CN112510658A - 一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法 - Google Patents

一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，其方法，包括：判断故障类型；根据故障类型采取相应故障处理手段，对故障进行初步定位隔离；变电站重合闸恢复其余非故障区域供电。本发明提供的实施例，通过电气特征量判断故障类型，自动化分段开关依次分合闸，并根据合闸后电流变化特征识别短路点，对故障进行定位隔离，尽可能降低负荷损失以及分布式电源解列次数，提高供电可靠性，降低资源浪费，降低成本。

Description

一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法
技术领域
本发明涉及电力馈线自动化领域，具体涉及了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法。
背景技术
电压-电流型馈线自动化作为电压-时间型馈线自动化的改进，除具备不依赖与主站之间可靠通信的特点外，还能更快隔离故障，具备更高供电可靠性，分段开关依靠所采集到的馈线电压信号量进行分合闸，并根据合闸后电流变化特征识别短路点，对故障进行定位隔离。但在含分布式电源接入的配网系统中，当配电线路发生故障，变电站出线断路器跳闸，因分布式电源的存在，线路将成为“孤岛”，负荷由分布式电源供电，此时电压信号量的变化将导致原有电压-电流型馈线自动化机制无法适用。
因分布式电源的启动和并网需要较长时间进行准备，进行含分布式电源接入的配电线路自动隔离故障方法制定时，亦需要考虑避免不必要的频繁解列分布式电源，造成资源浪费。与此同时，隔离的过程，若能够充分发挥分布式电源的作用，还能够减少负荷损失，提高供电可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，通过线路中分段开关依次分合闸实现故障隔离，尽可能降低负荷损失以及分布式电源解列次数，提高供电可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，其特征在于，所述方法，包括：
判断故障类型；
根据故障类型采取相应故障处理手段，对故障进行初步定位隔离；
变电站重合闸恢复其余非故障区域供电。
所述判断故障类型，包括：故障发生，且变电站出线断路器跳闸后，根据电气特征量的变化，判断故障类型为短路故障或接地故障。
其中，所述电气特征量包括电压、电流、频率。
可选的，所述针对不同故障类型采取相应故障处理手段，包括：当判定为短路故障，则分布式电源出口自动化开关自动分闸，将分布式电源从配网线路中直接切除；当判定为接地故障，处于分布式电源远方的自动化分段开关优先根据故障判据分闸，距离分布式电源较近的自动化分段开关次后根据故障判据分闸，每台开关分闸后均对系统进行状态评估。
可选的，所述变电站重合闸恢复故障点前段线路供电，包括：变电站重合闸时间的设置需保证线路中的自动化分段开关均已完成动作，变电站再进行重合闸；重合闸后按照电压-电流型馈线自动化恢复故障点前段负荷供电。
其中，所述自动化分段开关的分闸判据，包括：自动化分段开关设置延迟分闸动作时间，延迟动作时间级差为T，若延迟动作时间内零序电压一直存在，则分段开关自动分闸；若延迟动作时间内，出线零序电压、低电压，但在延时内消失，则分段开关不分闸，保持合闸状态。
可选的，所述每台开关分闸后均对系统进行状态评估，包括：判定电压是否合格；判定故障是否初步隔离。
其中，所述判定电压是否合格，包括：当系统出现低电压，电压满足U<90％UN，并且保持此状态时间超过所有分段开关的分闸延时时间，则下一台分段开关延时分闸；当系统现过电压，电压满足U≥135％UN超过0.2s或110％UN<U<135％UN超过2s，均属于电压不合格，则分布式电源出口开关分闸将分布式电源解列。
其中，所述判定故障是否初步隔离，包括：当线路中零序电压消失或低于设定值，则判定故障点已隔离；线路中零序电压存在且超过设定值，判定故障点未隔离。
其中，所述电压-电流型馈线自动化恢复供电方法，包括：当分布式电源出口开关跳闸或故障隔离后，部分线路停电，分段开关失电分闸，变电站重合闸后，分段开关逐级单侧得电合闸，对于短路故障，分段开关合到故障后再次出现短路电流；对于接地故障，分段开关合到故障后再次出现零序电压；均可判定故障在该台开关后段，则分段开关合到故障后立即分闸，完成故障的最终定位隔离。
本发明实施例提供了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，通过电气特征量判断故障类型，自动化分段开关依次分合闸，并根据合闸后电流变化特征识别短路点，对故障进行定位隔离，尽可能降低负荷损失以及分布式电源解列次数，提高供电可靠性，降低资源浪费，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法的流程示意图。
图2是一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法的含分布式电源的馈线自动化连接示意图。
