CN116054103A - 一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，包括如下步骤：步骤1，根据变电站出口断路器的过流保护定值，对柱上断路器的定值进行设定，包括电流定值和时间定值，靠近变电站侧的电流定值越大、时间定值越长；步骤2，根据开关动作时间，对配电线路断路器的定值按照级差进行设定，过流I段、II段、III段的电流定值由电源侧往负荷侧依次减少，时间定值依次增加。本发明能够实现继电保护就地隔离和发生故障后的自恢复。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于配网故障智能维护领域的基于继电保护与多次重合闸配合闭锁时间的配电网故障处理方法。
背景技术
配电网点多面广、运行环境复杂且故障频发，在配电线路发生短路故障后如何快速定位、隔离故障，恢复非故障区域供电是馈线自动化要实现的目标。现阶段，我国许多B、C类供电区域推广试用就地型馈线自动化，但在推广过程中遇到瓶颈，主要原因有以下几点：1.就地型馈线自动化每次保护动作均需变电站出口断路器动作，导致每次动作的停电范围都涉及到整条线路；2.需要调整变电站出口断路器的继电器定值设置，增加了基层单位的工作量；3.就地型馈线自动化没有选择性，不管何种情况都需要三次重合闸、停电才可以完成非故障区域的供电；4.就地型馈线自动化没有发挥出FTU继电保护的功能，无法将停电区域最小化；5.就地型馈线自动化存在来电延时合闸功能，在实际工作中存在隐患。
而纯继电保护型的处理方式因其逻辑与传统变电站内使用的保护方式类似，因此在很多地区使用较为广泛。然而其具有以下几点缺点：1.无法完成重合，对于瞬时性故障没有恢复供电的能力；2.由于短路电流常常较大，引起保护越级跳闸，导致故障范围扩大。
在此种背景下，开发出一种安全、可靠、可快速判断故障区间，恢复非故障区域供电的保护逻辑具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，它能够实现继电保护就地隔离和发生故障后的自恢复。
实现上述目的的一种技术方案是：一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，包括如下步骤：
步骤1，根据变电站出口断路器的过流保护定值，对柱上断路器的定值进行设定，包括电流定值和时间定值，靠近变电站侧的电流定值越大、时间定值越长；
步骤2，根据开关动作时间，对配电线路断路器的定值按照级差进行设定，过流I段、II段、III段的电流定值由电源侧往负荷侧依次减少，时间定值依次增加。
进一步的，线路上所有断路器分段开关的重合闸时间应长于变电站内断路器的重合闸动作时间与重合闸充电时间之和。
进一步的，线路上断路器分段开关的重合闸时间设置级差，由电源侧往负荷侧依次增加。
再进一步的，除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置重合闸闭锁时间，重合闸闭锁时间大于保护动作时间而小于两台分段开关之间的的重合闸时间级差。
进一步的，变电站的出口开关在线路为架空线路的情况下设置为一次重合闸，除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置为两次重合闸，最后一部断路器分段开关设置为一次重合闸。
进一步的，对各断路器分段开关设置重合闸复归时间，其时间较长，至少大于处理一次故障的最长时间。
本发明的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，将继电保护隔离故障及重合闸“自恢复”的优势结合起来，在线路发生故障时优先通过继电保护就地隔离，最大化缩小停电范围，再利用重合闸的动作及相应闭锁逻辑实现非故障区域的恢复供电。若变电站保护时间延时裕度大，则与馈线终端形成全延时级差配合以保证保护选择性，即任意一点故障由本级保护隔离，非故障区域不停电，在发生瞬时故障时依靠重合闸功能自恢复，同时利用重合闸闭锁功能防止永久故障点重复送电。
附图说明
图1为实施例1的现场单辐射线路结构示意图；
图2实施例1的现场单辐射线路故障示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
本发明的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，包括如下步骤：
步骤1，根据变电站出口断路器的定值，对柱上断路器的定值进行设定，包括电流定值和时间定值，靠近变电站侧的电流定值越大、时间定值越长。这样在发生故障时，靠近故障点的开关发生保护动作，不会影响大上一级开关。
步骤2，若变电站出口断路器的过流保护预留有时间裕度，可根据开关动作时间(包括保护装置反应时间及断路器固有动作时间)，对配电线路断路器的定值按照级差进行设定，过流I段、II段、III段的电流定值由电源侧往负荷侧依次减少，时间定值依次增加。
线路上所有断路器分段开关的重合闸时间应长于变电站内断路器的重合闸动作时间与重合闸充电时间之和，以保证柱上断路器具备二次重合闸以恢复供电的功能。
线路上断路器分段开关的重合闸时间设置级差，由电源侧往负荷侧依次增加，即远离变电站侧的时间较长，从而可以实现故障区间筛选的选择性，即一级一级向外重合，若在级差时间内上一级开关未动作，即认为此开关的下一个区间内无永久性故障。
