CN104953562A - 单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法 - Google Patents

Abstract

一种单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法，该方法基于单环网三电源两主一备接线模式实现，当单环网联络线三电源结构发生线路单一故障时，馈线自动保护控制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开关，进行故障隔离，最后配电自动化终端控制电源进线断路器、联络开关和负荷开关的闭合，实现无故障区的供电。本发明通过在任何一个区段故障，拉开相应区段开关、闭合联络开关，将负荷转供到相邻馈线，完成转供，适用于可靠性要求较高的区域，中小容量、单电源用户集中区域，以及改造成双环网难度大的区域。

Description

单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法

技术领域

本发明涉及一种单环网联络线三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

本发明提供一种单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法，供电可靠性高，开关站集中供电模式，便于运维管理。

为了达到上述目的，本发明提供一种单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法，该方法基于单环网三电源两主一备接线模式实现，该单环网三电源两主一备接线模式包含若干单环网网架结构，两组单环网网架结构之间设置联络线；

当单环网联络线三电源结构发生线路单一故障时，所述的单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法包含以下步骤：

步骤1、馈线自动保护控制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、配电自动化终端控制电源进线断路器、联络开关和负荷开关的闭合，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、联络开关和负荷开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和负荷开关同时闭合。

本发明通过在任何一个区段故障，拉开相应区段开关、闭合联络开关，将负荷转供到相邻馈线，完成转供，适用于可靠性要求较高的区域，中小容量、单电源用户集中区域，以及改造成双环网难度大的区域。

附图说明

图1是本发明的电路结构框图。

图2～图5是本发明在第一种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图6～图9是本发明在第二种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图10～图13是本发明在第三种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图14～图17是本发明在第四种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图18～图21是本发明在检修状态下的第一种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图22～图25是本发明在检修状态下的第二种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图26～图29是本发明在检修状态下的第三种故障情况下的馈线自动保护示意图。

图30是本发明的流程图。

具体实施方式

以下根据图1～图30，具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种配电网架接线结构，该配电网架接线结构中包含若干单环网网架结构，两组单环网网架结构之间设置联络线，该配电网架接线结构为单环网三电源两主一备接线模式。

所述的单环网网架结构包含两个电源站，以及串联在两个电源站之间的环网柜和若干箱式变压器，该单环网网架结构中还包含一个联络开关，该联络开关设置在箱式变压器上，为常开开关，每个箱式变压器和环网柜上都设置配电自动化终端，控制箱式变压器和环网柜中的开关动作，每个电源站上都设置一个馈线自动保护控制装置，其连接所述的配电自动化终端，控制整个单环网网架结构的动作。

所述的联络线分别连接两组单环网网架结构中的环网柜，联络线的两端为负荷开关，一端的负荷开关为常开状态，另一端的负荷开关为常闭状态。

如图1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单环网三电源两主一备接线模式，电源站来自开关站，所述的开关站包含通过分段开关11连接的第一段母线12和第二段母线13，每段母线上分别连接一回进线和若干回出线，开关站的进线1和进线2分别连接不同的变电站。

所述的配电网架接线结构包含两组单环网网架结构，第一组单环网网架结构的两个电源站分别为开关站1的第二段母线上的出线2，和开关站2的第一段母线上的出线1，该第一组单环网网架结构上串联三个箱式变压器102和一个环网柜103，其中一个箱式变压器上设置常开联络开关QS8；第二组单环网网架结构的两个电源站分别为开关站1的第一段母线上的出线1，和开关站2的第二段母线上的出线2，该第一组单环网网架结构上串联四个箱式变压器102和一个环网柜103，其中一个箱式变压器上设置常开联络开关QS23；两组单环网网架结构之间设置联络线101，分别连接两组单环网网架结构中的环网柜，该联络线101一端的负荷开关QS19为常开状态，另一端的负荷开关QS7为常闭状态。开关站1的出线1上设置断路器QF1，出线2上设置断路器QF2，开关站2的出线1上设置断路器QF3，出线2上设置断路器QF4，开关站的每个出线上都设置一个馈线自动保护控制装置，每个箱式变压器和环网柜上都设置连接所述馈线自动保护控制装置的配电自动化终端，其控制箱式变压器和环网柜中的开关动作。

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单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法可以实现如下七种情况下的馈电保护：

1、正常运行状态下线路单一故障情况一

在正常运行状态下，当故障发生在QF2和QS1之间时（如图2所示），开关站1的出口断路器QF2保护启动，动作于所在出线的故障，QF2瞬时跳闸（如图3所示），开关站的供电区域1失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QF2和QS1区段线路，并断开QS1开关（如图4所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，供电区域1还是失电，此时开始恢复供电，闭合联络开关QS8，区域1开始由开关站2恢复供电（如图5所示）。新运行方式下，原先由开关站1供电的区域1改由开关站2供电。

