CN103872688A - 双环网四电源结构馈线自动保护方法 - Google Patents

Abstract

一种双环网四电源结构馈线自动保护方法，该方法基于双环网四电源结构实现，当双环网四电源结构发生线路单一故障时，馈线继电保护装置控制开关站出线断路器断开，实现断电，然后配电自动化终端交换运行信息，断开故障区域两端的负荷开关，进行故障隔离，最后由配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关闭合，实现无故障区的供电。本发明供电可靠性高，运行方式灵活，通过控制环间联络开关可以平衡负荷，适用于核心区建设开发用地，重要用户供电以及负荷密度高、可靠性要求高的区域。

Description

双环网四电源结构馈线自动保护方法

技术领域

本发明涉及一种双环网四电源结构馈线自动保护方法。

背景技术

上海市是我国第一大城市，四个中央直辖市之一，是我国经济、金融、贸易和航运中心。2012年，上海市GCP达到2.01万亿人民币，全世界排名11位。人均GCP及人均可支配收入均居全国各省区及直辖市首位。上海目前正处于“产业转型”的发展关键时期，着力打造“四个中心”—国际经济中心、国际金融中心、国际贸易中心、国际航运中心，这就对全市供电能力水平提出了更高的要求。

上海市浦东新区全区面积1210.41平方公里，自1990年代党中央、国务院决定“浦东大开发”以来历经20余年发展，已建成金桥、张江国家级开发区、外高桥保税区、陆家嘴金融贸易区等重点区域。2013年7月3日，“中国（上海）自由贸易试验区”获批，落户浦东新区沿海28平方公里，标志着上海发展的新起点。作为全市最大、最具活力的区县，浦东新区在包括经济发展、产业转型等诸多方面引领全市。

浦东核心区配电网的建设范围为浦东黄浦江沿江核心区，西至黄浦江，北至黄浦江，东至浦东南路，南至耀华路，占地约10平方公里。该核心地区用电负荷的快速增长和配网线路的自然延伸，不可避免造成了界线模糊、线路交叉、迂回供电等问题，影响供电可靠性和线损精益化。

浦东核心区的历史供电可靠率在国内虽然处于较高水平，但相较代表世界一流水平的新加坡、东京、香港、巴黎等国际先进城市，差距较大。2013年，国家电网公司颁布了《配电网规划设计技术导则》，提出将大型城市核心区域定义为A+区域，与世界一流水平接轨，实现供电可靠率高于99.999%的发展目标。因此，无论是国际大都市核心城区的供电服务水平，还是国家电网公司技术导则提出的发展目标，都对浦东核心区提出了更高的供电可靠性要求。

在10kV中压配电网网架结构方面，核心区相较国网公司、上海公司相关导则，属于不规范、非典型的现象主要有三种：

1、架空线分段容量偏大，联络偏少；

2、按照旧标准建设的III型配电站不符合当前技术原则；

3、架空线存在非典型接线。

而通过对比国际先进大都市配电网结构，如东京、新加坡、香港、巴黎等，总结出核心区当前网架存在的不足包括：

1、部分变电站间隔合用率较高；

2、开关站上级电源均来自同一变电站的不同母线，属于二级双电源；

3、大部分环网上级电源来自同一变电站（开关站）的不同母线，属于二级双电源；

4、开关站总体数量偏少，10kV间隔紧张；

5、存在大环网套小环网结构，对配电自动化部署带来技术难度；

6、网架横向联络薄弱，网架负荷转移能力有限。

为解决上述配电网网架方面存在问题，核心区需强化配网网架结构，优化接线方式，降低线路平均负载率，增强负荷转供能力，研究制定规范化的配网接线模式，并按照统一标准、高品质施工建设。

发明内容

本发明提供一种双环网四电源结构馈线自动保护方法，供电可靠性高，运行方式灵活，通过控制环间联络开关可以平衡负荷。

为了达到上述目的，本发明提供一种双环网四电源结构馈线自动保护方法，该方法基于双环网四电源结构实现，该配电网架接线结构包含两个开关站，以及串联在两个开关站之间的两条配电环网结构，每条配电环网结构包含若干串联在开关站的出线之间的环网柜，两条配电环网结构内对应的环网柜之间设置联络线，联络线上设置环间联络开关，每条配电环网结构内的其中一个环网柜内，设置环内联络开关；

当双环网四电源结构发生线路单一故障时，所述的双环网四电源结构馈线自动保护方法包含以下步骤：

步骤1、馈线继电保护装置控制开关站出线断路器断开，实现断电；

步骤2、配电自动化终端交换运行信息，断开故障区域两端的开关，进行故障隔离； 

步骤3、由配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关闭合，实现无故障区的供电。

所述的步骤3中，根据不同的故障情况，配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和环内联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和环间联络开关同时闭合。

本发明供电可靠性高，运行方式灵活，通过控制环间联络开关可以平衡负荷，适用于核心区建设开发用地，重要用户供电以及负荷密度高、可靠性要求高的区域。

附图说明

图1是本发明的电路结构框图。

图2是开关站的示意图。

图3～图5是本发明在故障情况下的馈线自动保护示意图。

图6～图9是本发明在检修状态下在故障情况下的馈线自动保护示意图。

图10是本发明的流程图。

具体实施方式

以下根据图1～图10，具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供一种配电网架接线结构，为双环网四电源结构，该配电网架接线结构包含两个开关站（开关站1和开关站2），以及串联在两个开关站之间的两条配电环网结构，每条配电环网结构包含若干串联在开关站的出线之间的环网柜102，每条配电环网结构内包含的环网柜102数量一致，两条配电环网结构内对应的环网柜102之间设置联络线，联络线上设置环间联络开关101，该环间联络开关为常开开关，所述的每条配电环网结构内的其中一个环网柜内，设置环内联络开关103，该环内联络开关103为常开开关。

