CN110571771B - 一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电气工程技术领域，特别是涉及一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法。一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，线路上的任一馈线开关分别与相邻馈线开关进行通信；在0～150ms以内采用光差保护模式处理故障；150ms～60s以内采用“电压‑电流”就地控制模式处理故障；超过这个时间或者就地控制模式启动失败则采用主站集中控制技术处理故障模式。采用混合故障处理技术，即将光差控制、电压‑时间型就地控制和光纤无线网集中控制结合在一起，优先采用光差控制的方式处理故障，光纤通信条件不满足时自动转为电压‑时间型就地控制，同时在就地逻辑失效及负荷转供时以无线网集中控制加以修正。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，特别是涉及一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法。
背景技术
配网与用户联系最紧密，直接影响着系统的整体性能和用户的供电质量。当下，配网多种多样的开关类型以及通信系统和开关机械部分易出现故障，同时，分布式电源的高度渗透也对配网的运行与控制提出了新的挑战。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供了采用智能分布结构、综合了就地和集中控制的故障处理方法的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法。技术方案具体如下：
一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，线路上的任一馈线开关分别与相邻馈线开关进行通信；在0～150ms以内采用光差保护模式处理故障；150ms～60s以内采用“电压-电流”就地控制模式处理故障；超过这个时间或者就地控制模式启动失败则采用主站集中控制技术处理故障模式。
在故障发生0～150ms以内，馈线开关对应的馈线终端将自身电流流入数据传输给邻近馈线开关对应的馈线终端，每一馈线开关对应的馈线终端判断自身电流的流出与电流流出方向的下一馈线开关的电流流入；紧邻故障点的电源侧馈线终端根据紧邻终端检测到的电流差值进行启动，电流差值超过限值，紧邻故障点电源侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的电源侧馈线开关瞬时跳闸，紧邻故障点负荷侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的负荷侧馈线开关瞬时跳闸，故障切除；紧邻故障点的电源侧的馈线终端检测到对应的馈线开关仅有一侧有电压，紧邻故障点的电源侧馈线开关合闸，紧邻故障点的电源侧馈线开关保护跳闸并闭锁，紧邻故障点的负荷侧的馈线终端自身检测到残压脉冲，紧邻故障点负荷侧馈线开关闭锁，故障隔离；
在故障发生150ms～60s以内，若变电站依然检测到大电流，变电站跳闸，整条线路馈线开关失压跳闸，变电站重合闸启动，馈线开关逐级合闸，合至邻近故障点电源侧馈线开关时，邻近故障点电源侧检测到大电流，临近故障电源侧馈线终端发命令给对应馈线开关跳闸闭锁，临近故障负荷侧馈线终端检测到残压脉冲信号发命令给对应馈线开关闭锁信号分闸，故障隔离；
在故障发生超过60s后，如果变电站跳闸后无法重合闸或者大电流还存在，各馈线终端工况信息上报主站，主站分析确定故障点后，将故障信息发给邻近故障电源侧的馈线终端和邻近故障负荷侧的馈线终端，临近故障电源侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁；临近故障负荷侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁；主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸，故障隔离。
在馈线终端之间正常通信的前提下，采用最快速的光差保护处理故障；在馈线终端通讯受阻的情况下，采用“电压-电流”就地控制模式处理故障，无需馈线终端之间交互信息，仅依赖变电站重合闸处理故障；如果变电站跳闸后无法重合闸或者大电流还存在，馈线终端将故障信息上传主站。
进一步地，在故障发生0～150ms以内，每一馈线开关判断的自身电流流出与下一馈线开关的电流流入，包括电流大小及电流方向。
进一步地，在故障发生0～150ms以内，馈线开关判断自身电流的流出的电流差值未超过限值，馈线开关不动作；即除邻近故障点电源侧和负荷侧的馈线开关以外的馈线开关不动作。
进一步地，故障隔离后故障信息上传主站，主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸。
