CN104009473B - 一种配电网络系统的自愈方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提出一种配电网络系统的自愈方法，它包括以下步骤：S1、在配电网中的开关柜上检测每个线路电缆接地线的电流值、开关柜的进线相电流值以及出线相电流值；S2、若电缆接地线的电流值超过设定值，则将与该线路相连的开关分闸；S3、若开关柜的进线相电流大于所有出线相电流之和，则控制本柜的两个环线开关分闸，如果环线开关为联络开关，则控制联络开关锁死，如果环线开关出现故障，拒绝分闸，则控制与之相邻的环线开关分闸；S4、检测联络开关两端是否失压，如果失压，则在设定时间内合闸。采用上述方法直接在故障源所在地就自动完成故障隔离和非故障区供电的动作，成本低，投资省，故障处理快。

Description

一种配电网络系统的自愈方法

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体讲是一种配电网络系统的自愈方法。

背景技术

随着配电网络技术的发展，城市配电网电缆化以及多回路供电成为未来发展的趋势，而如何提高城市配电网的可靠性，快速确定故障区域、快速隔离故障以及恢复非故障区域的供电，实现配电网的自动化调度成为配电网安全经济运行的主要课题。

配电网络系统的自愈就是指，在配电网中自动隔离故障及自动恢复非故障区的供电，也就是指配电网络系统的自动化，现有技术中的配电网络系统自动化一般分为两类，第一种是主站型，主站通过各种通信方式收集配电网络中的所有现场设备的信息，根据信息，判断故障位置，然后自动或者通过人工进行故障隔离、恢复非故障区供电，这种方法的缺点是配电网中的设备都需要和主站进行通讯上传设备的实时信息，主站需要接收配电网中的大量信息，并进行信息的分析处理，需要依赖强大的通信系统及主站的计算能力，而且由于需要确保通信的及时性和可靠性，因此需要采用光纤通信，而且对主站的信息处理设备要求高，整体的投资较大，而且如果通信出现故障，则会对整体调控造成较大的影响；第二种是重合器型，这种方法是在线路上的带有重合闸功能开关进行多次重合闸来确定故障区域，并进行故障隔离以及非故障区的恢复供电，它的缺点是多次重合闸容易对线路和设备造成损害，而且隔离及恢复时间较长，而且恢复后，无法再次依据原有的整定进行保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服了现有技术的缺陷，提供了一种投资较低、故障处理快而且可靠性较高的配电网络系统的自愈方法。

为解决上述技术问题，本发明提出一种配电网络系统的自愈方法，它包括以下步骤：

S1、在配电网中的开关柜上检测每个线路电缆接地线的电流值、开关柜的进线相电流值以及出线相电流值；

S2、若电缆接地线的电流值超过设定值，则表示该线路出现接地故障，则将与该线路相连的开关分闸，如果与该线路相连的开关为联络开关，则控制联络开关锁死；

S3、比较开关柜的进线相电流和出线相电流，若开关柜的进线相电流大于所有出线相电流之和，判定该开关柜出现故障，则控制本柜的两个环线开关分闸，如果环线开关为联络开关，则控制联络开关锁死，如果环线开关出现故障，拒绝分闸，则控制与之相邻的环线开关分闸；

S4、如果开关柜中的环线开关为联络开关，则检测联络开关两端是否失压，如果失压，则在设定时间内合闸。

采用上述方法后，本发明具有以下优点：采用本发明方法可以在开关柜中的智能终端上实现，不需要将数据上报总站就可以自动完成故障检测、故障区的隔离，非故障区的恢复供电等步骤，因此不需要庞大的通信系统，也不需要总站具有强大的数据处理能力，也不需要重合器重合闸，而是直接在故障源所在地就自动完成故障隔离和非故障区供电的动作，成本低，投资省，故障处理快，可靠性高。

