专利名称：一种配电网闭环运行的保护方法
技术领域：
本发明涉及一种配电网闭环运行的保护方法，确切地说是一种通过相邻保护装置之间相互快速交换状态、故障信息，来快速确定故障和隔离故障的先进配电网闭环运行保护方法。
背景技术：
随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的不断提高，经济发展和人们生活对电力需求越来越大，促使电力事业迅速发展，电网不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，甚至连发生电源的瞬时中断也不能忍受。目前，我国配电网一般采用闭环设计、开环运行的供电方式。在倒负荷或检修时，必须进行合、解环操作。这样，必然会引起非故障线路不必要的停电，给用户造成损失。为了更加有效地减少停电范围和停电时间，提高供电可靠性，可以采用配电网闭环运行方式，充分利用现有的电力网络资源，提高供电可靠性，大大节省投资成本。然而，配电网闭环运行方式必须配合完备的保护方法，保护方法必须保证能快速、准确的隔离线路故障区域，否则会造成双侧变电站出线开关跳闸，配电网闭环运行的优势荡然无存。但仅采用现有配电网自动化系统传统的主站保护方法、就地馈线自动化方法，远远不能满足配电网闭环运行保护要求的毫秒级实时性要求。虽然诸如光纤纵差保护，可以满足电缆线路的故障快速隔离问题，但是光纤纵差保护存在整定复杂、无法解决电缆T接、苛刻的测量同步等缺点。为配电网闭环运行方式，提供可行的、完备的、投资成本适中的保护方法，是配电网闭环运行方式的一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种配电网闭环运行的保护方法，一种通过相邻保护装置之间相互快速交换状态、故障信息，来快速确定故障和隔离故障的先进配电网闭环运行保护方法，解决配电网闭环运行方式的保护难题。本发明的技术方案一种配电网闭环运行的保护方法，包括
在相邻保护装置之间建立点对点的高速光纤通信信道；
通过相邻保护装置间相互交换状态、故障信息，确定并隔离故障。所述保护装置包括线路分段断路器或线路联络断路器和变电站出线断路器。所述的确定并隔离故障，是根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在区外还是区内，使保护装置不动作或跳闸，从而快速定位及隔离配电网闭环运行线路故障。所述的故障电流信息通过以下方式确定以配电网闭环线路末端故障的最恶劣情况，计算线路故障最小电流；为主干线路开关、变电站出线开关整定相同的带方向故障保护阈值及延时TI ;同时，为变电站出线开关整定出线后备保护阈值及延时T2，T2大于TI与断路器动作时间之和，且保留一定裕度；有效解决了配电网线路保护仅依靠多段整定阈值及多级延时判断线路故障选择性差、灵敏度不足的问题。
图1是配电网闭环结线及保护通信结构示意图2是配电网闭环运行的保护方法原理示意图3是配电电缆网闭环结线及保护通信结构示意图4是实施例1的闭环结线及主干线路区间故障保护动作示意图5是实施例2的闭环结线及配电房区间内非支线故障保护动作示意图6是实施例3的闭环结线及配电房区间内支线故障保护动作示意图。
具体实施例方式本发明的目的通过以下的具体技术原理来实现一种配电网闭环运行的保护方法，具体包括以下步骤
如图1，MB1、MB2、MB3、MB4、MB5、MB6、TB为提供配电网闭环保护功能、带方向相间短路保护、带方向单相接地故障保护的线路分段断路器或线路联络断路器，CB1、CB2为提供配电网闭环保护功能、带方向出线保护功能的变电站出线断路器。CB1、MB1、MB2、MB3、TB、MB4、MB5、MB6、CB2之间建立点对点的高速光纤通信信道，通过点对点的高速光纤通信信道实现毫秒级实时高保真冗余通信，相互间快速交换状态和故障信息；
以配电网闭环线路末端故障的最恶劣情况，计算线路故障最小电流；为CB1、MB1、MB2、MB3、TB、MB4、MB5、MB6、CB2整定一样的带方向故障保护阈值及延时I ;同时，为CB1、CB2整定出线后备保护阈值及延时2，延时2必须大于延时I与断路器动作时间之和，且保留一定裕度；有效解决了配电网线路保护仅依靠多段整定阈值及多级延时判断线路故障选择性差、灵敏度不足的问题。如图2所示，当线路在MB2、MB3发生故障，CB1、MB1、MB2检测到正方向故障电流，MB3、TB、MB4、MB5、MB6、CB2检测到反方向故障电流；通过点对点的高速光纤通信交换的状态和故障信息，MBl得知相邻的CB1、MB2同样检测到正方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在区外，不动作；同理，MB2得知相邻MBl检测到正方向故障电流，但MB3检测到反方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在区内，动作于跳闸；同上述过程，MB3动作于跳闸，CB1、TB、MB4、MB5、MB6、CB2不动作；据此，快速定位及隔离配电网闭环运行线路故障，确保配电网闭环运行的安全；
实施例1
