[发明专利]一种无信道的配电网单相接地故障自愈方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网单相接地故障的自愈技术，具体涉及一种无信道的配电网单相接地故障自愈方法。

背景技术

我国配电网与发达国家在配电设备、网架结构、运行方式以及管理上存在较大差距，呈现以下特点：1)网架结构复杂薄弱，故障概率高，据统计90％的停电和故障扰动发生在配电网中；2)中性点非有效接地运行，单相接地故障电流较小，故障选线问题尚未圆满解决，实现故障区域定位难度大；3)运行统计表明，配电网中发生单相接地故障的概率最高。因此，研究配电网单相接地故障区域定位对提高供电可靠性意义重大，如果能够实现单相接地故障自愈，则可以有效提高配电网的自动化水平、大大降低故障巡线的难度，并能够减少单相接地故障引发相间短路的概率，减少停电损失、提高供电可靠性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种不依赖于通信的自愈无信道的满足智能配电网要求的配电线路单相接地故障自愈方法。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种无信道的配电网单相接地故障自愈方法，在配电网环网线路的两出线端各安装有一出线断路器，两出线断路器之间安装有若干分段负荷开关，联络点安装有联络开关，其中首台分段负荷开关上配置有选线终端，其余分段负荷开关上均配置有选段终端，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，故障选线：选线终端实时检测各条线路的零序电压，零序电压超过门阀值时启动高频零序模型识别法，根据高频零序模型识别法的结果判断本线路是否发生故障，如果发生故障，故障线路的选线终端控制该故障线路的首台分段负荷开关跳闸，如果没有发生故障则继续检测线路的零序电压；

步骤2，零压-时限故障选段：

A、故障线路的其余分段负荷开关跳闸，联络点处的联络开关启动转供逻辑计时；

B、首台分段负荷开关延时后进行重合闸，如果选段终端得电启动X时限逻辑，则选段终端作用对应的分段负荷开关合闸；如果选段终端得电时间小于X时限，则选段终端闭锁合闸；

C、如果选段终端在Y时限内检测到零压，那么判定该选段终端对应的分段负荷开关合闸于故障点一侧，并控制分闸该分段负荷开关并闭锁合闸；如果选段终端在Y时限内没有检测到零压，则选段终端停止时限逻辑；

D、如果配置在故障点对侧的分段负荷开关上的选段终端在X时限内检测到残压，则控制该分段负荷开关保持分闸并闭锁合闸，实现故障区隔离；

步骤3，恢复供电：联络开关转供逻辑计时结束，并核算负载容量后，对非故障区域转供电。

作为上述方案的进一步改进，步骤1中采用高频零序模型识别法对发生线路电容参数极性变化的线路判定为故障线路；高频零序模型识别法的工作原理为：设定零序电流的参考方向为母线流向线路，当中性点非有效接地系统发生单相接地故障时，非故障线路的对地电容电流方向不变，故障线路的故障相流过全网正常线路非故障相电流，且方向为线路流向母线。又由于在某一特定高频频带内，不管是中性点不接地，还是中性点经消弧线圈接地，整个零序网络可等效为电容模型，有区别的仅是故障部分和健全部分的端口阻抗将呈现极性变化；因此，故障发生后，基于健全线路和故障线路的网络元件参数的正反等效模型，可准确识别单相接地故障的上下游。该方法基于网架结构，不受中性点接地方式、网架结构、故障发生时刻、电弧间歇程度等因素影响，所以选线准确性和可靠性高。

进一步，所述选段终端为具有零压-时限功能的选段终端，包括零压-时限逻辑和硬件式残压闭锁模块；采用电压-时间型分段器终端实现零压-时限故障选段，其原理为在电压-时限型逻辑加入零压-时限判据，提出一种零压-时限故障选段方案，无需出口断路器两次跳闸，只需前段跳闸一次，利用Y时间内感知零序电压的存在即可自行判断故障区段，不受中性点运行方式影响，其幅值较高易检出，无需通信通道，简易实用经济，自动完成故障选段。

作为上述方案的进一步改进，所述选线终端为具有单相接地故障诊断功能选线终端。

进一步，所述选线终端包括电压、电流传感采集单元、CPU平台、电源、功率输出单元和通信单元，所述电压、电流传感采集单元采集电容电压传感器的零序电压和零序电流互感器的电流并传送至CPU平台；所述CPU平台根据电压、电流采集单元的输入量进行数据处理，判定本线路故障，并驱动功率输出单元控制开关动作；所述通信单元仅在需要的时候上传两遥数据或接受遥控命令，不参与逻辑处理。