[发明专利]配电网分布式过电流保护和相间故障隔离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护领域和配电自动化领域，具体是10～35kV中压配电网中发生相间短路故障时的过电流保护方法和配电自动化中隔离相间故障的方法。

背景技术

10～35kV中压配电网(以下简称配电网)的相间短路故障包括三相短路、两相短路和两相短路接地。配电网发生相间短路故障时，产生的过电流将超过电流整定值。但是由于配电线路较短，配电负荷沿配电线路分布，且配电线路沿线通过多个配电开关分段，因此配电网过流保护缺乏选择性，经常发生越级跳闸，造成停电范围扩大。

配电网的相间短路故障属于常见故障，目前隔离配电网相间短路故障的方法主要有以下几种：

(1)采用变电站过流保护和配电自动化的故障隔离功能相互配合隔离故障：即先采用装设在变电站的过流保护速断动作切除故障所在的配电网，再采用配电自动化的故障隔离功能将故障隔离在距故障点最近的两个配电开关之间。

如附图4中所示的辐射状配电网，变电站出线开关A处装设过流速断保护，配电开关B、C、D、E、F处装设配电自动化终端设备FTU。当CD线路发生相间短路故障时，首先变电站出线开关A过流速断跳闸切除故障；然后配电自动化系统收集各个FTU的故障电流信息，通过故障隔离计算，采用遥控方法将配电开关C断开，隔离故障。可见，使用该方法会首先造成整条馈线停电，然后在整条馈线上寻找产生故障的的地方，直到隔离故障后，才能恢复其它节点的供电，该方法扩大了停电范围。

(2)采用过流保护的阶梯时限配合方法隔离故障：即上一级过流保护的动作时限比下一级过流保护的动作时限长Δt，先采用过流保护动作切除故障，再采用配电自动化的故障隔离功能将故障隔离在距故障点最近的两个配电开关之间。该方法存在的问题是：由于配电网保护级数很多，经常无法满足变电站0.3～0.5s延时速断保护允许范围的要求。如附图4中所示的辐射状配电网，如果Δt＝0.15s(满足弹操开关要求)，则ΔtF＝0s、ΔtE＝0.15s、ΔtC＝0.3s、ΔtB＝0.45s、ΔtA＝0.6s，因此，需要将多个配电开关处的过流保护整定成相同的动作时限(ΔtF＝0s、ΔtE＝0s、ΔtC＝0.15s、ΔtB＝0.15s、ΔtA＝0.3s)，或某些配电开关处不装设过流保护(如F处不装设、ΔtE＝0.15s、C处不装设、ΔtB＝0.15s、ΔtA＝0.3s)，使得保护失去选择性，因此需要配电自动化的故障隔离功能配合使用。此外，对复杂结构的配电网，如附图6、7中所示的配电网，由于配电网运行方式很多，经常无法采用阶梯时间整定方法保证选择性。另一方面，由于配电网改造频繁，保护定值计算/更新都存在困难。

(3)利用电压-时间型开关特性隔离故障点：采用FTU模拟电压-时间型开关特性，利用各个配电开关开关特性的相互配合隔离故障。参见附图4，如果永久性故障发生在CD线路，配电开关A先跳闸，配电开关B、C、D失压跳闸；配电开关A重合，然后配电开关B检测到电压闭合，然后配电开关C检测到电压闭合，但当配电开关C闭合时，故障又出现，配电开关A再跳闸，配电开关B失压跳闸，配电开关C失压跳闸闭锁；配电开关A再重合，然后配电开关B检测到电压闭合。可见，该方法存在的问题是：故障隔离过程中需要经过多次开关分合操作，故障隔离时间长，不仅对用户造成停电冲击，而且对开关寿命影响很大。

发明内容

本发明的目的是针对目前10～35kV中压配电网过流保护和相间短路故障隔离方法中存在的问题，提供一种配电网相间过流保护和相间短路故障隔离的方法，该方法用作配电网相间过流保护时，使配电网相间过流保护无需时限配合就能实现选择性跳闸；该方法用作相间短路故障隔离时，能以最少的开关分合操作次数隔离配电网相间短路故障，适合于各种开环运行的配电网。

实现本发明目的采用的技术方案是：

一种配电网分布式过电流保护方法和分布式相间故障隔离方法，包括以下步骤：

安装在配电开关处的智能装置监测通过配电开关的电流，并判断该电流是否为过电流；

若智能装置检测到过电流，则立即通过通信网收集其所有下游邻近配电开关处的智能装置是否检测到过电流，并根据收集到得过电流信息判断相间短路故障是否发生在所述配电开关下游邻近配电线路上；

若故障发生在所述配电开关下游邻近配电线路上，则断开所述配电开关。

所述分布式方法是指配电网中所有安装在配电开关处的智能装置都执行上述相同的算法，而不依赖于主站的存在与否。