图3是低渗透率分布式电源下的电压特性示意图。
图4是高渗透率分布式电源下的电压特性示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅图1，图1是一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法的流程示意图。
一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，其方法，包括：
S101判断故障类型。在本发明具体实施过程中，故障发生，且变电站出线断路器跳闸后，根据电气特征量的变化，判断故障类型为短路故障或接地故障。所述电气特征量包括电压、电流、频率。
S102根据故障类型采取相应故障处理手段，对故障进行初步定位隔离。在本发明具体实施过程中，当判定为短路故障，则分布式电源出口自动化开关自动分闸，将分布式电源从配网线路中直接切除；当判定为接地故障，处于分布式电源远方的自动化分段开关优先根据故障判据分闸，距离分布式电源较近的自动化分段开关次后根据故障判据分闸，每台开关分闸后均对系统进行状态评估。
需要说明的是，所述自动化分段开关的分闸判据，包括：自动化分段开关设置延迟分闸动作时间，延迟动作时间级差为T，若延迟动作时间内零序电压一直存在，则分段开关自动分闸；若延迟动作时间内，出线零序电压、低电压，但在延时内消失，则分段开关不分闸，保持合闸状态。
需要说明的是，所述每台开关分闸后均对系统进行状态评估，包括：判定电压是否合格；判定故障是否初步隔离。
需要说明的是，所述判定电压是否合格，包括：当系统出现低电压，电压满足U<90％UN，并且保持此状态时间超过所有分段开关的分闸延时时间，则下一台分段开关延时分闸；当系统现过电压，电压满足U≥135％UN超过0.2s或110％UN<U<135％UN超过2s，均属于电压不合格。则分布式电源出口开关分闸将分布式电源解列。
需要说明的是，所述判定故障是否初步隔离，包括：当线路中零序电压消失或低于设定值，则判定故障点已隔离；线路中零序电压存在且超过设定值，判定故障点未隔离。
S103变电站重合闸恢复其余非故障区域供电。在本发明具体实施过程中，变电站重合闸时间的设置需保证线路中的自动化分段开关均已完成动作，变电站再进行重合闸；重合闸后按照电压-电流型馈线自动化恢复故障点前段负荷供电。
需要说明的是，所述电压-电流型馈线自动化恢复供电方法，包括：当分布式电源出口开关跳闸或故障隔离后，部分线路停电，分段开关失电分闸，变电站重合闸后，分段开关逐级单侧得电合闸，对于短路故障，分段开关合到故障后再次出现短路电流；对于接地故障，分段开关合到故障后再次出现零序电压；均可判定故障在该台开关后段，则分段开关合到故障后立即分闸，完成故障的最终定位隔离。
一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，通过线路中分段开关依次分合闸实现故障隔离，尽可能降低负荷损失以及分布式电源解列次数，提高供电可靠性。
参阅图2、图3、图4，图2是一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法的含分布式电源的馈线自动化连接示意图，图3是低渗透率分布式电源下的电压特性示意图，图4是高渗透率分布式电源下的电压特性示意图。
如图2所示，图中CB1为变电站出线开关(断路器)；FS1-FS3为分段开关；FS0为分布式电源出口自动化开关。
首先，就线路发生短路故障而言，故障点的短路电流由2部分组成：第一部分由变电站经出线断路器CB1流到故障点，第二部分由分布式电源经出口自动化开关FS0流到故障点。根据三段式过流保护，CB1和FS0均过流跳闸，线路上的分段开关失压分闸。变电站重合闸后，分段开关逐级得电合闸，故障点前的分段开关合闸后再次出现短路电流，则直接分闸，恢复非故障区域供电。待电力运维抢修人员将故障处理完成，全线恢复正常供电后，再将FS0合闸，分布式电源并网。
对于接地故障，线路中将出现零序电压，小电流选线装置控制变电站出线断路器CB1跳闸后，线路中的电压、频率将出现波动，此时分段开关FS1-FS3和分布式电源出口自动化开关FS0将启动隔离接地故障的逻辑。根据处于分布式电源远方的分段开关优先根据故障判据分闸，距离分布式电源较近的分段开关次后根据故障判据分闸的原则，分段开关的跳闸优先级为FS1>FS2>FS3。若是故障点1发生接地故障，FS1优先跳闸，跳闸后线路后段依旧存在零序电压，经延迟动作时间级差T，FS2跳闸，隔离故障点，FS3和FS0在跳闸延迟过程中零序电压消失，故不执行跳闸功能，CB1重合闸后，FS1得电合闸，合闸后再次产生零序电压，FS1分闸，恢复CB1与FS1之间线路供电。若接地点位于故障点2，除经历上述过程外，因FS2跳闸后，故障未得到有效隔离，零序电压依旧存在，FS3和FS0依次延迟跳闸，CB1重合闸后恢复FS2前段线路供电，待电力运维抢修人员将故障处理完成，合上分段开关FS2和FS3，全线恢复正常供电后，再将FS0合闸，分布式电源并网。