进一步地，线路上的任一馈线开关通过光纤或4G网络分别与相邻馈线开关进行通信。
进一步地，光纤通信失效时，通过无线4G网络实现通信；优选用光纤进行通信，信息交互时间短。
本发明的有益效果：
1、采用混合故障处理技术，即将光差控制、电压-时间型就地控制和光纤无线网集中控制结合在一起，优先采用光差控制的方式处理故障，光纤通信条件不满足时自动转为电压-时间型就地控制，同时在就地逻辑失效及负荷转供时以无线网集中控制加以修正；
2、各配电自动化终端之间，能够通信互相采集运行工况，配合故障电流方向等信息智能判断故障点，切除故障点后，能自动合闸联络开关保证非故障区间供电。一组开关组网运行时，在内部故障情况下保证只有故障区的断路器跳闸，自动适应网络变化，网络重构后，网络式保护功能不丧失。同时具备基于局域信息的保护功能和参数与基于全局信息的智能配电网的支撑平台的智能决策的保护协调配合功能，保护功能和参数接受主站动态调整指令，实现混合型线路接地故障的精确、可靠选段。
附图说明
图1是本发明的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法的结构，包括智能化开关设备、通信单元、馈线终端；线路上的设置有多个智能化开关设备，每一智能化开关设备与一通信单元通信和一馈线终端信号连接；所述的智能化开关设备包括馈线开关、2个电压互感器、电流互感器和智能终端，所述的馈线开关、电流互感器和馈线终端串联在三相线路上，2个电压互感器分别并联在对应馈线开关的电源侧和负荷侧；智能终端与馈线开关、电压互感器、电流互感器、通信单元信号连接，馈线终端与通信单元、馈线开关信号连接，通信单元与主站信号连接；智能终端采集对应的馈线开关、电压互感器和电流互感器的信息后将信息发送给对应的通信单元；每一通信单元与主站、相邻的智能化开关设备和对应的通信单元进行通信，通信单元将智能终端采集到的信息和接收到的主站、相邻通信单元的信息发送给对应的馈线终端进行分析，馈线终端向馈线开关输出指令。
其中，通信单元的光纤通信采用交换机，交换机通过光缆与变电站和主站通信，交换机通过goose通信方式与相邻的交换机通信；由交换机及光缆环网组成的局域网，局域网内部的每台智能终端分配IP地址，通过网络拓扑配置相邻关系，实现馈线终端之间的信息交互；通信单元的无线通信采用4G通信。
一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，线路上的任一馈线开关对应的馈线终端分别与相邻馈线开关对应的馈线终端进行通信；在0～150ms以内采用光差保护模式处理故障；150ms～60s以内采用“电压-电流”就地控制模式处理故障；超过这个时间或者就地控制模式启动失败则采用主站集中控制技术处理故障模式。在线路发生接地故障时，具体处理流程如下：
(1)在故障发生0～150ms以内，馈线开关对应的馈线终端优选的通过光纤通信将自身电流流入数据传输给邻近馈线开关对应的馈线终端，每一馈线开关对应的馈线终端判断自身电流的流出与电流流出方向的下一馈线开关的电流流入，光纤通信失效时，通过无线4G网络实现通信；
若故障为接地故障，对于邻近故障点电源侧的馈线终端，其自身的电流流入大于邻近故障点负荷侧的电流，且邻近故障点负荷侧的电流方向与邻近故障点电源侧的电流方向相反；对于邻近故障点负荷侧的馈线终端，电流从下一馈线开关方向流入故障点；
紧邻故障点的电源侧馈线终端根据紧邻终端检测到的电流差值进行启动，电流差值超过限值，紧邻故障点电源侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的电源侧馈线开关瞬时跳闸，紧邻故障点负荷侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的负荷侧馈线开关瞬时跳闸，馈线开关判断自身电流的流出的电流差值未超过限值，馈线开关不动作，故障切除；紧邻故障点的电源侧的馈线终端检测到对应的馈线开关仅有一侧有电压，紧邻故障点的电源侧馈线开关合闸，紧邻故障点的电源侧馈线开关保护跳闸并闭锁，紧邻故障点的负荷侧的馈线终端自身检测到残压脉冲，紧邻故障点负荷侧馈线开关闭锁，故障隔离；故障切除后故障信息上传主站，主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸；
超过150ms故障未处理，光差保护自动退出，馈线终端切换至“电压-电流”就地控制模式。
(2)在故障发生150ms～60s以内，若变电站依然检测到大电流，变电站跳闸，整条线路馈线开关失压跳闸，变电站重合闸启动，馈线开关逐级合闸，合至邻近故障点电源侧馈线开关时，邻近故障点电源侧检测到大电流，临近故障电源侧馈线终端发命令给对应馈线开关跳闸闭锁，临近故障负荷侧馈线终端检测到残压脉冲信号发命令给对应馈线开关闭锁信号分闸，故障隔离；故障切除后故障信息上传主站，主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸；
