专利名称：基于配电网络拓扑保护的方法
技术领域：
本发明用于配电自动化领域中馈线自动化的故障排除方法。
背景技术：
现有可应用于实际工程的馈线自动化方案主要有主站(子站)集中型方案、电 压-时间型方案。主站(子站)集中型方案是指配电自动化终端提供过流故障信号给主站(子站)，主 站根据线路整体拓扑结构，结合变电站的故障信息和终端的故障信息，对故障区域做出判 断，之后再开始故障隔离操作，该过程一般还需要工作人员进行确认，造成效率低下；此外， 此种馈线自动化方案必须依靠主站(子站)与配电自动化终端的配合才能实现。电压-时间型馈线自动化虽然可以实现就地化的故障判断与隔离，但对系统网架 结构有特殊要求，主要适用于“手拉手”架空线，电缆线路一般不允许重合闸；另外，开关需 要具备无压即分的功能，而具有该特性的开关只能由极其有限的厂家制造，价格相对普通 开关昂贵；再者，对故障的准确定位需要变电站馈线开关进行多次重合，对系统冲击大，停 电时间长，且可能造成故障范围扩大。综上，前述常用的馈线自动化方案都必须在变电站馈线开关保护跳闸、馈线全线 停电之后，再逐步进行故障区域定位与隔离，停电范围大，判断和隔离过程时间长，有待改 进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种基于配 电网络拓扑保护的方法，其可实现快速性、准确性和选择性的定位故障并隔离故障。本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是 一种基于配电网络拓扑保护的方法，包括如下步骤
(1)配电自动化终端形成配电网络拓扑结构，且各配电自动化终端与相邻节点的配电 自动化终端之间采用横向通信链接；
(2)各开关依据线路故障判据判断是否为故障邻节点，当判断为故障邻节点时，该开关 对应的网络拓扑保护启动，保护跳闸该节点的开关；而若判断为非故障邻节点，则不启动网 络拓扑保护，该节点的开关不跳闸；
所述的线路故障判据内容为
a.若开关为非变电站出口开关，与其相邻的N个节点中有且只有一个检出线路过流 故障，则判定该非变电站出口开关为故障邻节点；
b.若开关为变电站出口开关，包含该变电站出口开关自身在内的N个节点中有且只 有一个检出线路过流故障，则判定该变电站出口开关为故障邻节点。上述步骤(1)中，任意一个配电自动化终端和相邻节点的配电自动化终端形成拓 扑结构。
上述步骤(2)中，若该开关是故障邻节点，继续判断其过流保护或零序过流保护 是否动作，若动作，则判定该开关位于故障点相邻上游；而若过流保护或零序过流保护未动 作，则判定该开关位于故障点相邻下游。上述步骤(2)中，若该开关是非故障邻节点，继续判断其过流保护或零序过流保护 是否动作，若动作则判定该开关位于故障点上游，但与故障点非邻近；否则判定该开关位于 故障点下游，但与故障点非邻近。上述步骤(2)中，当作为故障邻节点的开关拒动，则与该开关的邻节点跳闸动作， 隔离故障区域。采用上述方案后，本发明建立配电自动化终端(DTU: distribution terminal unit或FTU: feeder terminal unit)与相邻的DTU (或FTU)之间的横向通信，实时交互 配电网络拓扑保护相关信息，利用配电网络拓扑原理就地化快速完成配网馈线故障区域判 断定位，迅速隔离故障点，达到减少停电面积、降低停电时间、减少停电次数的目的，实现配 网馈线自动化的故障区域判断与隔离，能够实现快速性、准确性、选择性、就地化的统一。
图1是本发明中一种配电网络典型网架结构示意图； 图2是本发明中非变电站出口开关的邻节点示意图3是本发明中变电站出口开关的邻节点示意图； 图4和图5是本发明中近后备保护的逻辑框图。
具体实施例方式以下将结合附图及具体实施例，对本发明的流程及原理进行详细说明。本发明提供一种基于配电网络拓扑保护的方法，包括如下步骤
(1)配电自动化终端(DTU: distribution terminal unit 或 FTU: feeder terminal unit)之间形成配电网络拓扑结构，本实施例中设计为任意一个配电自动化终端仅与其相 邻节点的配电自动化终端构成拓扑结构，且各配电自动化终端与相邻节点的配电自动化终 端之间采用横向通信链接；
首先如图1所示，是变电站A、B之间的一种配电网络典型网架结构，为了便于叙述，首 先进行以下定义
邻节点——在配电网络拓扑上相邻的开关(或配电自动化终端) 故障点上游——有故障电流流过、且与故障点相邻的开关(或配电自动化终端) 故障点下游——无故障电流流过、且与故障点相邻的开关(或配电自动化终端) 故障区外——与故障点不直接相邻的开关(或配电自动化终端) 以图1为例，其中，KGl与KG2为邻节点，KG2与KGU KG3、KG5为邻节点，KG3与KG2、 KG5为邻节点，KG5与KG2、KG3、KG6为邻节点；如此类推。如果开关KG5处于分位，当KG2、KG3、KG5之间的“Τ”节点发生线路相间故障时，则 KG2为故障点上游，KG3、KG5为故障点下游，KG1、KG6、KG7、KG8、KG9均为故障区外。(2)各开关依据线路故障判据判断是否为故障邻节点，当判断为故障邻节点时，该 开关对应的网络拓扑保护启动，保护跳闸该节点的开关；而若判断为非故障邻节点，则不启动网络拓扑保护，该节点的开关不跳闸；
所述线路故障判据依开关的位置而不同，具体说明如下
