一種就地型饋線自動化的單相接地故障處理方法與流程
本發明屬于配電自動化領域，具體講涉及一種就地型饋線自動化的單相接地故障處理方法。
背景技術：
農網和郊區城網配電線路大多是采取中性點接地或經消弧線圈接地方式的架空線路，線路絕緣化水平低，容易發生單相接地故障。由于中性點接地方式的原因，單相接地故障下此類線路的故障電流特征不明顯，因此其饋線電流保護僅僅能反應相間短路和三相短路故障，不能反應配電架空饋線最為常見的單相接地故障，也無法隔離此類故障。當永久性單相接地故障發生時，只能通過變電站人工輪流試拉饋線的辦法來排除，有條件的變電站通過小電流接地選線的方式進行選線并跳開整條饋線，此法既存在誤跳閘的風險又無法利用饋線分段開關準確隔離接地故障區段。而且，處理單相接地故障與處理相間、三相短路故障在設備和方式上的不同，也增加了電網投資與設備維護的成本，不利于減員增效。
饋線自動化又稱線路自動化，是對配電線路上的設備進行監控、協調及控制的集成系統，保護控制是其一個重要功能。饋線自動化包括就地控制與遠方控制兩種方式。就地控制以開關設備之間的整定值配合來實現，能在不依賴配電主站和通信系統的條件下隔離故障；遠方控制是一種集中式的控制方式，通過主站對饋線終端設備上傳的故障信息機型分析，來判斷故障位置，隔離故障和恢復供電。和遠方控制方式比，就地控制方式的設備相對簡單，對設備間的通信要求較低，實施成本低，更適合負荷水平較低的農網和郊區城網配電網。
就地型饋線自動化有智能分布式和重合器式兩種，。前者通過配電終端之間的故障處理邏輯，來實現故障隔離和對非故障區域的恢復供電，并將故障處理結果上報配電主站；后者是在故障發生時通過線路開關間的邏輯配合，利用重合器實現線路故障的定位、隔離和非故障區域恢復供電的。目前技術成熟的電壓-時間型饋線自動化方式就屬于重合器式。采用小電流接地方式的農網和郊區配電網，保護不能反應單相接地故障，電壓-時間型饋線自動化方式無法完成單相接地故障的處理，即使借助其他設備，也無法做到自動按區段隔離。
針對目前電壓-時間型饋線自動化不能完成單相接地故障就地隔離與恢復的問題，本發明專利提出了一種就地型饋線自動化的單相接地故障處理方法。
技術實現要素：
針對結構較為簡單的農網和郊區配電網的現有電壓-時間型饋線自動化不能反應單相接地故障的問題，本發明提出了一種就地型饋線自動化的單相接地故障處理方法。
一種就地型饋線自動化的單相接地故障處理方法，其特征在于，將單相接地故障隔離與恢復功能集成于已有的電壓-時間型饋線自動化設備，所述方法包括：
i、判斷單相接地故障；
ii、尋找接地故障點；
iii、故障線路的可靠切除。
進一步的，所述步驟i的單相接地故障的判斷包括：確定所述自動化單元控制的負荷開關上游側的零序電壓、相電壓和線電壓的幅值是否滿足特定關系，進而判斷所發生故障是否是單相接地故障；確定所述自動化單元控制的負荷開關上游側的零序電壓、相電壓和線電壓的幅值滿足單相接地故障特征的持續時間，進而判斷所發的單相接地故障是否是瞬時性故障。
進一步的，所述單相接地故障包括永久性故障和瞬時性故障，當所發生故障為永久性故障時，則按預定時間順序從負荷末端向上游電源端逐級斷開負荷開關至故障點；當所發生故障為瞬時性故障時，則不動作。
進一步的，所述零序電壓、相電壓和線電壓的幅值滿足的特定關系為各負荷開關處的饋線自動化單元會檢測出明顯的零序電壓以及一相電壓明顯降低而另外兩相電壓明顯升高。
進一步的，所述步驟ii的所述尋找包括：單相接地故障下，從配電饋線末端按時間配合逐級斷開負荷開關至故障點。
進一步的，所述步驟iii的所述切除包括：通過延時重合實現非故障區段線路單相接地故障恢復和通過相應的重合閉鎖邏輯可靠切除故障區段線路。
與最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有以下優異效果：
