[发明专利]一种新型馈线自动化快速保护控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型馈线自动化快速保护控制方法。

背景技术

配电网是智能电网的重要组成部分，其建设目标是使其具有完备的故障自愈功能，能最大程度地减少配网故障对用户的影响，而且支持大量分布式电源的接入。但目前，配电网的网架结构薄弱，二次保护控制技术不够完善，使得配网停电事故时有发生。统计数据表明，电网中大约80%以上的故障发生在配电系统中。可见，配电网的保护控制及其故障自愈技术直接关系到整个配电系统的运行效率和终端用户的电能质量。

传统的配网结构一般是辐射状的，其特征是由单电源供给下游一条或若干条辐射型的配电线路，而配网保护也是按照单一的潮流方向进行设计。在保护装置中一般设置三段式过流保护，上下游保护通过时限配合完成，但此类方法在配网重构时整定困难，无法保证选择性。

为提高动作速度，本领域相继提出了：1.配电线路无通道保护，其核心思想是根据一侧断路器跳闸后引起线路电气量的变化而联跳对侧断路器，但该方案仍然需要时限配合；2.分布式自愈的馈线保护方案，利用故障功率方向确定故障区段，能够实现故障的快速切除，但检测故障的功率方向，需要电压量，这限制了方案的实用性；3.一种全线速动的配电线路保护方案，保护要综合各FTU信息，实现故障区段的准确隔离，但该方法与目前配电自动化系统的集中型保护方法相似。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺点,本发明提供了一种新型馈线自动化快速保护控制方案。

一种新型馈线自动化快速保护控制方法，包括如下步骤：

步骤1在馈线的各开关处安装STU(智能终端单元),将保护元件配置在各STU中,相邻的STU相连，形成环状网络并最终连接到馈线自动化主站；

步骤2对各STU中的保护元件配置过电流主保护和后备保护，其中上游保护通过延时作为下游保护的后备，以应对下游开关的失灵，保证故障的及时切除。某一侧电源退出或某一线路发生故障并隔离后，网络将重构；重构后，相关的STU根据它们之间的信息交互，可重新确立相关开关的上下游关系，实现网络的自适应保护；

步骤3针对配网结构，规定一个基准的电流方向，STU根据本地和相邻的电流信息及开关位置信息,对故障进行快速的识别，所述的故障识别主要包括对故障启动的判别和对电流是否越限的判别；

步骤4STU将故障信息通过通讯网络发送给相关的STU以及馈线自动化主站；

步骤5对故障进行隔离和供电恢复。

步骤1所述的相邻STU通过光纤相连。

步骤2所述的上游保护作为下游保护的后备保护的配置原则是：某STU的保护元件判别出故障后，立即发出跳闸命令，同时将故障信息和所控开关的位置信息发给上游的STU，上游STU内的保护元件收到信息后经过一定的延时后，若检测到下游开关仍处于合位，则发出跳闸命令以切断所控开关，由此实现下游保护的后备保护功能。

步骤3所述的故障启动的判别依据是判断相电流的启动量是否大于等于额定电流I_e的0.2~0.3倍；所述对电流是否越限的判别依据是：相电流的有效值I_φ是否大于等于被保护线路末端发生两相短路时故障相电流的有效值I_Lmin的0.8倍。

步骤3所述的STU对故障识别的具体步骤如下：

（1）根据启动判据即相电流的启动量是否大于固定门槛值I_dz，若大于等于，则有故障发生，若小于没故障发生,所述的I_dz＝(0.2:0.3)I_e；

（2）若有故障发生，判断本地电流是否越限，本地电流若没有越限，则继续检测；若本地电流越限，则判别下游开关是否合闸；

（3）下游开关若没有合闸，则说明这是故障区段，相应开关断开；若下游开关合闸，则判别下游电流是否越限；

（4）若下游电流没有越限，则确定故障区段，相应开关断开；若下游电流越限，则确定为非故障区段，重复步骤（2）~(4)。

步骤4所述的通信网络是采用基于GOOSE通信的快速传播机制的对等通信模式。

步骤5所述故障区域的隔离与供电恢复是由具有开断故障电流和重合闸能力的开关或者断路器完成跳闸及重合闸任务，若是永久性故障，最终由分段开关完成故障的隔离。

所述的上游开关是指距离系统电源近的开关；所述的下游开关为远离系统电源的开关，边界开关为不存在下游开关的开关。