。
具体实施方式
参见图1，在本发明提供的一种基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，用于闭环模式运行的断路器和负荷开关混合组网系统，所述组网系统包括多个变电站和所述变电站连接的终端单元，每个所述终端单元包括智能控制器和通信模块，每个所述智能控制器控制断路器或负荷开关，每个所述终端单元中的通信模块仅与紧邻所述终端单元通信，每个所述终端单元中的智能控制器收集本终端单元和相邻终端单元中的断路器或负荷开关的故障电流、故障电流方向、故障电流关联方向、状态和故障后信息。
对于控制所述断路器的终端单元，通信正常或异常时，所述终端单元检测到故障电流且在故障电流方向指向的一侧没有故障电流流出，该所述终端单元启动速断保护功能或过流保护功能，跳闸；否则所述终端单元只作为后备保护。
对于控制所述负荷开关的终端单元，当通信正常或异常时，负荷开关自身过流，在很短时间故障电流又消失时，与相邻的所述终端单元通信，故障电流方向指向的那侧没有故障电流流出；该负荷开关失压失流后，启动分闸，否则不动作。此过程中的很短时间一般为上级断路器切除故障的时间。
本发明提出了一种基于断路器和负荷开关混合组网的网络式保护方案：采用可靠的通信系统，智能控制器除检测开关两侧的电压及流经开关的电流外，还收集相邻开关的电流、故障信息等，根据联接开关的不同（负荷开关或者断路器），做出相应的仲裁。当联接开关是断路器时，它能在短路故障发生后，开断故障电流，并根据设定要求进行一次或多次重合闸。当联接开关是负荷开关时，他与上级断路器配合，在上级断路器清除故障后，启动分闸，达到切除故障点的目的。
本发明给出的混合组网是指断路器和负荷开关混合使用，其中负荷开关是在额定电压和额定电流下，只允许接通和断开负载电流，但不允许断开短路电流。当联接开关是负荷开关时，他与上级断路器配合，在上级断路器清除故障后，启动分闸。断路器是用于接通和断开有载或无载线路及电气设备，以及发生短路时，能自动切断故障或重新合闸，能起到控制和保护两方面的作用。当联接开关是断路器时，它能在短路故障发生后，开断故障电流，并根据设定要求进行一次或多次重合闸。在混合组网中，一个断路器可以带一个负荷开关或多个负荷开关。每个终端单元可以控制一个断路器或一个负荷开关，也可以控制在本终端单元中多个断路器或多个负荷开关或断路器和负荷开关混合结构，比如在每个终端单元中设置一个环网柜，每个终端单元可以控制一个环网柜中的所有断路器和负荷开关。控制原理与一个断路器和负荷开关相类似，依照相同的控制原理进行设置即可。本发明所给出的一个断路器和负荷开关是为了方便描述和理解，作为最基本的控制单元，并不是对本发明的限制，本领域普通技术人员可以按照最基本的控制单元，延伸到多个开关组成的控制单元中。
在实际应用中，只要同一用户可以有两个及以上的电源同时供电均可视为闭环模式。如图3所示。图3中断路器（或者负荷开关）17左侧连接的开关12、16、21可以看作一个开关组（全是断路器或者全是负荷开关或者是断路器与负荷开关混合），右侧连接的开关12、18、22也可以看作一个开关组（全是断路器或者全是负荷开关或者是断路器与负荷开关混合）。当发生故障时，只要左侧开关组中任一线路有电流流入断路器（或者负荷开关）17，就可视为有故障电流流入；右侧同理。等效为本发明给出的一个开关的结构，判断依据依然为本发明所给出的保护方法。
在图3中表示处于分闸状态的开关；表示处于分闸状态的开关；→代表每个边的参考方向，代表过电流的实际方向。
所述组网系统为手拉手组网系统或多电源并行供电网络系统。所述组网系统可以是各种电压等级。
本发明中断路器主要的判据点：断路器本身及其相邻开关的故障电流、故障电流方向和故障电流关联方向，即：通信正常或者异常时，故障末端的断路器除自身会感受到过流，故障电流方向指向的那侧没有故障电流流出，启动本地保护速断或者过流保护跳闸即可。否则自己只作为后备保护。
本发明中负荷开关主要的判据点：负荷开关本身及其相邻开关的故障电流、故障电流方向和故障电流关联方向，即：当通信正常或者异常时，故障末端的开关“自身过流，在很短时间内故障电流又消失”，与相邻的开关保护通信，故障电流方向指向的那侧没有故障电流流出；自身失压失流，启动分闸即可。否则不动作。此过程中的很短时间一般为上级断路器切除故障的时间。
本发明中的每个所述终端单元中的智能控制器不仅收集本终端单元和相邻终端单元中的断路器的故障电流、故障电流方向和故障电流关联方向，而且还会收集电压电流、功率方向、关联方向、断路器状态及故障后信息。这些参数均可以作为智能控制器的判断依据。
本发明的终端单元仅与相邻的终端单元通信，采用分布式智能控制方式，每个终端单元的处理信息大大降低，减轻了处理器的负荷，缩短动作时间。本发明中的终端单元中的通信模块可以是单独设置，也可以是集成在智能控制器中。
在本发明中，每个所述终端单元具有下列功能中的全部或几种：速断保护功能、过流保护功能、重合闸功能、得电重合功能、重合成功短时闭锁保护功能、合到故障后快速跳闸功能、故障电流脉冲检测功能、负荷开关故障隔离功能、得电延时合闸功能、合闸成功后短时闭锁分闸功能、合到故障后分闸闭锁功能、联锁失电延时分闸闭锁功能、失电延时分闸不闭锁功能、残压脉冲分闸闭锁功能、单侧失压延时合闸功能、检闭锁单侧失压延时合闸功能。
上述功能的具体含义为：
1.1、速断保护功能
1）通信正常情况下的网络式速断保护功能：
网络通信正常，无“闭锁保护”标志—>自身过流且大于速断定值，过流方向向右且右侧开关无组合故障电流流出（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关无组合故障电流流出）—>开关自动分闸；
2）通信正常情况下的网络式速断保护的后备功能：
网络通信正常，无“闭锁保护”标志—>自身过流且大于速断定值，过流方向向右且右侧开关有组合故障电流流出（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关有组合故障电流流出）—>故障电流持续存在-->后备延时时间到后开关自动分闸；
3）通信异常情况下，容错状态下的速断保护：