以上处理接地故障的过程均是在电压正常的条件下进行，但CB1跳闸后，负荷均由分布式电源供电，FS1-FS3的动作过程必将引起电压的波动，波动的过程呈现阶跃状态。对于馈线接入低渗透率的分布式电源，处理接地故障过程中电压特性如图3所示。T0时刻变电站出线断路器跳闸，后每经T延时，分段开关依次跳闸，此过程中，若电压幅值满足条件U<90％UN，且保持稳定，即使延迟过程中零序电压消失，分段开关也延时分闸。若分段开关分闸后的电压U4也小于系统额定电压的90％，则FS0也经延时后分闸。
对于馈线接入高渗透率的分布式电源，处理接地故障过程中电压特性如图4所示。因分布式电源渗透率高，因此隔离故障的过程中可能会出线U1-U4之中部分电压高于系统额定电压，若分布式电源控制装置无法快速响应，及时调整发电量，过电压持续时间较长，可能会导致用户设备烧毁，因此需要及时将分布式电源从系统中解列，当U1-U4任一电压满足U≥135％UN，即电压幅值超过或等于额定电压的135％，且超过0.2s，则FS0分闸；当U1-U4任一电压满足110％UN<U<135％UN，即电压幅值处于1.15倍额定电压和1.35倍额定电压之间，且超过2s，则FS0分闸。FS0分闸后，变电站出线断路器再进行重合闸，按照电压-电流型馈线自动化隔离接地故障。待电力运维抢修人员将故障处理完成，全线恢复正常供电后，再将FS0合闸，分布式电源并网。
本发明实施例提供了一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，通过电气特征量判断故障类型，自动化分段开关依次分合闸，并根据合闸后电流变化特征识别短路点，对故障进行定位隔离，尽可能降低负荷损失以及分布式电源解列次数，提高供电可靠性，降低资源浪费，降低成本。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高供电可靠性的多电源点10kV线路馈线自动化方法，其特征在于，所述方法，包括：
判断故障类型；
根据故障类型采取相应故障处理手段，对故障进行初步定位隔离；
变电站重合闸恢复其余非故障区域供电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断故障类型，包括：
故障发生，且变电站出线断路器跳闸后，根据电气特征量的变化，判断故障类型为短路故障或接地故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电气特征量包括电压、电流、频率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对不同故障类型采取相应故障处理手段，包括：
当判定为短路故障，则分布式电源出口自动化开关自动分闸，将分布式电源从配网线路中直接切除；
当判定为接地故障，处于分布式电源远方的自动化分段开关优先根据故障判据分闸，距离分布式电源较近的自动化分段开关次后根据故障判据分闸，每台开关分闸后均对系统进行状态评估。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变电站重合闸恢复故障点前段线路供电，包括：
变电站重合闸时间的设置需保证线路中的自动化分段开关均已完成动作，变电站再进行重合闸；
重合闸后按照电压-电流型馈线自动化恢复故障点前段负荷供电。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述自动化分段开关的分闸判据，包括：
自动化分段开关设置延迟分闸动作时间，延迟动作时间级差为T，若延迟动作时间内零序电压一直存在，则分段开关自动分闸；
若延迟动作时间内，出线零序电压、低电压，但在延时内消失，则分段开关不分闸，保持合闸状态。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每台开关分闸后均对系统进行状态评估，包括：
判定电压是否合格；
判定故障是否初步隔离。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述判定电压是否合格，包括：
当系统出现低电压，电压满足U<90％UN，并且保持此状态时间超过所有分段开关的分闸延时时间，则下一台分段开关延时分闸；
当系统现过电压，电压满足U≥135％UN超过0.2s或110％UN<U<135％UN超过2s，均属于电压不合格，则分布式电源出口开关分闸将分布式电源解列。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述判定故障是否初步隔离，包括：
当线路中零序电压消失或低于设定值，则判定故障点已隔离；
线路中零序电压存在且超过设定值，判定故障点未隔离。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电压-电流型馈线自动化恢复供电方法，包括：
当分布式电源出口开关跳闸或故障隔离后，部分线路停电，分段开关失电分闸，变电站重合闸后，分段开关逐级单侧得电合闸，对于短路故障，分段开关合到故障后再次出现短路电流；
对于接地故障，分段开关合到故障后再次出现零序电压；
均可判定故障在该台开关后段，则分段开关合到故障后立即分闸，完成故障的最终定位隔离。
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