全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法
【專利摘要】本發明涉及一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，開關房2與開關房3之間主干線故障時，進出線斷路器MB1、MB3、MB4、MB6檢測到故障，支線斷路器MB2、MB5未檢測到故障，出線斷路器MB3、MB6主動跳閘隔離區外故障，開關房3僅檢測到失壓，進線斷路器MB7延時跳閘；出線斷路器MB3、MB6依次檢測到有壓，延時合閘；當線路為瞬時故障，稍后進線斷路器MB7有壓延時合閘，線路重合成功，全線恢復供電；當線路為永久故障，則出線斷路器MB6合于故障，跳閘快速隔離故障；出線斷路器MB3未合于故障，閉鎖跳閘。
【專利說明】全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，確切地說是一種通過對環網柜的統一管理、故障特征量檢測以及電纜環網的特定動作邏輯，實現電纜網故障定位和故障就地隔離的就地饋線自動化方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的發展和人們物質文化生活水平的不斷提高，經濟發展和人們生活對電力需求越來越大，促使電力事業迅速發展，電網不斷擴大，用戶對供電質量和供電可靠性的要求越來越高，甚至連發生電源的瞬時中斷也不能忍受。
[0003]目前，我國配電電纜網在沒有自動化手段的情況下，一般只能做到用戶年平均停電時間在一個小時以上。如果要進一步減低用戶停電時間，提高供電可靠性，必須依靠配電自動化DA、饋線自動化FA等自動化方法。然而，傳統依賴配電自動化主站與配電自動化終端的DA系統，由于系統的復雜性以及配電網點多面廣的特點，建設成本巨大；同時，照搬傳統的架空線饋線自動化方法，也因為架空線與電纜網網絡結構、開關設備的不同，未能達到完備、最優的應用效果。因此，需要針對配電電纜網環網柜研究提出可行的、完備的、投資成本適中的饋線自動化方法，解決配電電纜網的就地饋線自動化問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，一種通過對環網柜的統一管理、故障特征量檢測以及電纜環網的特定動作邏輯，實現電纜網故障定位和故障就地隔離的就地饋線自動化方法。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案予以實現:
一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，其中全斷路器環網柜供電的配電網包括出線斷路器CB1、CB2，若干開關房，第一母線LI，第二母線L2，它們依次順序連接構成環形配電網絡；CB1、CB2是為變電站線路保護的出線斷路器，作為配電網絡的端電源；CB1順序向第一母線LI上的開關房供電，CB2順序向第二母線L2上的開關房供電；每個開關房都包括一個進線斷路器、一個出線斷路器和一個支線斷路器。
[0006]所述第一母線LI上有開關房1、開關房2、開關房3，所述第二母線L2上有開關房5、開關房4 ； MB1-MB3位于開關房1，MBl為進線斷路器，MB2為支線斷路器，MB3為出線斷路器；MB4-MB6位于開關房2，MB4為進線斷路器，MB5為支線斷路器，MB6為出線斷路器；MB7-MB9位于開關房3，MB7為進線斷路器，MB8為支線斷路器，MB9為出線斷路器；MB10-MB12位于開關房4，MB12為進線斷路器，MBll為支線斷路器，MBlO為出線斷路器，MBlO為CB1、CB2這個兩個電源的斷開點，處于常開狀態；MB13-MB15位于開關房5，MB15為進線斷路器，MB14為支線斷路器，MB13為出線斷路器。
[0007]當開關房2與開關房3之間主干線發生故障時，其特征在于故障自動判斷及控制的方法包括以下步驟:511:進出線斷路器MB1、MB3、MB4、MB6檢測到故障，支線斷路器MB2、MB5未檢測到故障，出線斷路器MB3、MB6主動跳閘隔離區外故障，開關房3僅檢測到失壓，進線斷路器MB7延時跳閘；
