CN104767182B - 一种架空线路型配电网故障处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空线路型配电网故障处理方法，在馈线主干线上安装有分段开关，分段开关下侧安装有智能FTU对分段开关进行监测和控制，各分段开关上安装的智能FTU之间通过GRPS的通信方式完成信息传递；在故障发生后，馈线主干线上首个分段开关通过一次重合闸排除瞬时性故障；如果出现永久性故障，在首个分段开关二次重合前，智能FTU相互通信，然后依照逻辑保护策略，对故障进行隔离，并通过联络开关动作，进行配电网线路的重构，完成负荷的转供，实现恢复非故障区域供电。本发明无需FA主站，基于P2P原理，智能FTU终端之间通过GPRS通信方式进行相互配合即可准确隔离故障，恢复非故障区供电，可靠性高，具有较高的灵活性与适应性。

Description

一种架空线路型配电网故障处理方法

技术领域

本发明属于非核心区域配电网馈线协调保护技术。

背景技术

随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。配电网馈线保护广泛采用电流保护，采用时间配合的方式实现全线路的保护。电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时，将整条线路切掉，缺乏选择性，并不考虑对非故障区域的恢复供电，不利于提高供电可靠性。

随着配电自动化技术的发展及实践，在我国乡镇电网采用低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性。相对于传统的电流保护有较大的优势，重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式，但是故障隔离的时间较长，多次重合对相关的负荷有一定影响。当前，随着配电自动化的实施，馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。

这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现恢复供电。但是要实现配电自动化，配电网通信是核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信，然而建立在光纤通信基础上的馈线保护，投资成本大，建设周期长，并不适合乡镇郊区等分核心区域的配电网馈线保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种架空线路型配电网故障处理方法，适应性强、成本低、可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种架空线路型配电网故障处理方法，在馈线主干线上安装有分段开关，其中首个分段开关为带重合器功能的断路器，末端第二个分段开关为联络开关，其余为负荷开关；所述分段开关下侧安装有智能FTU对分段开关进行监测和控制，各分段开关上安装的智能FTU之间通过GRPS的通信方式完成信息传递；在故障发生后，馈线主干线上首个分段开关通过一次重合闸排除瞬时性故障；如果出现永久性故障，在首个分段开关二次重合前，智能FTU相互通信，然后依照逻辑保护策略，对故障进行隔离，并通过联络开关动作，进行配电网线路的重构，完成负荷的转供，实现恢复非故障区域供电。

进一步的，逻辑保护策略执行过程如下：

(1)如果发生的故障为永久性故障，首个分段开关重合闸后，检测到故障依然存在，则加速再次跳开；

(2)故障发生后，故障点上级的所有分段开关所属的智能FTU均能检测到故障电流，这些分段开关的智能FTU以P2P的方式向重合器所属的智能FTU发送故障信息，重合器所属的智能FTU收到下级智能FTU发送的信息后，进行处理分析，并根据各FTU的网络拓扑编号判断出故障区域；

(3)重合器所属的智能FTU根据故障信息的处理结果，根据网络编号，给故障点就近的上、下级的两个分段开关分别发送分闸命令，两个分段开关收到命令后，执行分闸操作，隔离故障区域；

(4)故障区域隔离后，重合器所属的智能FTU向本馈线路末端的联络开关发送重构指令，联络开关收到命令后，执行合闸操作，进行配电网线路的重构，完成部分负荷的转供，实现恢复非故障区域供电。

本发明无需FA主站，基于P2P原理，智能FTU终端之间通过GPRS通信方式进行相互配合即可准确隔离故障，恢复非故障区供电；可靠性高，通讯中断的情况下，能按照电压时间型方式完成整个操作,不完全依赖于通讯；适用于以负荷开关作为分段开关的郊区的架空型线路，且分段开关只需负荷开关即可，配合首个分段开关为带重合器的断路器，形成分布式架构FA系统，具有较高的灵活性与适应性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是智能分布式FA系统架构图；

图2是智能分布式FA保护逻辑原理图。

具体实施方式

参见附图1，在架空型线路上的分段开关下侧安装智能FTU对分段开关进行监测和控制，采集并存储馈线的量测数据以及开关状态信息。智能FTU基于P2P原理进行FTU之间的信息传递，在部署前置机的基础上，通过GRPS的通信方式完成FTU之间的信号传递，辅助完成故障判断提供和保护逻辑配合。