如图3，配电电缆网典型结线，由变电站同一低压母线出线开关CB1、CB2开始，闭环供电范围涉及配电房I 一 5。每个配电房配置一套保护装置，分别为保护装置I 一 5，每套保护装置以及变电站出线开关CB1、CB2之间通过点对点光纤通信信道连接，实现毫秒级实时高保真冗余通信，相互间快速交换状态和故障信息；MB1、MB3、MB4、MB6、MB7、MB9、MBIO、MB12、MB13、MB15分别为配电房的主干进出线开关，MB2、MB5、MB8、MB11、MB14分别为配电房的支线开关。假定以配电网闭环线路末端故障的最恶劣情况，计算线路故障最小电流为1000A。每套保护装置为主干进出线开关、支线开关，同时配置带方向故障检测整定1000A阈值及60ms延时；变电站出线开关CB1、CB2，配置带方向故障检测整定1000A阈值及60ms延时，和出线后备保护整定1000A阈值及300ms延时；每套保护装置以及变电站出线开关CB1、CB2之间，常驻实时高保真冗余通信时间间隔为5ms，相互间快速交换状态和故障信息。如图4，当线路在MB3、MB4发生故障，CB1、MB1、MB3检测到正方向故障电流，MB4、MB6、MB7、MB9、MB10、MB12、MB13、MB15、CB2 检测到反方向故障电流;MB2、MB5、MB8、MBl1、MB14未检测到故障电流；通过点对点的高速光纤通信交换的状态和故障信息，MBl得知相邻的CB1、MB3同样检测到正方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在主干区外，不动作；同理，MB3得知相邻MBl检测到正方向故障电流，但MB4检测到反方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在主干区内，动作于跳闸；同上述过程，MB4 动作于跳闸，CB1、MB6、MB7、MB9、MB10、MB12、MB13、MB15、CB2 不动作；据此，快速定位及隔离配电网闭环运行主干线路区间故障。实施例2
如实施例1，关于图3的配电网结线、通信系统及保护配置。如图5，当故障发生在配电房2的MB4、MB6之间，CBU MBU MB3、MB4检测到正方向故障电流，]\^6、]\^7、]\^9、]\^10、]\^12、]\^13、]\^15、〇82 检测到反方向故障电流；MB2、MB5、MB8、MBlU MB14未检测到故障电流；通过点对点的高速光纤通信交换的状态和故障信息，MB3得知相邻的MB1、MB4同样检测到正方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在主干区外，不动作；同理，MB4得知相邻MB3检测到正方向故障电流，但MB6检测到反方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在配电房区内，动作于跳闸;同上述过程，MB6 动作于跳闸，CB1、MB1、MB7、MB9、MB10、MB12、MB13、MB15、CB2 不动作；据此，快速定位及隔离配电网闭环运行配电房区间内非支线故障。实施例3
如实施例1，关于图3的配电网结线、通信系统及保护配置。如图6，当故障发生在配电房2的MB5支线，CB1、MB1、MB3、MB4检测到正方向故障电流，MB6、MB7、MB9、MB10、MB12、MB13、MB15、CB2检测到反方向故障电流；MB5检测到故障电流，MB2、MB8、MBl1、MB14未检测到故障电流；通过点对点的高速光纤通信交换的状态和故障信息，MB3得知相邻的MB1、MB4同样检测到正方向故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在主干区 外，不动作；尽管MB4得知相邻MB3检测到正方向故障电流，MB6检测到反方向故障电流，但MB5也检测到故障电流，可根据相邻带方向的故障电流信息与MB5的故障电流信息，判断故障在配电房区内支线，MB4闭锁不动作，MB5动作于跳闸；同上述过程，MB6 闭锁不动作，CB1、MB1、MB7、MB9、MB10、MB12、MB13、MB15、CB2 不动作；据此，快速定位及隔离配电网闭环运行配电房区间内支线故障。图1至图6中·为合位，□为分位。
权利要求
1.一种配电网闭环运行的保护方法，其特征在于包括 在相邻保护装置之间建立点对点的高速光纤通信信道； 通过相邻保护装置间相互交换状态、故障信息，确定并隔离故障。
2.根据权利要求1所述的配电网闭环运行的保护方法，其特征在于所述保护装置包括线路分段断路器或线路联络断路器和变电站出线断路器。
3.根据权利要求1所述的配电网闭环运行的保护方法，其特征在于所述的确定并隔离故障，是根据相邻带方向的故障电流信息判断故障在区外还是区内，使保护装置不动作或跳闸，从而快速定位及隔离配电网闭环运行线路故障。
4.根据权利要求3所述的配电网闭环运行的保护方法，其特征在于所述的故障电流信息通过以下方式确定以配电网闭环线路末端故障的最恶劣情况，计算线路故障最小电流；为主干线路开关、变电站出线开关整定相同的带方向故障保护阈值及延时Tl ;同时，为变电站出线开关整定出线后备保护阈值及延时T2，T2大于Tl与断路器动作时间之和，且保留一定裕度。
全文摘要
本发明公开一种配电网闭环运行的保护方法，包括首先在相邻保护装置之间建立点对点的高速光纤通信信道；通过相邻保护装置间相互交换状态、故障信息，确定并隔离故障。为配电网闭环运行方式，提供可行的、完备的、投资成本适中的保护方法，解决配电网闭环运行方式的保护难题。
文档编号H02H7/26GK103036217SQ20121051859
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者霍锦强, 李家添 申请人:广州南方电力集团科技发展有限公司