所述步骤S3中控制与之相邻的环线开关分闸采用以下方法，通过继电器在本开关柜中对相邻环线开关连接的电缆的接地线上施加一个电信号，则相邻环线开关中检测到电缆接地线上的电流值超过设定值，就控制该相邻环线开关分闸。采用这种方法可以在电缆接地线上连接一个电容，通过控制继电器使电容对电缆接地线进行放电，这样相邻环线开关上就检测到电缆接地线上的电流超过设定值，就控制该相邻环线开关分闸，采用这种方法，简单方便，而且不需要开关柜之间进行通信，成本较低。

所述步骤S3中控制与之相邻的环线开关分闸采用以下方法，通过点对点通信的方式发送给相邻环线开关所在的开关柜一个控制信号，控制该环线开关分闸。采用这种方式，只需要相邻开关柜之间设置点对点通信的方式，可以采用布线的方式，通过点对点通信控制相邻环线开关分闸，成本也较低。

所述检测电缆接地线的电流值，通过采集安装在每个电缆屏蔽层首端的零序电流互感器的数据获取。采用这种方法利用现有的零序电流互感器就可以检测电缆接地线电流值，简单、方便。

所述的联络开关是指环线开关中，开关的两端有电而开关为分闸状态的开关，联络开关检测开关两端是否失压是通过检测两端的电压互感器的数据是否为零而确定的。

作为优选，它还包括以下步骤：

S5，联络开关合闸之后，开关柜将故障信息、开关状态等信息通过通信系统上报总站。

采用这个步骤，是指在故障处理完成之后，即配电网络系统完成故障的自动隔离以及非故障区的自动恢复供电等自愈动作之后，再将故障信息、开关状态等信息上报总站进行数据备份，这样通信系统就不需要数据传输的及时性，对通信系统的要求就会低许多。

附图说明

图1为环网配电网络系统中的环网开关柜的结构示意图；

图2为环网线路的配电网络系统的示意图；

图3为线路出现短路故障的配电网络系统自愈示意图；

图4为环网柜出现故障的配电网络系统自愈示意图；

图5为环网柜出现故障且开关拒分闸时的配电网络系统自愈示意图；

图6为环网柜出线开关故障时的配电网络系统自愈示意图；

如图所示：1、环进开关，2、出线开关，3、环出开关，4、联络开关，5、第一电源，6、第二电源，7、第一分段器，8、第二分段器，9、第一环网柜，10、第二环网柜，11、第三环网柜，12、第四环网柜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1所示为环网线路配电网络系统中所采用的开关柜的示意图，包括一个环进开关1、一个环出开关3，以及多个出线开关2，环网线路中所采用的开关柜一般被称为环网柜。环网柜的进线相电流是指环进开关1的进线相电流，出线相电流是包括环出开关3以及多个出线开关2的出线相电流。图2为环网线路的配电网络系统的示意图，目前的城市配电网络基本都采用环网线路配电的形式，图2中有两个电源第一电源5、第二电源6，第一电源5通过第一分段器7连接第一环网柜9和第二环网柜10，第二电源6通过第二分段器7连接第三环网柜11和第四环网柜12，第三环网柜11的环进开关设为联络开关4，联络开关4常态为分闸状态。

本发明中的控制方法采用安装在开关柜中的智能终端来实现，所述智能终端包括采集模块、存储模块、通信模块、电源模块、控制模块及中央处理器组成，现有技术中存在这种安装在开关柜中的智能终端，故不在此详述，本发明可以利用现有的智能终端，通过不同的方法来实现配电网络系统的自愈。

实施例1：如图3所示，如果A处发生故障，线路A两端的环网柜，第一环网柜和第二环网柜的智能终端上检测到电缆接地线上有电流且超过设定值，则控制与A线路连接的两个开关：第一环网柜的出线开关和第二环网柜的进线开关分闸，故障线路自动隔离，分闸后，联络开关检测到左边无电压，那么在等待设定时间之后合闸，则第二环网柜所连接的非故障区恢复供电。线路中两个环网柜之间连接的电缆接地线其中的一端连接一电压保持器，可以防止雷电等其他因素采集模块采集到的电流过高或击穿，保证了采集信号的准确性。