除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置重合闸闭锁时间。当某台分段开关重合之后，若短时间内，再次遇到故障跳开，可利用重合闸闭锁的方式闭锁二次重合闸，此功能含义为若保护设备设置有多次重合闸的功能，但第一次重合之后在重合闸闭锁时间内再次发生保护动作，则后续重合闸不动作。因此，重合闸闭锁时间大于保护动作时间而小于两台分段开关之间的的重合闸时间级差。
变电站的出口开关在线路为架空线路的情况下设置为一次重合闸，除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置为两次重合闸，最后一部断路器分段开关设置为一次重合闸。为了防止分支故障多次影响主干线，分支线路可不设重合闸。
为了保证线路具备处理多次瞬时性故障的功能，设置重合闸复归时间，其时间应较长，至少应大于处理一次故障的最长时间。
具体实施例：
请参阅图1，根据一条典型的现场单辐射线路情况，即一条线路上存在三部分段开关将主干线路分为四段，三部分支开关可控制三条分支线路。
在图1中可以看到，此条10kV线路上A、B、C开关为分段开关，d、e、f为分支开关。根据线路负荷情况及变电站出口断路器Z的定值设置情况(为简便说明，且考虑常用情况，此处将变电站出口断路器的定值只考虑过流I段及重合闸)，将变电站出口断路器Z及6部柱上断路器配套的FTU定值情况设置如表1所示。
表1线路设备定值设置表
考虑一次设备及二次设备的故障判断时间及机械动作时间，将保护动作时间的级差定为0.15-0.2秒。分段开关重合闸时间级差需大于保护动作时间，一般设置为5秒。保护电流定值根据现场线路条件及负荷情况进行设置，且由电源侧至负荷侧依次减少。重合闸闭锁时间应短于重合闸时间级差，长于保护动作时间，这样可满足判断故障及发出闭锁信号的要求。充电时间为默认时间9秒。复归时间需长于最复杂故障处理时间，此处设置为150秒。
根据此套定值设置，当线路任意一点发生故障的情况下，均可迅速处理故障，并防止变电站出口断路器的动作。
假设该条线路上B和C之间发生一起故障，如图2所示。
若此故障为瞬时性故障，且故障电流为1300A时，该条线路上Z、A、B三台开关均过流一段动作跳开；经过1秒钟后，开关Z重合闸动作合闸；再经过9秒，开关Z重合闸充电时间满足，开关Z具备再次重合闸的能力；再经过5秒(即故障发生后15秒，开关A的重合闸时间)，开关A合上；再经过5秒(即故障发生后20秒，开关B的重合闸时间)，开关B合上；由于故障点为瞬时性故障，线路正常运行，此次故障处理结束。
若此故障为永久性故障，且故障电流为1300A时，该条线路上Z、A、B三台开关均过流一段动作跳开；经过1秒钟后，开关Z重合闸动作合闸；再经过9秒，开关Z重合闸充电时间满足，开关Z具备再次重合闸的能力；再经过5秒(即故障发生后15秒，开关A的重合闸时间)，开关A合上；再经过5秒(即故障发生后20秒，开关B的重合闸时间)，此时开关A的重合闸闭锁时间满足，开关A具备第二次重合闸的能力，此时开关B合上；由于故障点为永久性故障，Z、A、B三台开关再次跳开，此时Z、A具备再次重合闸的能力，因此Z、A再次重合闸，使线路前段恢复供电，后端故障区间隔离。
本发明可有效克服现有技术的不足，得到一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，将继电保护隔离故障及重合闸“自恢复”的优势结合起来，在线路发生故障时优先通过继电保护就地隔离，最大化缩小停电范围，再利用重合闸的动作及相应闭锁逻辑实现非故障区域的恢复供电，并防止多次重合至永久故障点。通过该专利，在故障发生后通过调取各节点故障记录，可极大地提升现场排查故障的效率，同时大大减少了停电面积，可有效提升供电可靠性。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (6)
1.一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，根据变电站出口断路器的过流保护定值，对柱上断路器的定值进行设定，包括电流定值和时间定值，靠近变电站侧的电流定值越大、时间定值越长；
步骤2，根据开关动作时间，对配电线路断路器的定值按照级差进行设定，过流I段、II段、III段的电流定值由电源侧往负荷侧依次减少，时间定值依次增加。
2.根据权利要求1所述的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，线路上所有断路器分段开关的重合闸时间应长于变电站内断路器的重合闸动作时间与重合闸充电时间之和。
3.根据权利要求1所述的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，线路上断路器分段开关的重合闸时间设置级差，由电源侧往负荷侧依次增加。
4.根据权利要求3所述的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置重合闸闭锁时间，重合闸闭锁时间大于保护动作时间而小于两台分段开关之间的的重合闸时间级差。
5.根据权利要求1所述的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，变电站的出口开关在线路为架空线路的情况下设置为一次重合闸，除最后一部断路器分段开关以外的其他线路上断路器分段开关设置为两次重合闸，最后一部断路器分段开关设置为一次重合闸。
6.根据权利要求1所述的一种基于继电保护与多次重合闸闭锁的配网故障处理方法，其特征在于，对各断路器分段开关设置重合闸复归时间，其时间较长，至少大于处理一次故障的最长时间。
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