512:出線斷路器MB3、MB6依次檢測到有壓，延時合閘；當線路為瞬時故障，稍后進線斷路器MB7有壓延時合閘，線路重合成功，全線恢復供電；當線路為永久故障，則出線斷路器MB6合于故障，跳閘快速隔離故障；出線斷路器MB3未合于故障，閉鎖跳閘；進線斷路器MB7檢測到殘壓，閉鎖合閘，聯絡開關MB10，一側失壓延時合閘，進線斷路器MB7因已閉鎖合閘不再動作；至此，故障定位、故障隔離及非故障區域恢復供電完成。
[0008]當開關房2支線發生故障時，故障自動判斷及控制的方法包括以下步驟:
521:進出線斷路器MB1、MB3、MB4檢測到故障，出線斷路器MB6未檢測到故障，支線斷路器MB2未檢測到故障，支線斷路器MB5檢測到故障，開關房3未檢測到故障，出線斷路器MB3主動跳閘隔離區外故障，支線斷路器MB5主動跳閘隔離區內故障，進線斷路器MB7失壓后延時跳閘隔離區外故障；
522:出線斷路器MB3、進線斷路器MB7和支線斷路器MB5依次檢測到有壓，延時合閘；若為線路瞬時故障，線路重合成功，全線恢復供電；若為線路永久故障，則支線斷路器MB5合于故障，跳閘快速隔離故障；出線斷路器MB3、進線斷路器MB7未合于故障，閉鎖跳閘；至此，故障定位、故障隔離完成。
[0009]本發明的有益效果是:
1、以環網柜為對象，不依賴通信系統；
2、通過對環網柜的統一管理、故障特征量檢測以及電纜環網的特定動作邏輯，實現電纜網故障定位和故障就地隔離；
3、為電纜環網提供可行的、完備的、投資成本適中的饋線自動化方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是配電電纜環網結線及環網柜配置示意圖，其中_為斷路器合位，C□為斷路器分位；
圖2-圖6是配電電纜環網開關房間主干分段故障隔離示意圖，其中為斷路器合位，C□為斷路器分位;
圖7-圖9是配電電纜環網開關房支線故障隔離示意圖，其中為斷路器合位，C□為斷路器分位。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0012]實施例1
假設配電電纜網為:小電阻接地方式，變電站出線斷路器CB1、CB2配置定時限相過流保護延時為:0.3秒，定時限零序過流保護延時為:1.0秒，一次重合延時為:5秒。此時，環網柜需配置三相電流互感器、零序電流互感器、進出線電壓互感器；配電自動化終端開關房配置統一定時限相過流保護延時:0.15秒，定時限零序過流保護延時:0.5秒；配置統一區外故障出線開關跳閘，支線故障支線開關跳閘，無故障進線開關失壓延時2秒跳閘、一側有壓延時5秒合閘，聯絡開關一側失壓延時30秒合閘，合于故障跳閘閉鎖合閘，未合于故障閉鎖跳閘30秒，殘壓檢測及閉鎖合閘等邏輯。按如下步驟即可快速實現故障定位、故障隔離及轉供電等自動化功能:
1)如圖1，為20kV及以下配電電纜環網結線及環網柜示意圖。CB1、CB2為變電站配置傳統線路保護的出線斷路器，是配電網絡的端電源；CB1順序向開關房1、開關房2、開關房3供電；CB2順序向開關房5、開關房4供電；其中聯絡MBlO為兩個電源的斷開點，處于常開狀態;MB1、MB2、MB3、MB4、MB5、MB6、MB7、MB8、MB9、MB10、MB11、MB12、MB13、MB14、MB15 為電纜網環網柜配置統一整定值、統一動作邏輯的斷路器；區別于負荷開關僅能開斷數百安培的額定供電電流，斷路器一般可以開斷數十千安培的故障電流，可主動開斷故障電流，保護配電網絡及相關設備的安全；
2)如圖2。當開關房間(如:開關房2、開關房3間)主干分段發生故障時，進出線開關MBU MB3、MB4、MB6檢測到故障，支線開關MB2、MB5未檢測到故障，以環網柜為統一節點考慮，出線開關MB3、MB6主動跳閘隔離區外故障；
3)如圖3。開關房3所有開關未檢測到故障，僅檢測到失壓，進線開關MB7延時跳閘；
4)如圖4。出線開關MB3、MB6依次檢測到有壓，延時合閘；若為線路瞬時故障，稍后進線MB7有壓延時合閘，線路重合成功，全線恢復供電；
5)如圖5。若為線路永久故障，則出線開關MB6合于故障，跳閘快速隔離故障；進線開關MB7檢測到殘壓，閉鎖合閘；出線開關MB3未合于故障，閉鎖跳閘；
6)如圖6。聯絡開關MB10，一側失壓延時合閘，進線開關MB7因已閉鎖合閘不再動作；至此，故障定位、故障隔離及非故障區域恢復供電完成；