2、正常运行状态下线路单一故障情况二

在正常运行状态下，当故障发生在QS2和QS4之间时（如图6所示），开关站1的出口断路器QF2保护启动，动作于所在出线的故障，QF2瞬时跳闸（如图7所示），开关站的供电区域1失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QS2和QS4区段线路，并断开开关QS2和QS4（如图8所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电，开关站1的出口断路器QF2重合，实现故障线路上游的非故障区域的供电；分布式自治区域内的联络开关QS8闭合，实现了故障线路下游的非故障区域的供电恢复（如图9所示）。

新运行方式下，原先由开关站1供电的QS4母线所带负荷改由开关站2供电。

3、正常运行状态下线路单一故障情况三

在正常运行状态下，当故障发生在QS9和QS11之间时（如图10所示），开关站2的出口断路器QF3保护启动，动作于所在出线的故障，QF3瞬时跳闸（如图11所示），开关站的供电区域2失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QS9和QS11区段线路，并断开开关QS9和QS11（如图12所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电，开关站2的出口断路器QF3重合，实现故障线路上游的非故障区域的供电；分布式自治区域内的联络开关QS8闭合，实现了故障线路下游的非故障区域的供电恢复（如图13所示）。

新运行方式下，原先由开关站2供电的QS9母线所带负荷改由开关站1供电。

4、正常运行状态下线路单一故障情况四

在正常运行状态下，当故障发生在QF3和QS12之间时（如图14所示），开关站2的出口断路器QF3保护启动，动作于所在出线的故障，QF3瞬时跳闸（如图15所示），开关站的供电区域2失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QF3和QS12区段线路，并断开开关QS12（如图16所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电，分布式自治区域内的联络开关QS8闭合，实现故障线路下游的非故障区域的供电恢复（如图17所示）。新运行方式下，原先由开关站2供电的QS12母线所带负荷改由开关站1供电。

(2) 分布式自治区域内故障恢复方案

1、开关站一路出线检修状态下故障情况一

以分布式自治区域1为例，其初始运行方式如图18所示，开关站1出线段QF2-QS1处于线路检修状态，联络开关QS8闭合，原由开关站1供电的区域1现由开关站2供电。

检修状态下，当故障发生在QS2和QS4之间时（如图18所示），开关站2的出口断路器QF3保护启动，动作于所在出线的故障，QF3瞬时跳闸（如图19所示），开关站的供电区域2和区域1均失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QS2和QS4区段线路，并断开开关QS2、QS4（如图20所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电。开关站2的出口断路器QF3重合，实现故障线路上游的非故障区域供电恢复（如图21所示）。此时QS3所带负荷无法实现供电恢复。

2、开关站一路出线检修状态下故障情况二

检修状态下，当故障发生在QS5和QS8之间时（如图22所示），开关站2的出口断路器QF3保护启动，动作于所在出线的故障，QF3瞬时跳闸（如图23所示），开关站的供电区域2和区域1均失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QS5和QS8区段线路，并断开开关QS5、QS8（如图24所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电。开关站2的出口断路器QF3重合，实现故障线路上游的非故障区域供电恢复；负荷闸刀QS19闭合，使供电区域1恢复由开关站1供电（如图25所示）。

3、开关站一路出线检修状态下故障情况三

检修状态下，当故障发生在QF3和QS12之间时（如图26所示），开关站2的出口断路器QF3保护启动，动作于所在出线的故障，QF3瞬时跳闸（如图27所示），开关站的供电区域2和区域1均失电；此时分布式配电自动化终端交换运行信息，就地判断故障区段为QF3和QS12区段线路，并断开开关QS12（如图28所示），完成故障线路的隔离。

当故障隔离成功后，停电的非故障区域开始恢复供电。负荷闸刀QS19闭合，使供电区域1和供电区域2供电恢复，均由开关站1供电（如图29所示）。

如图30所示，单环网联络线三电源结构的配电网，发生线路单一故障时，由开关站出线断路器断开实现断电，由配电自动化终端交换运行信息，断开故障区两端的开关，完成故障隔离后，由配电自动化终端控制电源进线断路器、联络开关和负荷开关的闭合，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)

1.一种单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法，其特征在于，该方法基于单环网三电源两主一备接线模式实现，该单环网三电源两主一备接线模式包含若干单环网网架结构，两组单环网网架结构之间设置联络线；

当单环网联络线三电源结构发生线路单一故障时，所述的单环网联络线三电源结构馈线自动保护方法包含以下步骤：

步骤1、馈线自动保护控制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、配电自动化终端控制电源进线断路器、联络开关和负荷开关的闭合，实现无故障区的供电。

2.如权利要求1所述的单环网联络线三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、联络开关和负荷开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和联络开关同时闭合，或者控制电源进线断路器和负荷开关同时闭合。