超过60s后如果变电站跳闸后无法重合闸或者大电流还存在，“电压-电流”就地控制退出，采用主站集中控制处理模式。
(3)在故障发生超过60s后，如果变电站跳闸后无法重合闸或者大电流还存在，各馈线终端工况信息上报主站，主站分析确定故障点后，将故障信息发给邻近故障电源侧的馈线终端和邻近故障负荷侧的馈线终端，临近故障电源侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁；临近故障负荷侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁，故障隔离。主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸。
馈线终端通过无线4G网络实现与主站之间的通信。
馈线终端与相邻馈线终端通信的信息包括：主动上送标志、馈线开关编号、馈线开关位置、过流状态、馈线开关序号、故障跳闸失败标志、故障隔离成功标志、故障跳闸标志。其中，馈线终端通过智能终端分配的IP地址确认信息发送的相邻智能终端的编号，通信成功后返回链路确认标志；故障信息发送成功后，返回信息接收成功的应答标志。
尽管上文对本发明的具体实施方案进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方案进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。
Claims (6)
1.一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，线路上的任一馈线开关分别与相邻馈线开关进行通信；其特征在于，在线路发生接地故障时，具体处理流程如下：
在故障发生0～150ms以内，馈线开关对应的馈线终端将自身电流流入数据传输给邻近馈线开关对应的馈线终端，每一馈线开关对应的馈线终端判断自身电流的流出与电流流出方向的下一馈线开关的电流流入；紧邻故障点的电源侧馈线终端根据紧邻终端检测到的电流差值进行启动，电流差值超过限值，紧邻故障点电源侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的电源侧馈线开关瞬时跳闸，紧邻故障点负荷侧馈线终端向相应的馈线开关发出跳闸指令，紧邻故障点的负荷侧馈线开关瞬时跳闸，故障切除；紧邻故障点的电源侧的馈线终端检测到对应的馈线开关仅有一侧有电压，紧邻故障点的电源侧馈线开关合闸，紧邻故障点的电源侧馈线开关保护跳闸并闭锁，紧邻故障点的负荷侧的馈线终端自身检测到残压脉冲，紧邻故障点负荷侧馈线开关闭锁，故障隔离；
在故障发生150ms～60s以内，若变电站依然检测到大电流，变电站跳闸，整条线路馈线开关失压跳闸，变电站重合闸启动，馈线开关逐级合闸，合至邻近故障点电源侧馈线开关时，邻近故障点电源侧检测到大电流，临近故障电源侧馈线终端发命令给对应馈线开关跳闸闭锁，临近故障负荷侧馈线终端检测到残压脉冲信号发命令给对应馈线开关闭锁信号分闸，故障隔离；
在故障发生超过60s后，如果变电站跳闸后无法重合闸或者大电流还存在，各馈线终端工况信息上报主站，主站分析确定故障点后，将故障信息发给邻近故障电源侧的馈线终端和邻近故障负荷侧的馈线终端，临近故障电源侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁；临近故障负荷侧的馈线终端发闭锁命令给对应的馈线开关进行分闸闭锁，故障隔离；主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸。
2.根据权利要求1所述的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，其特征在于，在故障发生0～150ms以内，每一馈线开关判断的自身电流流出与下一馈线开关的电流流入，包括电流大小及电流方向。
3.根据权利要求1所述的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，其特征在于，在故障发生0～150ms以内，馈线开关判断自身电流的流出的电流差值未超过限值，馈线开关不动作。
4.根据权利要求1所述的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，其特征在于，故障隔离后故障信息上传主站，主站发送指令变电站合闸送电和反向供电，未闭锁分闸的馈线开关得电合闸。
5.根据权利要求1所述的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，其特征在于，线路上的任一馈线开关通过光纤或4G网络分别与相邻馈线开关进行通信。
6.根据权利要求5所述的一种新型自适应配电自动化故障判断隔离模式方法，其特征在于，光纤通信失效时，通过无线4G网络实现通信。
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