CN107453317A - 一种配电线路的三次重合闸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了配电线路的三次重合闸方法，包括当配电线路发生故障后，判断变电站内开关跳闸且线路失电的时间是否在第一预设时间范围内，若是，则失压第二预设时间后，变电站内开关第一次重合闸，并继续判断配电线路故障的时效性，直至故障隔离；否则，在第三预设时间范围内所有电压型配电开关跳闸，失压第四预设时间后，变电站内开关第一次重合闸；划分配电线路，判断第一区间段是否发生故障，若是，则变电站内开关第二次重合闸，隔离该区间段线路故障，结束；否则，判断第一区间段上的电压型开关在Y时限是否闭锁，若是，则电压型开关后段故障隔离，只恢复第一区间段供电；否则，该电压型开关有压后第五预设时间后自动重合，实现第三次重合闸。

Description

一种配电线路的三次重合闸方法

技术领域

本发明属于配电线路重合闸领域，尤其涉及一种配电线路的三次重合闸方法。

背景技术

重合闸是提高配电网供电可靠性的有效方式。当线路故障发生后实现线路的快速重合对于缩短用户停电时间具有重要的意义。为了理想化第一层次即网络拓扑决定保护配置及配合的问题，一直以来困扰配网的是：出于地方电网服从上级电网的要求，一般变电站出线开关均配置的是无时延瞬动保护I段，这样做的好处是可以减少配网配合级差，保证上层电网快速隔离故障，对于配网出线较短，拓扑结构简单的配网，这种保护配合方式一直被沿用。并且由于除出线开关外均配置的是负荷开关或熔断器(用户变压器)，因此不考虑级差配合也是合理的。但是随着配电网的不断发展，这种运行方式却渐渐显示出其局限性。

(1)当线路较长，例如当线路超过10km时，如果只有瞬时速动段，过流保护受运行方式影响大，很难兼顾最大、最小方式下的保护范围；同时也会因保线路灵敏度而导致II段过流值过小，即如果线路过长，采用这种保护配置性能变差。

(2)当用户进线侧或变压器变压侧装有断路器时，对其下保护范围内的故障，因无保护级差而造成同时跳闸的情况，对于用户来讲即是跃级跳闸的一种认知。

(3)由于采用的是出线开关的一次三相重合闸，所有的故障均依赖于这一重合闸措施，对于出线多，分支结构复杂的配电网，一是一次重合闸并未对故障区域进行细分，二是重合闸机会有限，对于低压配网这种策略显然具有其不合理性。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种配电线路的三次重合闸方法，其能够缩短用户停电时间，实现对用户的供电可靠性并提高电能质量，提供一个向用户服务倾斜的优质配电网。

本发明的一种配电线路的三次重合闸方法，包括：

步骤1：当配电线路发生故障后，判断变电站内开关跳闸且线路失电的时间是否在第一预设时间范围内，若是，则在配电线路失压第二预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸，并继续判断配电线路故障的时效性，直至配电线路的故障隔离；否则，进入下一步；

步骤2：在第三预设时间范围内所有电压型配电开关跳闸，在配电线路失压第四预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸；

步骤3：对配电线路划分为至少两个区间段，首先判断第一区间段是否发生故障，若是，则变电站内开关进行第二次重合闸，第一区间段线路永久失电且隔离该区间段线路故障，结束；否则，进入下一步；

步骤4：判断第一区间段上的电压型开关在Y时限是否闭锁，若是，则该电压型开关后段配电线路故障隔离，只恢复第一区间段供电；否则，该电压型开关有压后第五预设时间后自动重合，实现第三次重合闸。

进一步的，在第三次重合闸后，依次判断其余区间段上是否发生故障，若第二区间段至最后一个区间段均无故障，且在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限未出现闭锁，那么最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合。

进一步的，若第二区间段至最后一个区间段中任一区间段出现故障，则进行故障隔离。

其产生的有益效果为：判断出故障区间并隔离，减少了停电范围。

进一步的，在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限出现闭锁，则进行故障隔离。

其产生的有益效果为：隔离故障区间。

进一步的，在最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合之后，还包括判断该电压型开关是否合于故障段，若是，则返回步骤1继续进行故障监测。

