本发明涉及配网自动化系统的技术领域，更具体地，涉及一种基于负序电流的架空线路馈线自动化方法及系统。
背景技术：
配网自动化对于提高配电网供电可靠性，扩大配网供电能力，对实现配电网高效经济运行具有较强的推动的作用。馈线自动化作为配网自动化中最重要的功能，是实现配电网快速隔离故障以及快速复电的有效手段，其运行情况对配网自动化的实施效果产生直接影响。
目前，主要采用电压-时间型馈线自动化模式隔离架空线路故障，这种自动化模式不需要主站参与，仅依靠自动化开关的动作逻辑和时间配合，电压时间型馈线自动化即可实现就地隔离故障，回复非故障区域供电的功能。然而，在隔离故障的过程中，变电站出现开关需要重合闸动作两次，故障隔离时间长，且对电网形成多次冲击。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于负序电流的架空线路馈线自动化方法及系统，能够实现配电网隔离故障以及快速复电，且能够缩短故障处理时间，减少对电网的冲击次数。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于负序电流的架空线路馈线自动化方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1.建立电压-时间馈线自动化模型，包括分段开关组以及连接于分段开关组两端的变电站出线开关cb1和变电站出线开关cb2，所述分段开关组包括顺序连接的n个分段开关fs1、fs2、…、fsn；还包括联络开关ls，联络开关ls设于第i个分段开关fsi和第j个分段开关fsj之间，分段开关fs1、fs2、…、fsn上分别连接有自动化终端ftu1、ftu2、…、ftun，自动化终端ftu1、ftu2、…、ftun均与系统主站连接；
s2.当架空线路发生故障时，第一变电站出线开关cb1检测到故障电流动作跳闸，设于第一变电站出线开关cb1与联络开关ls之间的分段开关因fs1、fs2、…、fsi失压而分闸；
s3.经过重合闸延时后，第一变电站出线开关cb1重合闸，分段开关fs1得压，自动化终端ftu1向自动化终端ftu2发信询问是否检测到故障负序电流信号；
s4.若自动化终端ftu2检测到故障负序电流信号，系统主站控制分段开关fs1合闸，分段开关fs2得压，自动化终端ftu2向与其相邻的自动化终端ftu3发信询问是否检测到故障负序电流信号；顺序询问直至自动化终端发信询问得知与分段开关fsp连接的自动化终端ftup检测到故障负序电流信号，则判断故障点在分段开关fsp-1和分段开关fsp之间；
s5.系统主站控制分段开关fsp-1和分段开关fsp闭锁在分闸位置达到隔离故障的目的；同时，联络开关ls故障侧失压，与其连接的自动化终端向自动化终端ftup发信询问是否检测到故障负序电流，当确认自动化终端ftup没有检测到故障负序电流时，系统主站控制联络开关ls自动合闸，恢复分段开关fsp后段健全电路的供电。
本发明还提供了一种基于负序电流的架空线路馈线自动化系统，包括分段开关组以及连接于所述分段开关组两端的变电站出线开关cb1和变电站出线开关cb2，所述分段开关组包括若干能够自动分合闸的分段开关fs，若干所述分段开关fs顺序连接；还包括联络开关ls，所述联络开关ls设于两组相邻的分段开关fs之间，所述联络开关ls及若干分段开关fs上均连接有用于检测故障负序电流的自动化终端ftu，所述自动化终端ftu与所述系统主站通信连接，相邻的自动化终端ftu间通信连接，所述自动化终端ftu与所述分段开关fs连接。
本发明的基于负序电流的架空线路馈线自动化方法及系统，通过相邻的自动化终端交互故障负序电流信息，按照故障点电源侧检测到故障负序电流，负荷侧没有检测到故障负序电流原理进行故障点定位，快速实现配电网快速隔离故障以及快速恢复供电；在故障处理过程中，由于变电站出线开关重合闸动作一次，故障点电源侧分段开关重合一次，进而缩短故障处理时间，减少对电网的冲击次数。