网络通信异常，无“闭锁保护”标志—>自身过流且大于速断定值，过流方向向右且右侧开关过流状态信息不全或无法确认（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关过流状态信息不全或无法确认）—>开关自动分闸-->容错跳闸标志置位
1.2、过流保护功能
1）通信正常情况下的网络式过流保护功能：
网络通信正常（故障），无“闭锁保护”标志—>自身过流且电流大于限时保护定值小于速断定值，过流方向向右且右侧开关无组合故障电流流出（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关无组合故障电流流出）—>延时时间到—>开关自动分闸；
2）通信正常情况下的网络式过流保护的后备功能：
网络通信正常，无“闭锁保护”标志—>自身过流且电流大于过流保护定值小于速断定值，过流方向向右且右侧开关有组合故障电流流出（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关有组合故障电流流出）—>故障电流持续存在-->过流延时时间加上后备延时时间到后开关自动分闸；
3）通信异常情况下，容错状态下的过流保护：
网络通信异常，无“闭锁保护”标志—>自身过流且电流大于过流保护定值小于速断定值过流方向向右且右侧开关过流状态信息不全或无法确认（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关过流状态信息不全或无法确认）—>开关自动分闸-->容错跳闸标志置位。
1.3、重合闸功能
1）正常条件下的重合闸功能
通信正常情况下，开关速断/过流保护跳闸后，开关不在合位—>无“闭锁重合闸”标志，无“残压脉冲”—>“重合次数”大于或等于1，“故障跳闸”标志置位—>延时时间到—>开关自动合闸；
2）后备保护动作后的重合闸功能
通信正常情况下，开关速断/过流后备保护跳闸后，开关不在合位—>无“闭锁重合闸”标志，无“残压脉冲”—>“重合次数”大于或等于1，“故障跳闸”标志置位—>延时时间到—>开关自动合闸。
1.4、得电重合功能
容错状态下的重合闸功能：
开关一侧有压-->开关不在合位—>“容错故障跳闸”标志置位，无“闭锁得电重合”标志，无“残压脉冲”—>延时时间到—>开关自动合闸。
1.5、重合成功短时闭锁保护功能
“重合闸”或者“得电重合”重合成功—>“闭锁保护标志”置位,出现故障电流（故障电流持续时间大于保护延时、小于保护延时+短时闭锁保护延时）-->保护不动作—>延时时间到—>“闭锁保护标志”清除。
1.6、合到故障后快速跳闸功能
开关合位—>“重合闸”或者“得电重合”重合后，检测到过流—>设定延时时间到—>开关自动分闸。
1.7、故障电流脉冲检测功能
自身过流，在一定时间内故障又消失，故障脉冲置位。
1.8、负荷开关故障隔离功能
1）正常状态下的故障隔离：
开关合位—>通信正常，“故障脉冲”标志置位-->与相邻开关通信，过流方向向右且右侧开关无组合故障电流流出（或者自身过流，过流方向向左且左侧开关无组合故障电流流出）-->自身失压失流—>开关自动分闸并闭锁-->“分闸闭锁”标志置位
2）容错状态下的故障隔离：
开关合位—>通信异常（无通信或仅一侧有通信），“故障脉冲”标志置位-->与相邻开关通信，过流方向向右且右侧开关过流状态信息不全或无法确认（或过流方向向左且左侧开关过流状态信息不全或无法确认）-->自身失压失流—>开关自动分闸-->“分闸不闭锁”标志置位
1.9、得电延时合闸功能
开关分位—>无“残压脉冲”，“分闸不闭锁”标志置位，无分闸闭锁标志，开关一侧有压—>延时时间到—>开关自动合闸。
1.10、合闸成功后短时闭锁分闸功能
开关在分位-->得电延时合闸-->在设定时限内没有检测到故障电流-->启动短时闭锁分闸标志（延时时间可设定）->延时时间到后-->清除“短时闭锁分闸”标志。
1.11、合到故障分闸闭锁功能
开关在分位-->得电延时合闸-->在设定时限内检测到故障电流-->再次检测到无压无流-->分闸闭锁。
1.12、联锁失电延时分闸闭锁功能
网络通信正常（异常）—>自身失压失流，收到相邻开关“保护故障跳闸”（或者“负荷开关故障跳闸”）标志—>延时时间到—>开关自动分闸并闭锁，置“分闸闭锁”标志位。
1.13、失电延时分闸不闭锁功能
一般用于紧邻电源的开关：
自身失压失流—>延时时间到—>开关自动分闸不闭锁。
1.14、残压脉冲分闸闭锁功能
开关分位，检测到残压脉冲—>“分闸不闭锁”标志转换为“分闸闭锁”标志。
1.15、单侧失压延时合闸功能
该功能要求即使不能确认相邻开关无故障，失压也会延时后转供：
开关分位—>开关一侧有压，无“闭锁转供”标志，通信不正常或通信正常相邻开关无故障跳闸标志—>延时时间到—>开关自动合闸。
1.16、检闭锁单侧失压延时合闸功能
该功能要求只有确认相邻开关无故障标志才有可能转供：
开关分位—>网络通信正常—>开关一侧有压，无“闭锁转供”标志，相邻开关无故障跳闸标志—>延时时间到—>开关自动合闸。
下面结合组网简化图，具体说明发生故障时，本发明的保护方法实施例：
图1是闭环模式运行的混合组网简化图。S1、S4为断路器，T2、T3为负荷开关；S1、T2、T3、S4系统正常运行时为合闸状态；从而构成闭环模式；一台终端（两组PT）包含通信模块、智能控制器和由智能控制器控制断路器或负荷开关，所述终端单元之间通过交换机交互彼此间信息。图1中给出了两个变电站，变电站出线断路器CB1、CB2整定1次重合闸功能。
实施例1，在通信正常时，紧邻变电站的所述终端单元与变电站间发生故障，即在图1中的故障点F1，保护动作如下：
A、变电站ES1中的出线断路器CB1检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能；
B、紧邻变电站ES1的所述终端单元中的智能控制器启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸。
在本发明中断路器与断路器之间的故障点，保护动作与本申请人另外申请的基于组网闭环模式运行的网络式保护方法的发明专利相同，本发明不再赘述。
