一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法和系统与流程

本发明属于电力系统直流配电网领域，特别涉及一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法和系统。

背景技术：

目前中压直流配电网处于探索阶段，中压直流配电网具有以下特点：

1.直流电源比较脆弱

当发生故障时，换流器会很快闭锁，时间最快只要几百个微秒，换流器闭锁以后整条线路会失电，直流保护装置需要在几百个微秒内捕捉到故障特征并确定故障点。

2.难以保证选择性

配电网线路较短，直流配电线路的电阻较小，发生故障时，各处的故障电流相近，通过不同地点故障电流的级差配合难以实现故障的选择性；并且由于换流器最快只要几百个微秒就能闭锁，通过时间的级差配合也难以实现故障的选择性。

3.直流配电线路不能合环运行

合环运行，发生故障时两个换流器都会闭锁，会导致故障范围的扩大。

由于中压直流配电网的特点，用过流级差以及时间级差难以实现中压直流配电网的故障隔离与故障恢复，本发明提供了一套新的方法用于解决此问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法和系统，应用于中压直流配电网的保护与控制系统，实现中压直流配电网发生故障时隔离故障区域、恢复非故障区域的供电。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在中压直流配网线路上配置直流断路器、负荷开关、直流保护装置、通信网络；中压直流配电线始端配置直流断路器，线路的分段处配置负荷开关，线路始端、每个分段处配置直流保护装置，所述通信网络用于直流保护装置之间的通信；

步骤2：中压直流配电网发生故障时，由直流保护装置判断故障点；线路始端的直流保护装置跳开直流断路器，切除故障，然后线路分段处配置的直流保护装置跳开故障点周围最近的负荷开关隔离故障；

步骤3：故障隔离以后，合上直流断路器以及转供电的开关，恢复非故障区的供电。

优选地，所述步骤2中，具体包括以下内容：

步骤21：中压直流配电网发生故障时，线路始端直流断路器处的直流保护装置过流保护动作，跳开直流断路器，切除故障；

步骤22：线路分段处配置的直流保护装置在故障电流超过定值以后，通过通信网络将故障电流以及故障电流方向传递给相邻的直流保护装置，没有检测到故障的直流保护装置不会传递故障电流和故障电流方向；

步骤23：直流保护装置通过自身以及相邻保护的故障电流以及故障电流方向确定故障点，然后故障点周围最近的直流保护装置动作，跳开负荷开关，隔离故障。

优选地，所述直流保护装置之间的通信协议采用goose。

优选地，所述步骤2中故障点周围最近的直流保护装置动作后，同时将动作信号送给直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置；

所述步骤3中直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置在接收到进行故障隔离的直流保护装置的动作信号后进行故障隔离后的合闸操作，恢复非故障区的供电。

本发明同时提出了一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复系统，包括直流断路器、负荷开关、直流保护装置和通信网络；中压直流配电线始端配置直流断路器，线路的分段处配置负荷开关，线路始端、每个分段处配置直流保护装置，所述通信网络用于直流保护装置之间的通信。

线路始端的直流保护装置检测到故障电流时过流保护动作，跳开直流断路器，切除故障；

线路分段处配置的直流保护装置判断故障点，跳开故障点周围最近的负荷开关隔离故障；

直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置进行故障隔离后的合闸操作，恢复非故障区的供电。

优选地，线路分段处配置的直流保护装置在故障电流超过定值以后，通过通信网络将故障电流以及故障电流方向传递给相邻的直流保护装置，没有检测到故障的直流保护装置不会传递故障电流和故障电流方向；

直流保护装置通过自身以及相邻保护装置的故障电流以及故障电流方向确定故障点，故障点周围最近的直流保护装置动作，跳开负荷开关，隔离故障，同时将动作信号送直流配电线路始端配置的直流保护装置。

优选地，直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置在接收到进行故障隔离直流保护装置的动作信号后进行故障隔离后的合闸操作，恢复非故障区的供电。

优选地，所述直流保护装置之间的通信协议采用goose。

本发明的有益效果是：当中压直流配电网发生故障时，提供一种故障隔离与故障恢复的方法和系统，隔离故障区域，恢复非故障区域的供电。

附图说明

图1是本发明中“一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法和系统”的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1：