7)如圖7。當開關房支線(如:開關房2支線)發生故障時，進出線開關MB1、MB3、MB4檢測到故障，出線開關MB6未檢測到故障,支線開關MB2未檢測到故障,支線開關MB5檢測到故障，開關房3所有開關未檢測到故障，以環網柜為統一節點考慮，出線開關MB3主動跳閘隔離區外故障，支線開關MB5主動跳閘隔離區內故障，進線開關MB7失壓后延時跳閘隔離區外故障；
8)如圖8。出線開關MB3、支線開關MB5和進線開關MB7依次檢測到有壓，延時合閘；若為線路瞬時故障，線路重合成功，全線恢復供電；
9)如圖9。若為線路永久故障，則支線開關MB5合于故障，跳閘快速隔離故障；出線開關MB3、進線開關MB7未合于故障，閉鎖跳閘；至此，故障定位、故障隔離完成。
[0013] 實施例2
假設配電電纜網為:不接地方式或消弧線圈接地方式，變電站出線斷路器CB1、CB2配置定時限相過流保護延時為:0.3秒,一次重合延時為:5秒。此時,環網柜需配置三相電流互感器、零序電流互感器、零序電壓互感器、進出線電壓互感器；配電自動化終端開關房配置統一定時限相過流保護延時:0.15秒，零序功率方向判斷單相接地故障功能；配置統一區外故障出線開關跳閘，支線故障支線開關跳閘，無故障進線開關失壓延時2秒跳閘、一側有壓延時5秒合閘，聯絡開關一側失壓延時30秒合閘，合于故障跳閘閉鎖合閘，未合于故障閉鎖跳閘30秒，殘壓檢測及閉鎖合閘等邏輯。按如下步驟即可快速實現故障定位、故障隔離及轉供電等自動化功能:
I)如圖1，為20kV及以下配電電纜環網結線及環網柜示意圖。CB1、CB2為變電站配置傳統線路保護的出線斷路器，是配電網絡的端電源；CB1順序向開關房1、開關房2、開關房3供電；CB2順序向開關房5、開關房4供電；其中聯絡MBlO為兩個電源的斷開點，處于常開狀態;MB1、MB2、MB3、MB4、MB5、MB6、MB7、MB8、MB9、MB10、MB11、MB12、MB13、MB14、MB15 為電纜網環網柜配置統一整定值、統一動作邏輯的斷路器；區別于負荷開關僅能開斷數百安培的額定供電電流，斷路器一般可以開斷數十千安培的故障電流，可主動開斷故障電流，保護配電網絡及相關設備的安全；
2)如圖2。當開關房間(如:開關房2、開關房3間)主干分段發生故障時，進出線開關MBU MB3、MB4、MB6檢測到故障，支線開關MB2、MB5未檢測到故障，以環網柜為統一節點考慮，出線開關MB3、MB6主動跳閘隔離區外故障；
3)如圖3。開關房3所有開關未檢測到故障，僅檢測到失壓，進線開關MB7延時跳閘；
4)如圖4。出線開關MB3、MB6依次檢測到有壓，延時合閘；若為線路瞬時故障，稍后進線MB7有壓延時合閘，線路重合成功，全線恢復供電；
5)如圖5。若為線路永久故障，則出線開關MB6合于故障，跳閘快速隔離故障；進線開關MB7檢測到殘壓，閉鎖合閘；出線開關MB3未合于故障，閉鎖跳閘；
6)如圖6。聯絡開關MB10，一側失壓延時合閘，進線開關MB7因已閉鎖合閘不再動作；至此，故障定位、故障隔離及非故障區域恢復供電完成；
7)如圖7。當開關房支線(如:開關房2支線)發生故障時,進出線開關MB1、MB3、MB4檢測到故障，出線開關MB6未檢測到故障,支線開關MB2未檢測到故障,支線開關MB5檢測到故障，開關房3所有開關未檢測到故障，以環網柜為統一節點考慮，出線開關MB3主動跳閘隔離區外故障，支線開關MB5主動跳閘隔離區內故障，進線開關MB7失壓后延時跳閘隔離區外故障；
8)如圖8。出線開關MB3、支線開關MB5和進線開關MB7依次檢測到有壓延時合閘；若為線路瞬時故障,線路重合成功,全線恢復供電；
9)如圖9。若為線路永久故障，則支線開關MB5合于故障，跳閘快速隔離故障；出線開關MB3、進線開關MB7未合于故障，閉鎖跳閘；至此，故障定位、故障隔離完成。
[0014]以上饋線自動化原理，適用于雙電源電纜環網以及單電源電纜輻射網；環網柜數量不受限制，環網柜支線數量不受限制；如圖1所示開關房之間的供電網絡，可以存在任意數量的非自動化開關房；若環網柜部分或全部間隔為負荷開關，當發生單相接地故障且三相電流均不大于負荷開關額定開斷電流時，以上饋線自動化原理仍然適用。
【權利要求】
