一种区域供电环网故障快速隔离和负荷转移方法与流程

本发明涉及电力系统自动化领域，具体是一种区域供电环网故障快速隔离和负荷转移方法。

背景技术：

为提高区域供电的可靠性，现在配电网络开始推广环网供电方式，由于配网中线路距离短，常规的过流保护存在定值、时限难于整定，无法满足继电保护的基本要求。目前国内配电自动化多采用重合器/分段器方式、基于通信的馈线自动化方式等。重合器/分段器方式这种控制方式采用断路器作为跳闸开关，通过多次重合断路器和负荷开关来确定故障区域，需要多次跳合开关，开关损耗大，停电时间较长。基于通信的馈线自动化方式保护功能完全依赖主站端进行，故障定位时间较长，故障后整条线路都会短时停电。以上方式已经不符合用户特别是重要负荷对供电高可靠性的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种区域供电环网故障快速隔离和负荷转移方法，以解决背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种区域供电环网故障快速隔离和负荷转移方法，包含以下步骤：

a、智能终端实时采集本间隔节点的电流电压数据，各开关的开关状态以及供电网络的拓扑信息；

b、通过高速通信网络，发送本节点的电流采样值，开关状态，远方控制信息给相邻的供电节点，同时接受相邻节点发送的电流采样值，开关状态，远方控制信息；

c、根据系统设置的保护逻辑结合各节点的实时数据，在故障情况下，依据系统配置的保护逻辑，快速判断故障类型和故障区域；

d、根据故障区域启动跳闸程序，跳开相应的开关，隔离故障；

e、故障隔离后，所在区域节点开关断开后发送远方合闸命令到通信网络，供电环网常开节点收到远合命令后启动合闸程序，合上常开开关，完成负荷转移，恢复非故障区域的供电。

作为本发明的优选方案：所述步骤2具体方法：各节点的智能终端通过光缆或双绞线进行手拉手式连接；每个节点只与上下游的相邻节点进行数据交换，传输模拟量数据，开关状态，远方控制信息；数据按照固定时间间隔发送，以全双工方式工作，数据传输进行校验和应答，连续多次校验出错或无应答，启动告警程序。

作为本发明的优选方案：所述步骤3的具体方法是：各节点依据自身采样值和接收相邻节点的采样值计算故障电流，以差动速断为主保护，过流方向保护为后备保护，判断故障类型和故障区域。

作为本发明的优选方案：所述步骤4的具体方法是：供电环网故障后，对应区域节点的智能终端会启动跳闸程序，驱动断路器跳闸，同时发送对侧跳闸命令，让故障区域另一侧的智能终端启动跳闸程序跳开相应对侧断路器，隔离故障。

作为本发明的优选方案：所述步骤4的具体方法是：故障隔离后，由所在故障区域节点的智能终端检测断路器位置，当开关在分位后向通信网络发送远方合闸命令，通信网络各节点根据供电环网的拓扑结构结合节点中的常开开关位置，启动对应节点开关的合闸程序，合上常开开关，完成负荷的转移，恢复非故障区域的供电。

作为本发明的优选方案：所述智能终端包含模拟量采集模块和开关量采集模块，出口驱动模块，通信模块和数据处理模块；所述智能终端实时采集本节点进出环网的电流电压模拟量数据，开关的跳合位状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可用于区域供电网，不依赖主站系统，能够自动完成故障隔离和非故障区域的供电恢复，最小化故障停电范围，非故障区域停电时间短，提高了供电可靠性。