智能分布式FA系统包括了分段开关与智能FTU的组合，在馈线主干线上选择多个分段开关作为智能FTU的监测点，首个分段开关为带重合器功能的断路器，末端的为联络开关，其余为负荷开关。每个分段开关的下侧安装智能FTU对开关进行监测，根据网络拓扑对智能FTU进行编号，首个重合器所属的FTU为1号，第二分段开关所属的FTU为2号，……，以此类推。

结合附图2，对智能分布式FA的保护逻辑原理进行说明。故障发生后，馈线首个分段开关先于出口保护动作，通过一次重合闸排除瞬时性故障；出现永久性故障，在首个分段开关二次重合前，智能FTU通过相互配合逻辑保护策略,实现故障的精准隔离。并通过联络开关动作，进行配电网线路的重构，完成负荷的转供，实现恢复非故障区域供电。发生故障时的保护逻辑和处理过程具体如下：

(1)参见附图2，子图1)为正常运行状态下的原理说明图；结合子图2)、3)，当子图中K处位置发生故障时，故障点K上级的馈线首个分段开关(重合器)和第二个分段开关(负荷开关)所属的智能FTU均能检测到故障电流，子图中用“！”标出；

(2)检测到故障后，结合子图4)所示，馈线出口断路器为延时速断，首个分段开关为瞬时速断，先于出口保护动作，重合器进行保护跳闸，切断故障线路；

(3)若故障为瞬时性故障，结合子图5)所示，重合器跳闸后进行一次重合操作恢复线路供电。

(4)如果K点发生的故障为永久性故障，结合子图6)所示，首端重合器重合闸后，检测到K点故障依然存在，则加速再次跳开。

(5)永久性故障发生后，故障点上级的所有分段开关所属的智能FTU均能检测到故障电流，如子图7)所示，第二个分段开关(负荷开关)所属的智能FTU以P2P的方式向第一个分段开关(重合器)所属的FTU发送已检测到故障信息的信号，重合器所属的FTU收到信号后，进行处理分析，并根据各FTU的网络拓扑编号判断出故障区域是在第二个分段开关与第三个分段开关之间；重合器所属的FTU根据故障信息的处理结果，给故障点K就近的第二个分段开关与第三个分段开关分别发送分闸命令，两个分段开关收到命令后，执行分闸操作，隔离故障区域。

(6)结合子图8)所示，故障区域隔离后，重合器再次进行重合操作，恢复第二个分段开关上级的线路供电。

(7)重合器重合完成后，如子图9)所示重合器所属的FTU向本馈线路末端的联络开关发送重构指令，联络开关收到命令后，执行合闸操作，进行配电网线路的重构，完成部分负荷的转供，实现恢复非故障区域供电，到此为止，整个故障处理过程结束。

Claims (1)

1.一种架空线路型配电网故障处理方法，其特征在于：在馈线主干线上安装有分段开关，其中首个分段开关为带重合器功能的断路器，末端第二个分段开关为联络开关，其余为负荷开关；所述分段开关下侧安装有智能FTU对分段开关进行监测和控制，各分段开关上安装的智能FTU之间通过GRPS的通信方式完成信息传递；在故障发生后，检测到故障，馈线出口断路器为延时速断，首个分段开关为瞬时速断，先于出口保护动作，重合器进行保护跳闸，切断故障线路，若故障为瞬时性故障，馈线主干线上首个分段开关通过一次重合闸排除瞬时性故障；如果出现永久性故障，在首个分段开关二次重合前，智能FTU相互通信，然后依照逻辑保护策略，对故障进行隔离，并通过联络开关动作，进行配电网线路的重构，完成负荷的转供，实现恢复非故障区域供电，逻辑保护策略执行过程如下：

（1）如果发生的故障为永久性故障，首个分段开关重合闸后，检测到故障依然存在，则加速再次跳开；

（2）故障发生后，故障点上级的所有分段开关所属的智能FTU均能检测到故障电流，这些分段开关的智能FTU以P2P的方式向重合器所属的智能FTU发送故障信息，重合器所属的智能FTU收到下级智能FTU发送的信息后，进行处理分析，并根据各FTU的网络拓扑编号判断出故障区域；

（3）重合器所属的智能FTU根据故障信息的处理结果，根据网络编号，给故障点就近的上、下级的两个分段开关分别发送分闸命令，两个分段开关收到命令后，执行分闸操作，隔离故障区域；

（4）故障区域隔离后，重合器所属的智能FTU向本馈线路末端的联络开关发送重构指令，联络开关收到命令后，执行合闸操作，进行配电网线路的重构，完成部分负荷的转供，实现恢复非故障区域供电。