1.一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，其中全斷路器環網柜供電的配電網包括出線斷路器CB1、CB2，若干開關房，第一母線LI，第二母線L2，它們依次順序連接構成環形配電網絡；CB1、CB2是為變電站線路保護的出線斷路器，作為配電網絡的端電源；CB1順序向第一母線LI上的開關房供電，CB2順序向第二母線L2上的開關房供電；每個開關房都包括一個進線斷路器、一個出線斷路器和一個支線斷路器； 所述第一母線LI上有開關房1、開關房2、開關房3，所述第二母線L2上有開關房5、開關房4 ； MB1-MB3位于開關房1，MB1為進線斷路器，MB2為支線斷路器，MB3為出線斷路器；MB4-MB6位于開關房2，MB4為進線斷路器，MB5為支線斷路器，MB6為出線斷路器；MB7_MB9位于開關房3，MB7為進線斷路器，MB8為支線斷路器，MB9為出線斷路器；MB10_MB12位于開關房4，MB12為進線斷路器，MBll為支線斷路器，MBlO為出線斷路器，MBlO為CB1、CB2這個兩個電源的斷開點，處于常開狀態；MB13-MB15位于開關房5，MB15為進線斷路器，MB14為支線斷路器，MB13為出線斷路器； 當開關房2與開關房3之間主干線發生故障時，其特征在于故障自動判斷及控制的方法包括以下步驟: S11:進出線斷路器MBl、MB3、MB4、MB6檢測到故障，支線斷路器MB2、MB5未檢測到故障，出線斷路器MB3、MB6主動跳閘隔離區外故障，開關房3僅檢測到失壓，進線斷路器MB7延時跳閘； S12:出線斷路器MB3、MB6依次檢測到有壓，延時合閘；當線路為瞬時故障，稍后進線斷路器MB7有壓延時合閘，線路重合成功，全線恢復供電；當線路為永久故障，則出線斷路器MB6合于故障，跳閘快速隔離故障；出線斷路器MB3未合于故障，閉鎖跳閘；進線斷路器MB7檢測到殘壓，閉鎖合閘，聯絡開關MB10，一側失壓延時合閘，進線斷路器MB7因已閉鎖合閘不再動作；至此，故障定位、故障隔離及非故障區域恢復供電完成。
2.一種全斷路器環網柜供電的配電網故障自動判斷及控制的方法，其中全斷路器環網柜供電的配電網包括出線斷路器CB1、CB2，若干開關房，第一母線LI，第二母線L2，它們依次順序連接構成環形配電網絡；CB1、CB2是為變電站線路保護的出線斷路器，作為配電網絡的端電源；CB1順序向第一母線LI上的開關房供電，CB2順序向第二母線L2上的開關房供電；每個開關房都包括一個進線斷路器、一個出線斷路器和一個支線斷路器； 所述第一母線LI上有開關房1、開關房2、開關房3，所述第二母線L2上有開關房5、開關房4 ； MB1-MB3位于開關房1，MB1為進線斷路器，MB2為支線斷路器，MB3為出線斷路器；MB4-MB6位于開關房2，MB4為進線斷路器，MB5為支線斷路器，MB6為出線斷路器；MB7_MB9位于開關房3，MB7為進線斷路器，MB8為支線斷路器，MB9為出線斷路器；MB10_MB12位于開關房4，MB12為進線斷路器，MBll為支線斷路器，MBlO為出線斷路器，MBlO為CB1、CB2這個兩個電源的斷開點，處于常開狀態；MB13-MB15位于開關房5，MB15為進線斷路器，MB14為支線斷路器，MB13為出線斷路器； 當開關房2支線發生故障時，其特征在于故障自動判斷及控制的方法包括以下步驟: S21:進出線斷路器MB1、MB3、MB4檢測到故障，出線斷路器MB6未檢測到故障，支線斷路器MB2未檢測到故障，支線斷路器MB5檢測到故障，開關房3未檢測到故障，出線斷路器MB3主動跳閘隔離區外故障，支線斷路器MB5主動跳閘隔離區內故障，進線斷路器MB7失壓后延時跳閘隔離區外故障；S22:出線斷路器MB3、進線斷路器MB7和支線斷路器MB5依次檢測到有壓，延時合閘；若為線路瞬時故障，線路重合成功，全線恢復供電；若為線路永久故障，則支線斷路器MB5合于故障，跳閘快速隔離故障；出線斷路器MB3、進線斷路器MB7未合于故障，閉鎖跳閘；至此， 故障定位、故障隔離完成。
【文檔編號】H02H7/26GK103915826SQ201410104714
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】霍錦強, 李嘉添 申請人:廣州南方電力集團科技發展有限公司