如图2所示，开关站包含通过分段开关13连接的第一段母线11和第二段母线12，第一段母线11连接进线JX1和若干出线LL1，出线上设置断路器14，第二段母线12连接进线JX2和若干出线LL2，出线上设置断路器15。

每个环网柜上都设置配电自动化终端，控制环网柜中的开关动作，每个开关站的出线上都设置一个馈线继电保护装置，其连接所述的配电自动化终端和环间联络开关，控制整个配电网架接线结构的动作。

如图3所示，是本发明的配电网架接线结构的具体实施例电路结构图，该配电网架接线结构为双环网四电源结构，开关站1和开关站2之间连接两条配电环网结构，每条配电环网结构内都串联四个环网柜102，第一条配电环网结构连接开关站1的出线和开关站2的出线，开关站1的出线上设置断路器QF1，开关站2的出线上设置断路器QF3，该第一条配电环网结构在其中一个环网柜上设置环内联络开关QS6，该环内联络开关QS6为常开开关，作为该第一条配电环网结构的断开点，第二条配电环网结构连接开关站1的出线和开关站2的出线，开关站1的出线上设置断路器QF2，开关站2的出线上设置断路器QF4，该第一条配电环网结构在其中一个环网柜上设置环内联络开关QS14，该环内联络开关QS14为常开开关，作为该第二条配电环网结构的断开点，由此，该配电网架接线结构中，开关站1的供电区域经过三条线路和三个环网柜，开关站2的供电区域经过两条线路和一个环网柜。每条配电环网结构内对应的环网柜之间都设置环间联络开关，分别为环间联络开关QS17、环间联络开关QS18、环间联络开关QS19和环间联络开关QS20。

在配电网架接线结构中发生故障时，本发明可以实现故障隔离并恢复供电，基于本发明提供的配电网架接线结构实现的双环网四电源结构馈线自动保护方法可以实现如下两种情况下的馈电保护：

1、线路单一故障

在正常运行状态下，若发生线路单一故障，以QS2-QS3之间线路故障为例，其馈线自动保护方法如下：开关站1出口断路器的继电保护起动，开关QF1瞬时跳闸，开关站1的供电区域经过的三条线路和三个环网柜均失电，如图3所示。

此时第一条配电环网结构的配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QS2-QS3区段线路，并断开QS2开关与QS3开关，完成了故障线路的隔离，此时状态如图4所示。

当故障线路隔离成功后，停电的非故障区段开始恢复供电。开关站1的出口断路器QF1重合，实现故障线路上游的非故障区段QS1母线所带负荷的供电恢复；

环内联络开关QS6闭合，实现了故障线路下游的非故障区段QS4、QS5母线所带负荷的供电恢复，如图5所示。

2、两路开关站进线失电

以第一条配电环网结构为例，其初始运行方式如图6所示，开关站1出线段QF1-QS1处于线路检修状态，环内联络开关QS6闭合，开关站2的供电区域经过四条线路和四个环网柜，所有四个环间联络开关为断开位置。

在上述开关站1出线段QF1-QS1线路检修状态下，若发生开关站2的另一路出线段QF3-QS8线路故障，其馈线自动保护方法如下：开关站2出口断路器QF3保护启动， QF3瞬时跳闸，开关站3的供电区域经过的四条线路和四个环网柜均失电，如图7所示。

此时第一条配电环网结构的配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QF3-QS8区段线路，并断开QS8开关，完成了故障线路隔离，此时状态如图8所示。

当故障线路隔离成功后，需要对停电的非故障区段恢复供电，但由于开关站1、开关站2与第一条配电环网结构相连的出线段分别处于检修和故障状态，因此需要通过环间联络开关恢复对非故障区段的供电。此时对非故障区段的恢复供电方法不唯一，以负荷平均分配为目标，恢复方案为：断开开关QS2，闭合环间联络开关QS17，闭合环间联络开关QS20，实现了非故障区段QS2-QS3、QS4-QS5、QS6-QS7的供电恢复。

新运行方式下，左侧第一个环网柜内的失电负荷通过环间联络开关QS17供电，第二至第四个环网柜内的失电负荷通过环间联络开关QS20供电，如图9所示。

如图10所示，双环网四电源结构的配电网，当任何一个环网发生单一线路故障时，由开关站出线断路器断开，实现故障切除，由配电自动化终端交换运行信息，断开故障区两端的负荷开关，完成故障隔离，由配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关闭合，实现无故障区的供电。

当发生多线路故障时，由配电主站的值班员根据主站系统的提示，人工遥控实现无故障区的恢复供电。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种双环网四电源结构馈线自动保护方法，其特征在于，该方法基于双环网四电源结构实现，该配电网架接线结构包含两个开关站，以及串联在两个开关站之间的两条配电环网结构，每条配电环网结构包含若干串联在开关站的出线之间的环网柜，两条配电环网结构内对应的环网柜之间设置联络线，联络线上设置环间联络开关，每条配电环网结构内的其中一个环网柜内，设置环内联络开关；

当双环网四电源结构发生线路单一故障时，所述的双环网四电源结构馈线自动保护方法包含以下步骤：

步骤1、馈线继电保护装置控制开关站出线断路器断开，实现断电；

步骤2、配电自动化终端交换运行信息，断开故障区域两端的开关，进行故障隔离； 

步骤3、由配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关闭合，实现无故障区的供电。

2.如权利要求1所述的双环网四电源结构馈线自动保护方法，其特征在于，所述的步骤3中，根据不同的故障情况，配电自动化终端控制电源进线断路器、环内联络开关和环间联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和环内联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和环间联络开关同时闭合。

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