a.若开关为非变电站出口开关，与其相邻的N个节点中有且只有一个检出线路过流 故障，则判定该非变电站出口开关为故障邻节点，该开关对应的网络拓扑保护启动；
配合图2所示，以非变电站出口开关KG2为例，以该开关KG2为中心画一个圈，并使这 个圈包络其相邻的N个节点(即开关KG1、KG3、KG5)，开关KG2对应的FTU (或DTU)以前述 N个节点作为子集，依据前述判据判断故障点是否与开关KG2邻近。b.若开关为变电站出口开关，包含该变电站出口开关自身在内的N个节点中有 且只有一个检出线路过流故障，则判定该变电站出口开关为故障邻节点，该开关对应的网 络拓扑保护启动。需要说明的是，如果作为故障邻节点的开关拒动，则以该开关的邻节点作为近后 备，迅速动作隔离故障区域，从而将故障范围尽可能约束在更小的范围，避免全线停电，确 保变电站的正常工作。进一步地，若该开关是故障邻节点，可以判断其过流保护或零序过流保护是否动 作，若动作，则判定该开关位于故障点相邻上游；而若过流保护或零序过流保护未动作，则 判定该开关位于故障点相邻下游。另外，若该开关是非故障邻节点，判断其过流保护或零序过流保护是否动作，若动 作则判定该开关位于故障点上游，但与故障点非邻近；否则判定该开关位于故障点下游，但 与故障点非邻近。配合图3所示，以变电站出口开关KGl为例，以该开关KGl为中心画一个圈，并使 这个圈包络N个节点(即开关KG2以及变电站出口开关KGl自身)，开关KGl对应的FTU (或 DTU)以前述N个节点作子集，依据前述判据判断故障点是否与开关KGl邻近。配合图4所示，当FTU或DTU收到邻节点的“故障点相邻上游保护启动”信号时， 启动近后备保护；而图5则示出了当FTU或DTU收到邻节点的“故障点相邻下游保护启动” 信号时，启动近后备保护的逻辑框图。综上，本发明具有以下几个特点 1)网络拓扑整定方式
本发明所提供的基于配电网络拓扑保护的网络拓扑整定方式简单，每个配电自动化终 端既不需要整个网络的拓扑结构信息，也不需要邻节点与本节点的局部拓扑结构信息，每 个开关所配置的配电自动化终端只需要整定相邻开关信息以及相邻开关相连本开关的信 息，大大降低了信息的传输量和处理量，从而提高数据处理效率。以图1为例，开关编号可参考表1所示。表 1
开关名称开关编号开关名称开关编号KGl9001KG69006KG29002KG79007KG39003KG89008KG49004KG99009KG59005
而对于开关KG2的网络拓扑整定方式如表2所示
权利要求
1.一种基于配电网络拓扑保护的方法，其特征在于包括如下步骤(1)配电自动化终端形成配电网络拓扑结构，且各配电自动化终端与相邻节点的配电 自动化终端之间采用横向通信链接；(2)各开关依据线路故障判据判断是否为故障邻节点，当判断为故障邻节点时，该开关 对应的网络拓扑保护启动，保护跳闸该节点的开关；而若判断为非故障邻节点，则不启动网 络拓扑保护，该节点的开关不跳闸；所述的线路故障判据内容为a.若开关为非变电站出口开关，与其相邻的N个节点中有且只有一个检出线路过流 故障，则判定该非变电站出口开关为故障邻节点；b.若开关为变电站出口开关，包含该变电站出口开关自身在内的N个节点中有且只 有一个检出线路过流故障，则判定该变电站出口开关为故障邻节点。
2.如权利要求1所述的基于配电网络拓扑保护的方法，其特征在于所述步骤(1)中， 任意一个配电自动化终端和相邻节点的配电自动化终端形成拓扑结构。
3.如权利要求1所述的基于配电网络拓扑保护的方法，其特征在于所述步骤(2)中， 若该开关是故障邻节点，继续判断其过流保护或零序过流保护是否动作，若动作，则判定该 开关位于故障点相邻上游；而若过流保护或零序过流保护未动作，则判定该开关位于故障 点相邻下游。
4.如权利要求1所述的基于配电网络拓扑保护的方法，其特征在于所述步骤(2)中， 若该开关是非故障邻节点，继续判断其过流保护或零序过流保护是否动作，若动作则判定 该开关位于故障点上游，但与故障点非邻近；否则判定该开关位于故障点下游，但与故障点 非邻近。
5.如权利要求1所述的基于配电网络拓扑保护的方法，其特征在于所述步骤(2)中， 当作为故障邻节点的开关拒动，则与该开关的邻节点跳闸动作，隔离故障区域。
全文摘要
本发明公开一种基于配电网络拓扑保护的方法，包括如下步骤(1)所有的配电自动化终端形成配电网络拓扑结构，且各配电自动化终端与相邻节点之间采用横向通信链接；(2)各开关依据线路故障判据判断是否为故障邻节点，是则该开关对应的网络拓扑保护启动，保护跳闸该节点的开关；否则不启动网络拓扑保护；所述的线路故障判据为若开关为非变电站出口开关，与其相邻的N个节点中有且只有一个检出线路过流故障，则判定该开关为故障邻节点；若开关为变电站出口开关，包含该变电站出口开关自身在内的N个节点中有且只有一个检出线路过流故障，则判定该变电站出口开关为故障邻节点。此种方法可实现快速性、准确性和选择性的定位故障并隔离故障。
文档编号H02H7/28GK102005746SQ20101056504
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者朱中华, 沈全荣, 王文龙, 程立 申请人:南京南瑞继保工程技术有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司