[发明专利]强化保护的配电系统的自动化重新配置的方法和装置

说明书

本发明背景

本发明领域

本发明总的来说涉及配电系统的控制的改进，特别是涉及，使用智能化的自主节点，将配电线路的故障部分隔开，重新配置，和向终端用户恢复供电服务(电路重新配置)，和改进电路保护。

相关技术的说明

本发明的配电系统一般是指从配变电站起到供电公司的最终用户电源的低中压(4千伏到69千伏)配电供电系统。虽然控制这些供电系统运行的电气原理与控制高电压发电和输送系统的相同，但是建造、运行和维护较低的电压系统的方法是不同的。这些方法取决于配电设备的大得多的数量和地理位置的分散，以及低得多的每单位长度电路的供电量。这就对设备提出了要求，要低成本、模件化和标准化，并且能够用最小的劳务和人力监视进行安装、操作和维护。

由于电力线路的垮掉、地下电缆的挖断或其他原因而发生配电系统的故障，一般是通过测定过电流(短路/过载电流)探测的，偶尔通过探测电压衰减探测。在配电系统中，有时用户抱怨的电压衰减是供电公司察觉出供电中断的手段，派出工作人员隔离故障并重新配置配电系统。将这些故障隔离的一般装置是，主要是在配变电站的断路器和在分接头或用户变压器上的熔断器。配变电站的断路器一般带有重闭继电器，在所述断路器已探测到一个过载电流状态和跳闸断开后，它使得断路器闭合几次。如果在任何这些重合闸中而未探测到故障，则恢复供电而不发生长时停电。特别是在高架线路上，由于风，闪电等的临时击穿引起很多故障。因此，在断路器断开时大部分的故障清除，然后自动重合闸恢复供电。另外，在数度重合闸的尝试后，如果过流状态继续存在，自动重闭开关进入切断状态而防止进一步的尝试排除故障。

除手动的开关外，大多数的配电供电系统不具有其他装置将一个在配变电站和熔断器之间的故障隔离，因此供电系统的任何的事故均造成长时间的、耗费大的、不方便的并可能是危险的断电。对此的主要例外是使用称为“线路重闭开关”，“断续器”和“自动线路分段开关”或“分段隔离开关”的装置。如业内人士所知，这些是自动工作的装置，在本文中归为“故障隔离装置”类。应理解，术语“分段隔离开关”是指下述的故障隔离装置的一个特定的分类，而术语“分段”是说明通过所有各类的上述开关进行的将一个发生故障的线路段隔离的过程。

“线路的重闭开关”一般是一个带有重闭继电器的变电站断路器的预先组装的形式。线路重闭器一般包括带有总电流测定功能的一个故障-断开切换装置，外加一个控制柜，后者装有故障探测硬件、控制逻辑、用户接口模件和电池支持的电源。一个线路重闭器设置在变电站和用户负荷之间的配电线路上时，一般是设有，在变电站断路器跳闸前协同动作的故障探测的设定而协同防止变电站断路器跳闸。这有减少受线路故障影响的用户数目的效果。在很长的供电系统上，能够使用较敏感的设定，使供电系统免于：大量的变电站断路器不能可靠地探测到的很低故障。多重的线路自动重闭器能够在配电线路上串联设置，虽然这样会使得谐调它们的设定越来越困难或不可能，以致仅在故障源侧的最近的自动重闭器起作用。

“断续器”一般不带自动重闭功能的预组装的断路器和故障继电器。断续器主要使用在地下配电系统。

“自动线路分段隔离开关”或“分段隔离开关”一般是与所谓的“线路分段隔离开关控制器”的装置结合使用的负荷断路开关的预组装结合装置。分段隔离开关测定电流(和任选地测定电压)使得能够监视电路和源侧的保护装置的工作。将分段隔离开关配置成，在短时间的间隔内预配置的一些电压衰减发生之后电路切断之时，在一定情况下断开它的开关。所述情况各产品之间互不相同，但是总是根据电压衰减紧随其后的故障引起的状态的测定结果。分段隔离开关设计成与电路的保护装置相协调。典型的分段隔离开关是象Cooper Industries公司制造的Cooper Power Systems Sectionalizer型的GV或GW，或Energyline System公司制造的Energyline Systems Model 2801-SCSwitch Control。在业内这些是周知的装置，因此不需要详细说明。