优选地，所述自动化终端ftu控制分段开关fs在变电站出线开关cb1重合闸后经过第一延时时限xf自动合闸。当得到下行相邻的自动化终端ftu检测到故障负序电流的信息后，分段开关fs经过第一延时时限xf自动合闸，而不需要系统主站的参与，降低了对通信的要求。
优选地，所述自动化终端ftu控制联络开关ls在变电站出线开关cb1重合闸后经过第二延时时限xl自动合闸。当与联络开关ls确认其中一个自动化终端ftu没有检测到故障负序电流后，联络开关ls经过第二延时时限xl后自动合闸，恢复该没有检测到故障负序电流的分段开关fs后段健全线路的供电。
优选地，所述第一延时时限xf小于所述第二延时时限xl。这样设置是为了保障故障点两侧的分段开关fs能够同时闭锁在分闸位置，进而达到隔离故障的目的。
优选地，所述馈线自动化采用的是电压-时间型馈线自动化模式。配电网在异常的情况下，切换至常规的电压-时间型馈线自动化，实现缓动型智能分布式馈线自动化。
优选地，相邻的自动化终端ftu之间无线通信连接。在光纤通信条件不具备情况下，采用无线通信方式。由于交互信息限于相邻两个终端之间且信息量少，降低了对通信的要求。
优选地，架空线路馈线自动化系统包括五个顺次连接的分段开关fs，所述联络开关ls设于第二个分段开关和第三个分段开关之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的基于负序电流的架空线路馈线自动化方法及系统，通过相邻的自动化终端之间交互故障负序电流信息，按照故障点电源侧检测到故障负序电流，负荷侧没有检测到故障负序电流原理进行故障点定位；故障处理过程中，由于变电站出线开关重合闸动作一次，故障点电源侧分段开关重合一次，进而缩短了故障处理时间，减少了对电网的冲击次数；在光纤通信条件不具备情况下，采用无线通信方式。由于交互信息限于相邻两个终端之间且信息量少，降低了对通信的要求。在通信异常情况下，可自动切换至常规的电压-时间型馈线自动化模式。
附图说明
图1为基于负序电流的架空线路馈线自动化系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
本发明的基于负序电流的架空线路馈线自动化方法，包括以下步骤：
s1.建立电压-时间馈线自动化模型，包括分段开关组以及连接于分段开关组两端的变电站出线开关cb1和变电站出线开关cb2，所述分段开关组包括顺序连接的n个分段开关fs1、fs2、…、fsn；还包括联络开关ls，联络开关ls设于第i个分段开关fsi和第j个分段开关fsj之间，分段开关fs1、fs2、…、fsn上分别连接有自动化终端ftu1、ftu2、…、ftun，自动化终端ftu1、ftu2、…、ftun均与系统主站连接；
s2.当架空线路发生故障时，第一变电站出线开关cb1检测到故障电流动作跳闸，设于第一变电站出线开关cb1与联络开关ls之间的分段开关因fs1、fs2、…、fsi失压而分闸；
s3.经过重合闸延时后，第一变电站出线开关cb1重合闸，分段开关fs1得压，自动化终端ftu1向自动化终端ftu2发信询问是否检测到故障负序电流信号；
s4.若自动化终端ftu2检测到故障负序电流信号，系统主站控制分段开关fs1合闸，分段开关fs2得压，自动化终端ftu2向与其相邻的自动化终端ftu3发信询问是否检测到故障负序电流信号；顺序询问直至自动化终端发信询问得知与分段开关fsp连接的自动化终端ftup检测到故障负序电流信号，则判断故障点在分段开关fsp-1和分段开关fsp之间；