实施例2，在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，即在图1中的故障点F2，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T2分闸；
D、位于故障点另一侧的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器S4合闸。
在本发明中故障点一侧断路器是指拖带故障点处负荷开关的断路器，故障点另一侧断路器是指拖带邻近故障点的负荷开关的断路器。故障点另一侧负荷开关是指故障点另外一侧的负荷开关。以下实施例相同。
实施例3，在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，即在图1中的故障点F3，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关T2的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T2分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关T3的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T3分闸；
E、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器S1合闸；
F、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器S4合闸。
实施例4，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，控制断路器的所述终端单元发生通信异常，即在图1中的故障点F2，断路器S1通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器S1的所述终端单元检测到故障电流，但收不到相邻终端单元的故障信息，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关T2的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T2分闸；
D、位于故障点处的控制断路器S1的所述终端单元启动得电重合功能和合到故障后快速跳闸功能，断路器S1先合闸后跳闸；
E、位于故障点另一侧的控制负荷开关T2的所述终端单元检测到残压脉冲，闭锁得电延时合闸功能；
F、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元启动得电重合功能，断路器S4合闸；
实施例5，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，其中位于故障点一侧的控制断路器的所述终端单元出现通信异常，即在图1中的故障点F3，断路器S1通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关T2的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T2分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关T3的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T3分闸；
E、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元启动得电重合功能，断路器S1合闸；
F、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元启动得电重合功能，断路器S4合闸。
实施例6，在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，，该负荷开关机械异常不动作，即在图1中的故障点F2，负荷开关T2拒动，保护动作如下：
A、位于故障点的控制断路器S1的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关T2的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，负荷开关T2拒动；
D、与步骤C中负荷开关T2相邻的控制负荷开关T3的所述终端单元收到拒动信号后，启动负荷开关故障隔离功能，负荷开关T3分闸；
E、位于故障点的控制断路器S1的所述终端单元收到故障点处所述终端单元的负荷开关T2拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器S4合闸。
实施例7，在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，位于故障点处的所述终端单元中的负荷开关机械异常不动作时，即在图1中的故障点F3，负荷开关T2拒动，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S1跳闸；
B、位于故障点另一侧的控制断路器S4的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器S4跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关T2的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，该负荷开关T2拒动；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关T3的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关T3分闸；
E、位于故障点一侧的控制断路器S1的所述终端单元收到故障点处所述终端单元的负荷开关T2拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点另一侧控制断路器S4的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器S4合闸。
