CN112909901A - 一种配电网线路自适应重合闸方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网线路自适应重合闸方法及存储介质，方法包括以下步骤：1）实时采集配电网系统中进出线路的电压、电流以及非电量信息，并根据电压和电流信息判别所述进出线路是否存在单相接地故障，保存当前时刻前t1时间内线路的单相接地故障信息和非电量信息；2）线路因故障跳闸后，依据步骤1）保存的单相接地故障信息和非电量信息启动是否进行重合闸操作的判别逻辑；3）结束本次重合闸操作判别逻辑。采用本发明一方面可以提高配电网线路重合闸的成功率，从而提高配电网供电的可靠性。

Description

一种配电网线路自适应重合闸方法及存储介质
技术领域
本发明涉及一种配电网线路自适应重合闸方法及存储介质，属于电力系统配电网继电保护技术领域。
背景技术
在电力系统中，架空线路的线路故障大多是瞬时性的，自动重合闸的成功率通常在60%以上，因而长期以来，在架空线路中广泛使用自动重合闸技术，有效提高了系统供电的可靠性。然而，目前现场运行的主流线路重合闸装置，并不判断线路故障是瞬时性故障还是永久性故障，当重合于永久性故障时虽然具备后加速跳闸功能，但是依然会对系统或设备造成一定的冲击。
随着城市化建设的不断加快，在配电网领域大量使用电缆线路代替架空线路已经成为一种必然趋势。配电网含电缆线路是否采用自动重合闸技术，目前尚未形成统一的认识。国家电网公司现行运行操作规程中规定，电缆线路不采用自动重合闸，主要是考虑运行过程中电缆线路出现的故障以永久性故障居多，重合闸操作将带来短路冲击和操作过电压，给系统和设备带来损伤。随着配电网长期运行的线路故障分析结果来看，即便是全电缆线路，瞬时性故障仍然是占有一定比例的，因而针对配电网线路提出一种自适应的重合闸方法，可以有效提高系统的供电可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提高配电网线路重合闸的成功率。
本发明进一步所要解决的技术问题是：如何提高配电网供电的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种配电网线路自适应重合闸方法，包括以下步骤：
1）实时采集配电网系统中进出线路的电压、电流以及非电量信息，并根据电压和电流信息判别所述进出线路是否存在单相接地故障，保存当前时刻前t1时间内线路的单相接地故障信息和非电量信息；
2）线路因故障跳闸后，依据步骤1）保存的单相接地故障信息和非电量信息启动是否进行重合闸操作的判别逻辑，具体包括：
2.1）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在单相接地故障，则闭锁本线路重合闸并转入步骤3），否则转入步骤2.2）；
2.2）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在非电量信息，包括非电量信息局部放电信号异常、弧光信号异常或温度异常等，则转入步骤2.3），否则转入步骤2.5）；
2.3）若检测到的非电量信息小于相应的非电量设定值门槛值，则转入步骤2.4），否则闭锁本线路重合闸操作并转入步骤3）；
2.4）允许本线路重合闸操作，同时在线路重合闸后继续监测本线路的非电量信息，若线路重合后t2时间内监测到与故障跳闸前类型一致的非电量信息，则加速跳开本线路，同时发告警信号并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
2.5）允许本线路重合闸操作，若重合后t2时间内监测到线路故障，则加速跳开本线路，并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
3）结束本次重合闸操作判别逻辑。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行上述的配电网线路自适应重合闸方法。
本发明所达到的有益效果是：
目前常用的重合闸操作是不判断故障信息的，即只要投了重合闸功能，故障跳闸后都会启动一次重合闸操作，如果是瞬时性故障，重合后依旧能够正常运行，此时重合闸是成功的；如果本次故障是永久性的，那么重合后故障依然在，就会再次跳开，此时重合闸就是失败的；如果本次故障是发展性的，重合闸后一小段时间后再次发展为故障，此时跳闸后还会进行下一次的重合闸，而下一次的重合闸也会是失败的。本方法对于永久性故障直接禁止重合闸，对于发展性故障在故障发展前加速跳开避免了实际发展成故障时跳闸后的重合闸，减少了重合闸失败的几率就等于是提高了重合闸的成功率。
由于在配电网中单相接地故障和弧光、放电等信号时常发生，这些情况发生之初对系统的影响不大，继电保护不会动作，系统仍然能够正常运行一段时间，但是上述情况的发生容易发展成明显的故障进而导致线路跳闸及重合闸（这种情况下重合闸失败的几率很大），因而故障是否是有上述情况引起的对于提高重合闸的成功率很有意义。
本发明采用本发明提高重合闸的成功率的基础上，对于大量采用电缆线路的配电网系统，可以逐步投入重合闸功能。因为目前对于电缆线路而言，由于重合于永久性故障带来的危害很大，电缆线路几乎是不投入重合闸功能的，线路因为瞬时性故障跳开后也得不到快速恢复，供电可靠性因此受到影响。此外，本发明在方法上尽可能考虑引起故障发展的多种故障特征，从而根据这些故障特征提前预判故障发生，提高重合闸成功率、提高供电可靠性，同时也相应减少了一些不必要的损失。
另一方面通过故障前信息记录可以有效识别发展性故障，从而避免线路重合于永久性故障给系统或设备带来冲击。
附图说明
图1是本发明一种配电网线路自适应重合闸方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种配电网线路自适应重合闸方法，包括以下步骤：
1）实时采集配电网系统中进出线路的电压、电流以及非电量信息，并根据电压和电流信息判别所述进出线路是否存在单相接地故障，保存当前时刻前t1时间内线路的单相接地故障信息和非电量信息；
2）线路因故障跳闸后，依据步骤1）保存的单相接地故障信息和非电量信息启动是否进行重合闸操作的判别逻辑，具体包括：
2.1）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在单相接地故障，则闭锁本线路重合闸并转入步骤3），否则转入步骤2.2）；
2.2）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在非电量信息，包括非电量信息局部放电信号异常、弧光信号异常或温度异常等，则转入步骤2.3），否则转入步骤2.5）；