s5.系统主站控制分段开关fsp-1和分段开关fsp闭锁在分闸位置达到隔离故障的目的；同时，联络开关ls故障侧失压，与其连接的自动化终端向自动化终端ftup发信询问是否检测到故障负序电流，当确认自动化终端ftup没有检测到故障负序电流时，系统主站控制联络开关ls自动合闸，恢复分段开关fsp后段健全电路的供电。
本实施例的基于负序电流的架空线路馈线自动化方法，通过相邻的自动化终端交互故障负序电流信息，按照故障点电源侧检测到故障负序电流，负荷侧没有检测到故障负序电流原理进行故障点定位，快速实现配电网快速隔离故障以及快速恢复供电；在故障处理过程中，由于变电站出线开关重合闸动作一次，故障点电源侧分段开关重合一次，进而缩短故障处理时间，减少对电网的冲击次数。
如图1所示为本发明的基于负序电流的架空线路馈线自动化系统的结构示意图，包括分段开关组以及连接于所述分段开关组两端的变电站出线开关cb1和变电站出线开关cb2，所述分段开关组包括若干能够自动分合闸的分段开关fs，若干所述分段开关fs顺序连接；还包括联络开关ls，所述联络开关ls设于两组相邻的分段开关fs之间，所述联络开关ls及若干分段开关fs上均连接有用于检测故障负序电流的自动化终端ftu，所述自动化终端ftu与所述系统主站通信连接，相邻的自动化终端ftu间通信连接，所述自动化终端ftu与所述分段开关fs连接。
其中，自动化终端ftu控制分段开关fs在变电站出线开关cb1重合闸后经过第一延时时限xf自动合闸；自动化终端ftu控制联络开关ls在变电站出线开关cb1重合闸后经过第二延时时限xl自动合闸；第一延时时限xf小于第二延时时限xl。当得到下行相邻的自动化终端ftu检测到故障负序电流的信息后，分段开关fs经过第一延时时限xf自动合闸，而不需要系统主站的参与，降低了对通信的要求；当与联络开关ls确认其中一个自动化终端ftu没有检测到故障负序电流后，联络开关ls经过第二延时时限xl后自动合闸，恢复该没有检测到故障负序电流的分段开关fs后段健全线路的供电。另外，配电网在异常的情况下，切换至常规的电压-时间型馈线自动化，实现缓动型智能分布式馈线自动化。
本实施例的基于负序电流的架空线路馈线自动化系统，包括五个顺次连接的分段开关fs1、fs2、fs3、fs4、fs5以及五个分别与fs1、fs2、fs3、fs4、fs5连接的自动化终端ftu1、ftu2、ftu3、ftu4、ftu5。
本实施例的具体工作原理如下：
当a点发生故障时，以a点发生于分段开关fs2与分段开关fs3之间为例，变电站出线开关cb1检测到故障电流时动作跳闸，随后，分段开关fs1、fs2和分段开关fs3因失压而分闸。此时，分段开关fs1和fs2的终端检测到故障负序电流，而分段开关fs3和联络开关ls的终端没有检测到故障负序电流。经过第一次重合闸延时后，变电站出线开关cb1重合，分段开关fs1得压且其自动化终端ftu1向分段开关fs2的自动化终端ftu2发信询问是否检测到故障负序电流。当得到分段开关fs2的自动化终端ftu2检测到故障负序电流的信息后，分段开关fs1经过延时xf时限自动合闸；随即分段开关fs2得压且分段开关fs2的自动化终端ftu2向分段开关fs3的自动化终端ftu3发信询问是否检测到故障负序电流，当得到分段开关fs3的自动化终端ftu3没有检测到故障负序电流的信息后，则判断故障点在分段开关fs2和分段开关fs3之间，分段开关fs2和分段开关fs3将同时闭锁在分闸位置，进而达到隔离故障的目的。与此同时，当联络开关ls故障侧失压时，其对应的自动化终端向分段开关fs3发信询问是否检测到故障负序电流，当得到分段开关fs3的自动化终端ftu3没有检测到故障负序电流的信息后，联络开关ls经过延时xl时限后自动合闸，恢复分段开关fs3后段健全线路的供电。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。