图2是本发明提供的另一种闭环模式运行的组网简化图。T1、T2、T3、T4为负荷开关；系统正常运行时为合闸状态。一台终端单元（两组PT）包含通信模块、智能控制器和由智能控制器控制的一台负荷开关，通过交换机交互彼此间信息；变电站出线断路器CB1、CB2整定2次重合闸功能。该种组网属于混合组网中的一种特例，但其保护动作原理与上述实施例相同。例如，通信正常时，故障点F1处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T1所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
D、变电站中的出线断路器CB1感受到故障电流后，速断保护动作；
E、变电站中的出线断路器CB1重合闸动作；合闸；
F、变电站中的出线断路器CB1感受到故障电流后，速断保护动作。
通信正常时，故障点F2处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T1、T2所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1、T2分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸。
通信正常时，故障点F3处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T2、T3所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T2、T3分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
通信正常时，故障点F4处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T3、T4所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T3、T4分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸。
负荷开关T1所在的终端单元通信异常时，故障点F2处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T1、T2所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1、T2分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
D、负荷开关T1、T2所在的终端单元中的智能控制器启动得电延时合闸功能；负荷开关T1、T2合闸；
E、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
F、负荷开关T1、T2所在的终端单元中的智能控制器启动合到故障后分闸闭锁功能；负荷开关T1、T2分闸；
G、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作。
负荷开关T1所在的终端单元通信异常时，故障点F3处发生故障，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T1、T2、T3所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1、T2、T3分闸；
C、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
D、负荷开关T1所在的终端单元中的智能控制器启动得电延时合闸功能；负荷开关T1合闸；
通信正常时，故障点F2处发生故障，负荷开关T2拒动，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T1所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1分闸；
C、负荷开关T2所在的终端单元中的智能控制器启动“故障电流脉冲检测”功能和“负荷开关故障隔离”功能；发分闸命令；但是由于机械异常，负荷开关T2拒动；
D、负荷开关T3所在的终端单元中的智能控制器收到负荷开关T2的开关拒动信号后，启动负荷开关故障隔离功能；负荷开关T3分闸；
E、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
通信正常时，故障点F3处发生故障，负荷开关T2拒动，保护动作过程如下：
A、变电站中的出线断路器CB1、CB2感受到故障电流后，速断保护动作；
B、负荷开关T3所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；负荷开关T3分闸；
C、负荷开关T2所在的终端单元中的智能控制器启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能；发分闸命令；但是由于机械异常，负荷开关T2拒动；
D、负荷开关T1所在的终端单元中的智能控制器收到负荷开关T2的开关拒动信号后，启动负荷开关故障隔离功能；负荷开关T1分闸；
E、变电站中的出线断路器CB1、CB2重合闸动作；合闸；
在本发明给出的上述实施中，每个步骤根据设定的整定次数会重复多次，其中的某些步骤是同步进行，也有一些步骤的先后顺序可以互换。动作顺序依照电源的供电或得电而定。在本发明给出的上述实施例中启动相关功能的均是终端单元中的智能控制器，而分闸、跳闸或合闸的均是断路器。
通过上述实施例可以清楚的得知本发明不仅适用于正常状态下的保护，而且还能实现针对通信故障和机械异常时的保护。灵活快速的定位隔离电力网络中各类情形下的故障。

Claims (9)

1.基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，用于闭环模式运行的断路器和负荷开关混合组网系统，所述组网系统包括多个变电站和所述变电站连接的终端单元，其特征在于：每个所述终端单元包括智能控制器和通信模块，每个所述智能控制器控制断路器或负荷开关，每个所述终端单元仅与紧邻所述终端单元通信，每个所述终端单元中的智能控制器收集本终端单元和相邻终端单元中的断路器或负荷开关的故障电流、故障电流方向、故障电流关联方向、状态和故障后信息；