一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的方法，包括以下步骤：

步骤1：在中压直流配网线路上配置直流断路器、负荷开关、直流保护装置、通信网络；

在中压直流配电线始端配置直流断路器，线路的分段处配置负荷开关，线路始端、每个分段处配置直流保护装置，配置通信网络用于直流保护装置之间的通信。

步骤2：中压直流配电网发生故障时，由直流保护装置判断故障点；线路始端的直流保护装置跳开直流断路器，切除故障，然后线路分段处配置的直流保护装置跳开故障点周围最近的负荷开关隔离故障；

步骤21：中压直流配电网发生故障时，线路始端直流断路器处的直流过流保护装置动作，跳开直流断路器，切除故障；

步骤22：线路分段处配置的直流保护装置在故障电流超过定值以后，通过通信网络将故障电流以及故障电流方向传递给相邻的直流保护装置，没有检测到故障的直流保护装置不会传递故障电流和故障电流方向；本实施例中直流保护装置之间的通信协议采用goose。

步骤23：直流保护装置通过自身以及相邻保护装置的故障电流以及故障电流方向确定故障点，然后故障点周围最近的直流保护装置动作，跳开负荷开关，隔离故障，同时将动作信号送给直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置；

步骤3：故障隔离以后，合上直流配电线路始端以及转供电开关，恢复非故障区的供电。

直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置在接收到进行故障隔离的直流保护装置的动作信号后进行故障隔离后的合闸操作，恢复非故障区的供电。

实施例2：

图1所示为本发明中“一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复的处理方法”的示意图，中压直流配电网的故障隔离与故障恢复的处理方法如下：

1、以单环网的架构为例说明直流配电网故障隔离与故障恢复的处理方法。

2、中压直流配电线路始端配置直流断路器(d1、d2)和直流保护装置(g1、g7)，非始端的分段处配置负荷开关(f1、f2、f3、f4、f5)和直流保护装置(g2、g3、g4、g5、g6)。

3、正常运行时开环运行，负荷开关f3处于分开的状态。

4、当直流配电线路f点发生故障时，g1的过流保护元件动作，跳开d1，切除故障。

5、故障发生以后，g1和g2能检测到故障，将故障电流以及故障电流的方向通过goose向相邻的直流保护装置传递；g3和g4不能检测到故障电流，不向相邻的直流保护装置传递故障电流以及故障电流方向。

6、g1和g2两处都有故障电流并且故障电流方向相同，故障点不在g1和g2之间；g2有故障电流并且故障电流方向流向f，g3没有故障电流也没有故障电流方向，所以故障点在g2和g3之间；g3和g4处没有故障电流，故障点不在g3和g4之间。

7、g2、g3动作，跳开f1和f2，隔离故障。

8、故障隔离以后，d1和f3合上，恢复非故障区域供电。

实施例3：

本发明同时提出了一种中压直流配电网故障隔离与故障恢复系统，包括直流断路器、负荷开关、直流保护装置和通信网络；中压直流配电线始端配置直流断路器，线路的分段处配置负荷开关，线路始端、每个分段处配置直流保护装置，所述通信网络用于直流保护装置之间的通信。

线路始端的直流保护装置检测到故障电流时过流保护动作，跳开直流断路器，切除故障；线路分段处配置的直流保护装置判断故障点，跳开故障点周围最近的负荷开关隔离故障。

线路分段处配置的直流保护装置在故障电流超过定值以后，通过通信网络将故障电流以及故障电流方向传递给相邻的直流保护装置，没有检测到故障的直流保护装置不会传递故障电流和故障电流方向；本实施例中直流保护装置之间的通信协议采用goose。

直流保护装置通过自身以及相邻直流保护装置的故障电流以及故障电流方向确定故障点，故障点周围最近的直流保护装置动作，跳开负荷开关，隔离故障，同时将动作信号送给直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置。

直流配电线路始端以及转供电开关处配置的直流保护装置接收到进行故障隔离的直流保护装置的动作信号后进行故障隔离后的合闸操作，恢复非故障区的供电。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。