其产生的有益效果为：判断出故障区为最后一个区间段上的电压型开关以下区域。

进一步的，在所述步骤1中，第一预设时间范围为0.6s。

其产生的有益效果为：判断开关是否为第一次跳闸。

进一步的，在所述步骤1中，第二预设时间为0.2s。

其产生的有益效果为：快速重合解决大量负荷脱网的问题，电动机负荷继续保持运转，并保证了站内开关的断弧和去电离所需要的时间。

进一步的，在所述步骤2中，第三预设时间范围为0.6s-0.9s。

其产生的有益效果为：确保所有电压型配电开关跳闸，否则有可能直接重合至故障点，无法判断故障区间。

进一步的，在所述步骤2中，第四预设时间为1s。

其产生的有益效果为：确保所有电压型配电开关跳闸，否则有可能直接重合至故障点，无法判断故障区间。

进一步的，在所述步骤4中，第五预设时间为21s。

其产生的有益效果为：确保站内开关有足够的储能时间，否则重合至故障点站内开关无法快速跳闸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采取出线二次重合闸与边界开关一次重合闸的细化，实现了三次重合闸，达到故障区域的锁定更加精确，负荷恢复措施更加强化的目的，从而配电自动化的工作将更加锁定在较小区域的故障区端定位及自愈。

(2)通过二次重合缩短用户停电时间，实现对用户的供电可靠性并提高电能质量，提供一个向用户服务倾斜的优质配电网。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的一种配电线路的三次重合闸方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

对于重合闸的配合则分为两层，即出线开关重合闸以及分界开关重合闸，分段开关(分支开关)过流闭锁逻辑。

对于分界开关来讲，当其为断路器性质时，则实施图中所示保护配合关系，执行一次快速重合闸。其时间选取与站内出线开关的快速周期相同。当故障是分界开关下游且一次重合失败时，则不再重合。这样可提高站内开关的二次重合闸及三次重合闸的成功率。

对于前两次重合闸中的自动分段开关(分支开关)，当其为负荷开关性质时，则在感受到二次过流且电流消失后则在出线开关跳开后等待二次重合周期内跳开，闭锁不再重合，如图所示。由此可以提高出线开关二次重合的成功率。如果是进行分段故障判断功能的分段自动重合器，出线开关则需要再进行第二轮的慢速重合闸，因为首次自动快速重合闸是由出线开关完成，主要在于消除瞬时性故障，这一快速轮分段开关并不参与。而在第一轮的慢速重合，分段开关采用顺序重合来判定故障段，第二轮的慢速重合则由分段开关对识别出的故障段进行隔离。这一思想在电压型配电自动化系统得到充分体现。

具体地分段开关是指配网线路拓扑中，正常运行时处于合闸的开关。在馈线自动化中，分段开关是了以下功能：

X时限投入：在正常状态(无闭锁)下，FTU检测到电压，开始进入X时限延时等待。延时完毕后，开关合闸。在X时限延时中，发生Z时限以内的失电，不影响X时限延时。

Y时限确认：开关合闸后，为确认合闸到正常线路，检测合闸后另一侧电压的稳定，进入Y时限延时确认。

X时限闭锁：在X时限内发生超过Z时限的失电时，FTU进入X时限闭锁状态。

Y时限闭锁：开关合闸后，在Y时限内发生超过Z时限的失电时，FTU进入Y时限闭锁状态。

在第一次重合闸中，配电线路瞬时故障，站内开关0.14s左右跳闸(定值0.08s)，0.2s重合(电动机继续保持运转，电动机失压保护整定时间一般为0.5s；如数字时钟,录像机,微波设备可以度过0.5s中断,因此有助于减少住宅的投诉)，线路恢复供电，比原1s重合提前0.8s恢复供电。

快速重合闸的优势就在于即使其断路器(或自动开关)打开,电动机的电压不会立即下降到零。电机残余电压,其大小和频率随时间衰减。当重合时,系统侧电压如果与电机残余电压有角差,严重影响电机绕组和轴及其驱动负载。而电机的衰减时间是一个和电机容量大小、电动机的惯性及其负载的函数。150kW-1500kW的电机通常开路时间常数为0.5到2s。时间常数内电机衰减后残余电压为初始值的36.8％。然而采用0.1s的快速重合闸则不存在以上问题。

因为绝大多数的配电电路一般没有负载超过370kW的单台电动机。即使大工业客户馈线，其非动力负荷将大到足以把电压降低到一个不安全的水平所花费的时间为(0.4到0.6s)，而二次重合只需0.1s。正是由于0.15s-0.2s的时间足够再次重合并保证电动机的正常负荷供给,因此电厂内的一、二类电机负荷采用0.1-0.2s快切装置来快速转移电动机负荷而不损失其动力输出，因此采用快速重合可以保证动力设备的持续输出。

由于电压型分段器的故障判断的天然属性决定的。而故障区段的最终锁定也是由其是否瞬时故障性质以及其所在区段两个特性共同决瞬时故障时，重合成功，配网电压型开关逐级恢复供电。永久故障时，通过循环多次重合闸后，恢复非故障段线路供电。电压型配网开关基本用于郊区，瞬时型故障在80％以上。