2.3）若检测到的非电量信息小于相应的非电量设定值门槛值，则转入步骤2.4），否则闭锁本线路重合闸操作并转入步骤3）；
2.4）允许本线路重合闸操作，同时在线路重合闸后继续监测本线路的非电量信息，若线路重合后t2时间内监测到与故障跳闸前类型一致的非电量信息，则加速跳开本线路，同时发告警信号并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
2.5）允许本线路重合闸操作，若重合后t2时间内监测到线路故障，则加速跳开本线路，并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
3）结束本次重合闸操作判别逻辑。
所述步骤1）中，线路的非电量信息包括但不局限于局部放电信号、温度异常信号和弧光信号，其中局部放电信号来源于安装在线路不同节点处的局放监测传感器，温度异常信号来源于安装在线路不同节点处的温度传感器，弧光信号来源于安装在线路不同节点处的弧光传感器。
所述步骤1）中，t1时间为故障前向录波时间，可通过定值进行整定，典型取值为200ms（10个周波）。
所述步骤2.3）中，非电量设定门槛值与非电量信号对应，包括但不限于局放信号强度、温度值和弧光光强，当相应的非电量信号大于设定的门槛值时，视为相应的非电量信号已发展为故障。
所述步骤2.4）中，t2时间为重合闸后加速开放时间，可通过定值进行整定，典型取值为3s。
所述步骤2）中线路不同节点指易于进行局部放电、温度或弧光等信号监测的点，包括但不限于导线或电缆连接处、线路开关柜等位置。
实施例1
步骤1）线路发生故障跳闸后，综合判别故障跳闸前10个周波内是否存在单相接地故障或其它非电量信息，进而确定是否进行线路重合闸操作，具体步骤为：
步骤2.1）若故障跳闸前10个周波内判断出本线路存在单相接地故障，则闭锁本线路重合闸；
步骤2.2）若跳闸前10个周波内监测到本线路存在局部放电信号、温度异常以及弧光等非电量信号且信号强度超过设定的阈值，则闭锁本线路重合闸；
步骤2.3）若跳闸前10个周波内监测到本线路存在局部放电信号、温度异常以及弧光等非电量信号但信号强度小于设定的阈值，则允许本线路重合闸，同时重合后一段时间内继续监视相应的非电量信号，若一定时间内监测到本线路存在相应的非电量信号则加速跳开断路器并发告警信号，否则结束判别；
步骤2.4）若跳闸前未监测到本线路存在单相接地故障和非电量信号，则正常进行重合闸操作。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行上述的配电网线路自适应重合闸方法。
综上所述，本发明一种配电网线路自适应重合闸方法，一方面可以提高配电网线路重合闸的成功率，从而提高配电网供电的可靠性；另一方面通过故障前信息记录可以有效识别发展性故障，从而避免线路重合于永久性故障给系统或设备带来冲击，在快速无线网络通讯和智能配电网时代具有广泛的应用前景。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM（EROM）、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频（RF）链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）实时采集配电网系统中进出线路的电压、电流以及非电量信息，并根据电压和电流信息判别所述进出线路是否存在单相接地故障，保存当前时刻前t1时间内线路的单相接地故障信息和非电量信息；
2）线路因故障跳闸后，依据步骤1）保存的单相接地故障信息和非电量信息启动是否进行重合闸操作的判别逻辑，具体包括：
2.1）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在单相接地故障，则闭锁本线路重合闸并转入步骤3），否则转入步骤2.2）；
2.2）若线路故障跳闸前t1时间内检测到本线路存在非电量信息，包括非电量信息局部放电信号异常、弧光信号异常或温度异常等，则转入步骤2.3），否则转入步骤2.5）；
2.3）若检测到的非电量信息小于相应的非电量设定值门槛值，则转入步骤2.4），否则闭锁本线路重合闸操作并转入步骤3）；
2.4）允许本线路重合闸操作，同时在线路重合闸后继续监测本线路的非电量信息，若线路重合后t2时间内监测到与故障跳闸前类型一致的非电量信息，则加速跳开本线路，同时发告警信号并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
2.5）允许本线路重合闸操作，若重合后t2时间内监测到线路故障，则加速跳开本线路，并转入步骤3），否则直接转入步骤3）；
3）结束本次重合闸操作判别逻辑。
2.根据权利要求1所述的配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于：所述步骤1）中，线路的非电量信息包括但不局限于局部放电信号、温度异常信号和弧光信号，其中局部放电信号来源于安装在线路不同节点处的局放监测传感器，温度异常信号来源于安装在线路不同节点处的温度传感器，弧光信号来源于安装在线路不同节点处的弧光传感器。
3.根据权利要求1所述的配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于：所述步骤1）中，t1时间为故障前向录波时间，通过定值进行整定。
4.根据权利要求1所述的配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述步骤2.3）中，非电量设定门槛值与非电量信号对应，包括局放信号强度、温度值和弧光光强，当相应的非电量信号大于设定的门槛值时，视为相应的非电量信号已发展为故障。
5.根据权利要求1所述的配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于：所述步骤2.4）中，t2时间为重合闸后加速开放时间，通过定值进行整定。
6.根据权利要求1-5任一项所述的配电网线路自适应重合闸方法，其特征在于：所述步骤2）中线路不同节点包括导线、电缆连接处、线路开关柜位置。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行权利要求1-6任一项所述的配电网线路自适应重合闸方法。
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