对于控制所述断路器的终端单元，所述终端单元检测到故障电流且在故障电流方向指向的一侧没有故障电流流出，该所述终端单元启动速断保护功能或过流保护功能，跳闸；否则所述终端单元只作为后备保护；
对于控制所述负荷开关的终端单元，负荷开关自身过流，在很短时间内故障电流又消失时，与相邻的所述终端单元通信，故障电流方向指向的那侧没有故障电流流出；该负荷开关失压失流，启动分闸，否则不动作；此过程中的很短时间为上级断路器切除故障的时间。
2.如权利要求1所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：每个所述终端单元具有下列功能中的全部或几种：速断保护功能、过流保护功能、重合闸功能、得电重合功能、重合成功短时闭锁保护功能、合到故障后快速跳闸功能、故障电流脉冲检测功能、负荷开关故障隔离功能、得电延时合闸功能、合闸成功后短时闭锁分闸功能、合到故障后分闸闭锁功能、联锁失电延时分闸闭锁功能、失电延时分闸不闭锁功能、残压脉冲分闸闭锁功能、单侧失压延时合闸功能、检闭锁单侧失压延时合闸功能。
3.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：在通信正常时，紧邻变电站的所述终端单元中的断路器与变电站间发生故障，保护动作如下：
A、变电站中的出线断路器检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能；
B、紧邻变电站的所述终端单元中的智能控制器启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸。
4.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
5.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
6.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，控制断路器的所述终端单元发生通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，但收不到相邻终端单元的故障信息，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点处的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能和合到故障后快速跳闸功能，断路器先合闸后跳闸；
E、位于故障点的另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元检测到残压脉冲，闭锁得电延时合闸功能。
7.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，其中位于故障点一侧控制断路器的所述终端单元出现通信异常，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
D、位于故障点另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸；
F、位于故障点另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动得电重合功能，断路器合闸。
8.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：在通信正常时，故障点位于两个所述终端单元之间，其中一个所述终端单元控制的是断路器；另一个所述终端单元控制的是负荷开关，该负荷开关机械异常不动作，保护动作如下：
A、位于故障点的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点处另一侧、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，负荷开关拒动；
D、与步骤C中负荷开关相邻的控制负荷开关的所述终端单元收到拒动信号后，启动负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点的控制断路器的所述终端单元收到故障点处所述终端单元的负荷开关拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点处另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
9.如权利要求2所述的基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法，其特征在于：在通信正常时，故障点位于两个控制所述负荷开关的所述终端单元之间，位于故障点处的所述终端单元中的负荷开关机械异常不动作时，保护动作如下：
A、位于故障点一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
B、位于故障点处另一侧的、离控制负荷开关的所述终端单元最近的控制断路器的所述终端单元检测到故障电流后，启动速断保护功能或过流保护功能，断路器跳闸；
C、位于故障点处的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，发出分闸命令，由于机械异常，该负荷开关拒动；
D、位于故障点处另一侧的控制负荷开关的所述终端单元启动故障电流脉冲检测功能和负荷开关故障隔离功能，负荷开关分闸；
E、位于故障点一侧的、紧邻控制负荷开关的所述终端单元的控制断路器的所述终端单元接收到相邻负荷开关拒动信号后，闭锁重合闸功能；
F、位于故障点另一侧控制断路器的所述终端单元启动重合闸功能和重合成功短时闭锁保护功能，断路器合闸。
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