附图说明

图1是本发明区域供电环网故障快速隔离和负荷转移的系统结构图；

图2是本发明例供电故障及处理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种区域供电环网故障快速隔离和负荷转移方法，包含以下步骤：

a、智能终端实时采集本间隔节点的电流电压数据，各开关的开关状态以及供电网络的拓扑信息；

b、通过高速通信网络，发送本节点的电流采样值，开关状态，远方控制信息给相邻的供电节点，同时接受相邻节点发送的电流采样值，开关状态，远方控制信息；

c、根据系统设置的保护逻辑结合各节点的实时数据，在故障情况下，依据系统配置的保护逻辑，快速判断故障类型和故障区域；

d、根据故障区域启动跳闸程序，跳开相应的开关，隔离故障；

e、故障隔离后，所在区域节点开关断开后发送远方合闸命令到通信网络，供电环网常开节点收到远合命令后启动合闸程序，合上常开开关，完成负荷转移，恢复非故障区域的供电。

步骤2具体方法：各节点的智能终端通过光缆或双绞线进行手拉手式连接；每个节点只与上下游的相邻节点进行数据交换，传输模拟量数据，开关状态，远方控制信息；数据按照固定时间间隔发送，以全双工方式工作，数据传输进行校验和应答，连续多次校验出错或无应答，启动告警程序。

步骤3的具体方法是：各节点依据自身采样值和接收相邻节点的采样值计算故障电流，以差动速断为主保护，过流方向保护为后备保护，判断故障类型和故障区域。

步骤4的具体方法是：供电环网故障后，对应区域节点的智能终端会启动跳闸程序，驱动断路器跳闸，同时发送对侧跳闸命令，让故障区域另一侧的智能终端启动跳闸程序跳开相应对侧断路器，隔离故障。

步骤4的具体方法是：故障隔离后，由所在故障区域节点的智能终端检测断路器位置，当开关在分位后向通信网络发送远方合闸命令，通信网络各节点根据供电环网的拓扑结构结合节点中的常开开关位置，启动对应节点开关的合闸程序，合上常开开关，完成负荷的转移，恢复非故障区域的供电。

智能终端包含模拟量采集模块和开关量采集模块，出口驱动模块，通信模块和数据处理模块；所述智能终端实时采集本节点进出环网的电流电压模拟量数据，开关的跳合位状态。

本发明的工作原理是：图2是本发明保护系统故障隔离及负荷转移的示意图，首先各节点实时采集本间隔节点的电流电压数据，各开关的开关状态以及供电网络的拓扑信息；

然后通过高速通信网络，发送本节点的电流采样值，开关状态，远方控制信息给相邻的供电节点，同时接受相邻节点发送的电流采样值，开关状态，远方控制信息；

根据系统设置的保护逻辑结合各节点的实时数据，图2中d段线路发生故障时，系统根据#n节点和#(n-1)节点的电流值做差|i1-i2|>差动定值时启动跳闸，#n节点断路器qf2跳闸，同时#n节点向#(n-1)节点发送对侧跳闸命令和远方合闸命令，经过多次确认后#(n-1)节点断路器qf1跳闸，隔离d段线路，当检测到#(n-1)节点断路器qf1跳开后，执行远方合闸命令，合上#(n-1)节点常开断路器qf2，由进线2给#(n-1)节点出线负荷供电。电流差动保护动作时间小于40ms，故障隔离时间小于90ms(包含断路器开断时间50ms)；系统启动合闸动作时间小于90ms(包含断路器合闸时间80ms)，故障隔离+负荷转移的总体时间小于180ms。

图2中故障b发生在#2节点母线时，过流方向保护启动，判断故障发生在母线侧，启动跳闸程序同时跳开#2节点断路器qf1，qf2，隔离#2节点母线，系统检测到断路器分闸位置后，向相邻的#1节点和#3节点发送远方合闸命令，各节点接收到远方合闸命令后经过多次确认并根据环网拓扑结构判断常开断路器位置，如图2中#(n-1)节点断路器qf2，由#(n-1)节点智能保护终端启动合闸程序，合上断路器qf2，进线2对#2节点后边的负荷进行供电。电流方向保护动作时间小于40ms，故障隔离时间小于90ms(包含断路器开断时间50ms)；系统启动合闸动作时间小于90ms(包含断路器合闸时间80ms)，故障隔离+负荷转移的总体时间小于180ms。

故障发生后，所述系可以通过无线、双绞线或光缆多种通信方式向主站系统发送故障信息，辅助值班人员对供电网络的监控以及故障的检修。

上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。