实施例2：如图4所示，如果B处发生故障，即第二环网柜的环进开关B处发生故障，智能终端检测到环网柜的进线电流大于所有出线电流，那么判断第二环网柜出现故障，将第二环网柜的环进开关和环出开关均分闸，那么第二环网柜隔离，联络开关检测到左边无电压，那么在等待设定时间之后合闸。

实施例3：如图5所示，如果B处发生故障，即第二环网柜的环进开关B处发生故障，智能终端检测到环网柜的进线电流大于所有出线电流，那么判断第二环网柜出现故障，将第二环网柜的环进开关和环出开关均分闸，但是环进开关B故障拒绝分闸，那么智能终端就控制继电器给进线接地电缆一个电信号，本实施例中进线电缆接地线通过开关接一放电电容，所述开关由继电器控制，智能终端通过继电器闭合该开关，则电容放电，接地电缆中有电流流过，则与第二环网柜的环进开关相邻的第一环网柜的环出开关就检测到电缆接地线中的电流超过设定值，那么就自动控制第一环网柜的环出开关分闸。

本实施例中还有一种方式就是通过点对点通信的方式，第二环网柜的智能终端向第一环网柜的智能终端发送信号，控制第一环网柜的环出开关分闸，联络开关检测到左边无电压，那么在等待设定时间之后合闸。

实施例4，如图6所示，如果C处出现故障，即第二环网柜的出线开关发生故障，智能终端检测到环网柜的进线电流大于所有出线电流，那么判断第二环网柜出现故障，将第二环网柜的环进开关和环出开关均分闸，联络开关检测到左边无电压，那么在等待设定时间之后合闸。

联络开关合闸之后，配电网络系统完成自愈，开关柜将故障信息、开关状态等信息通过通信系统上报总站。

Claims (6)

1.一种配电网络系统的自愈方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、在配电网中的开关柜上检测每个线路电缆接地线的电流值、开关柜的进线相电流值以及出线相电流值；

S2、若电缆接地线的电流值超过设定值，则表示该线路出现接地故障，则将与该线路相连的开关分闸，如果与该线路相连的开关为联络开关，则控制联络开关锁死；

S3、比较开关柜的进线相电流和出线相电流，若开关柜的进线相电流大于所有出线相电流之和，判定该开关柜出现故障，则控制本柜的两个环线开关分闸，如果环线开关为联络开关，则控制联络开关锁死，如果环线开关出现故障，拒绝分闸，则控制与之相邻的环线开关分闸；

S4、如果开关柜中的环线开关为联络开关，则检测联络开关两端是否失压，如果失压，则在设定时间内合闸。

2.根据权利要求1所述的配电网络系统的自愈方法，其特征在于：所述步骤S3中控制与之相邻的环线开关分闸采用以下方法，通过继电器在本开关柜中对相邻环线开关连接的电缆的接地线上施加一个电信号，则相邻环线开关中检测到该线路电缆接地线上的电流值超过设定值，就控制该相邻环线开关分闸。

3.根据权利要求1所述的配电网络系统的自愈方法，其特征在于：所述步骤S3中控制与之相邻的环线开关分闸采用以下方法，通过点对点通信的方式发送给相邻环线开关所在的开关柜一个控制信号，控制该环线开关分闸。

4.根据权利要求1或2或3所述的配电网络系统的自愈方法，其特征在于：所述检测电缆接地线的电流值，通过采集安装在每个电缆屏蔽层首端的零序电流互感器的数据获取。

5.根据权利要求1或2或3所述的配电网络系统的自愈方法，其特征在于：所述的联络开关是指环线开关中，开关的两端有电而开关为分闸状态的开关，联络开关检测开关两端是否失压是通过检测两端的电压互感器的数据是否为零而确定的。

6.根据权利要求1或2或3所述的配电网络系统的自愈方法，其特征在于：它还包括以下步骤：

S5，合闸之后，开关柜将故障信息、开关状态信息通过通信系统上报总站。