图1是本发明的一种配电线路的三次重合闸方法流程图。

如图1所示，本发明的一种配电线路的三次重合闸方法，包括：

步骤1：当配电线路发生故障后，判断变电站内开关跳闸且线路失电的时间是否在第一预设时间范围内，若是，则在配电线路失压第二预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸，并继续判断配电线路故障的时效性，直至配电线路的故障隔离；否则，进入下一步；

步骤2：在第三预设时间范围内所有电压型配电开关跳闸，在配电线路失压第四预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸；

步骤3：对配电线路划分为至少两个区间段，首先判断第一区间段是否发生故障，若是，则变电站内开关进行第二次重合闸，第一区间段线路永久失电且隔离该区间段线路故障，结束；否则，进入下一步；

步骤4：判断第一区间段上的电压型开关在Y时限是否闭锁，若是，则该电压型开关后段配电线路故障隔离，只恢复第一区间段供电；否则，该电压型开关有压后第五预设时间后自动重合，实现第三次重合闸。

在另一实施例中，在第三次重合闸后，依次判断其余区间段上是否发生故障，若第二区间段至最后一个区间段均无故障，且在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限未出现闭锁，那么最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合。

其中，若第二区间段至最后一个区间段中任一区间段出现故障，则进行故障隔离。其产生的有益效果为：判断出故障区间并隔离，减少了停电范围。

在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限出现闭锁，则进行故障隔离。

其产生的有益效果为：隔离故障区间。

在最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合之后，还包括判断该电压型开关是否合于故障段，若是，则返回步骤1继续进行故障监测。

其产生的有益效果为：判断出故障区为最后一个区间段上的电压型开关以下区域。

在具体实施例中，在所述步骤1中，第一预设时间范围为0.6s。

其产生的有益效果为：判断开关是否为第一次跳闸。

在具体实施例中，在所述步骤1中，第二预设时间为0.2s。

其产生的有益效果为：快速重合解决大量负荷脱网的问题，电动机负荷继续保持运转，并保证了站内开关的断弧和去电离所需要的时间。

在具体实施例中，在所述步骤2中，第三预设时间范围为0.6s-0.9s。

其产生的有益效果为：确保所有电压型配电开关跳闸，否则有可能直接重合至故障点，无法判断故障区间。

在具体实施例中，在所述步骤2中，第四预设时间为1s。

其产生的有益效果为：确保所有电压型配电开关跳闸，否则有可能直接重合至故障点，无法判断故障区间。

在具体实施例中，在所述步骤4中，第五预设时间为21s。

其产生的有益效果为：确保站内开关有足够的储能时间，否则重合至故障点站内开关无法快速跳闸。

本发明采取出线二次重合闸与边界开关一次重合闸的细化，实现了三次重合闸，达到故障区域的锁定更加精确，负荷恢复措施更加强化的目的，从而配电自动化的工作将更加锁定在较小区域的故障区端定位及自愈。

通过二次重合缩短用户停电时间，实现对用户的供电可靠性并提高电能质量，提供一个向用户服务倾斜的优质配电网。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，包括：

步骤1：当配电线路发生故障后，判断变电站内开关跳闸且线路失电的时间是否在第一预设时间范围内，若是，则在配电线路失压第二预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸，并继续判断配电线路故障的时效性，直至配电线路的故障隔离；否则，进入下一步；

步骤2：在第三预设时间范围内所有电压型配电开关跳闸，在配电线路失压第四预设时间后，变电站内开关进行第一次重合闸；

步骤3：对配电线路划分为至少两个区间段，首先判断第一区间段是否发生故障，若是，则变电站内开关进行第二次重合闸，第一区间段线路永久失电且隔离该区间段线路故障，结束；否则，进入下一步；

步骤4：判断第一区间段上的电压型开关在Y时限是否闭锁，若是，则该电压型开关后段配电线路故障隔离，只恢复第一区间段供电；否则，该电压型开关有压后第五预设时间后自动重合，实现第三次重合闸。

2.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在第三次重合闸后，依次判断其余区间段上是否发生故障，若第二区间段至最后一个区间段均无故障，且在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限未出现闭锁，那么最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合。

3.如权利要求2所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，若第二区间段至最后一个区间段中任一区间段出现故障，则进行故障隔离。

4.如权利要求2所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在最后一个区间段上的电压型开关在Y时限出现闭锁，则进行故障隔离。

5.如权利要求2所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在最后一个区间段上的电压型开关有压后第六预设时间段后自动重合之后，还包括判断该电压型开关是否合于故障段，若是，则返回步骤1继续进行故障监测。

6.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在所述步骤1中，第一预设时间范围为0.6s。

7.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在所述步骤1中，第二预设时间为0.2s。

8.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在所述步骤2中，第三预设时间范围为0.6s-0.9s。

9.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在所述步骤2中，第四预设时间为1s。

10.如权利要求1所述的配电线路的三次重合闸方法，其特征在于，在所述步骤4中，第五预设时间为21s。