1、本發明實現了電壓-時間型饋線自動化設備對單相接地故障的處理功能，解決了當前單相接地故障保護設備能選出故障饋線，但不能自動隔離故障區段的問題，適用于農村與郊區的少饋線分支電網。
2、本發明采用就地式控制方式。通過時間進行配合，保護控制過程不需要就地單元之間、就地單元與主站、子站進行通訊，大大節省通訊建設與使用費用。
3、本發明能將單相接地故障故障處理功能與相間、三相故障處理功能集中于同一套自動化設備，有利于簡化自動化設備的配置，節省設備配置成本。
4、本發明對處理當前存在單相接地故障選線和隔離困難的出線少于3條或出線少且線路長度差異明顯的配網饋線單相接地故障特別有效。
5、本發明涉及的饋線各自動化單元相對獨立，易于檢修、維護與管理。
附圖說明
圖1為不同永久性故障的饋線自動化處理方式流程圖；
圖2為典型的電壓-時間型就地饋線自動化流程圖；
圖3為就地型饋線自動化單相接地處理功能流程圖；
圖4為實施案例示意圖；
其中：1-就地型饋線自動化單元，2-負荷開關，3-保護裝置(具有自動化單元功能)，4-斷路器，5-各區段饋線，6-故障發生處。
具體實施方式
下面將結合本發明技術流程圖以及實施案例示意圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
圖3是就地型饋線自動化單相接地處理功能流程圖，其單相接地故障隔離與恢復控制流程為：
當線路發生單相接地故障時，變電站饋線出口開關速斷保護不動作，各負荷開關處的饋線自動化單元會檢測出明顯的零序電壓以及一相電壓嚴重跌落而另外兩相電壓明顯抬升的單相接地故障特征。如果饋線上發生的是瞬時性單相接地，則通過短暫延時即可故障消失并恢復供電；如果線路上發生的是永久性單相接地故障故障，則各饋線自動化單元將通過按時間的配合方式，逐級從配網饋線末端斷開負荷開關，直至斷開接地故障點相鄰上游的負荷開關。當斷開接地故障點相鄰上游的負荷開關時，接地故障特征會瞬時消失，以此可閉鎖該負荷開關的重合功能。此時線路恢復正常運行時的電氣量特征，若故障點上游其他饋線有已斷開的負荷開關，則自動化單元會自動重合負荷開關，實現非故障區段的自動恢復供電。
圖4是一個實施案例，展示了該方法的設備配置：
(1)饋線出線端配置電流保護裝置3以及斷路器4，保護配置速斷保護(電流保護i段：瞬時動作，保護部分線路)、過流保護(電流保護iii段：延時動作，保護線路全長)和重合閘功能，需測量線路相電流、相電壓與零序電壓；
(2)線路通過可關斷負荷電流的負荷開關2將饋線分為若干區段；
(3)每個負荷開關處配置一個饋線自動化單元1，依靠負荷開關上游處的線路相電壓、線電壓與零序電壓組合判據為啟動條件，并能具有可設定的動作延時功能。需特別說明的是，保護3具有饋線自動化單元1的功能，可看作一個特殊的饋線自動化單元。
以圖4中線路配置為基礎，設饋線自動化單元u1-u6的接地故障分閘動作延時分別為：
區段v發生單相接地故障時，饋線自動化單元會檢測到明顯的零序電壓，且一相電壓明顯降低、另外兩相電壓明顯升高，并啟動負荷開關延時斷開功能。
a.若為瞬時單相接地，則在延時δt(1)內系統自行恢復正常運行。
b.若為永久性單相接地，則延時δt(1)后u1處負荷開關斷開，再經δt(1)后u2處負荷開關斷開，之后經δt(1)u3處負荷開關斷開，最后再經δt(1)后u4處負荷開關斷開。斷開u4處負荷開關時線路恢復正常，單相接地故障特征瞬時消失，u4處饋線自動化單元閉鎖負荷開關重合功能并保持分閘狀態，實現故障隔離。u3處饋線自動化單元將該處負荷開關閉合并恢復供電，之后u1處饋線自動化單元閉合其負荷開關，從而實現故障恢復。
最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
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