一种特殊线路故障后快速恢复供电方法和系统与流程

本发明涉及一种解决特殊线路故障后快速恢复供电方法和系统，属于电力系统自动化控制及继电保护技术领域。

背景技术：

随着人们对电能需求及电能质量要求的增加，部分集中负荷由于输电走廊的限制，采用特殊的输电方式，如：海底电缆输电、超导输电。当选用特殊线路输电时，一般都是考虑特殊的应用场合如输电容量大，输电通道限制等。从建设成本考虑110kv以下电压等级电缆线路一般不会采用双重化配置，这就导致了受电端供电可靠性下降，特别是当特殊线路发生故障时，短时间内很难定位故障，并进行故障修复。如果该负荷线路比较重要，需要借用其它架空线路或者建设其它备用线路作为冷备用线路，在紧急情况下投入使用。因此考虑到输电的安全性及经济性，当特殊输电方式发生永久性故障时，恢复时间长，一般会采用特殊输电方式为主，传统输电方式作为冷备用的方式。但是这种方式下，当特殊输电线路检修或者发生故障时，都是采用人工合闸冷备用线路的方式保证负荷端的供电，给实际使用带来了很大的不便且修复困难恢复时间慢。

技术实现要素：

本发明旨在解决特殊线路发生永久性故障后，无法快速恢复供电的问题，提出一种解决特殊线路故障后快速恢复供电方法和系统。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种特殊线路故障后快速恢复供电方法，包括以下步骤：

在特殊线路和常规线路的两端位于变电站位置分别设置一个线路保护装置；所述线路保护装置包括cpu插件，所述cpu插件用于将合闸命令从特殊线路上的线路保护装置传输到常规线路上的线路保护装置；

当特殊线路发生故障后特殊线路一端的线路保护装置1-1断开对应变电站的线路开关并将合闸命令通过线路保护装置1-1传送到常规线路的同一端的线路保护装置2-1；

线路保护装置2-1确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上该端的常规线路开关；

经过预设的跳闸延迟时间特殊线路的另一端的保护装置1-2发送合闸命令到对应端的常规线路上的线路保护装置2-2，线路保护装置2-2确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上对应端的常规线路开关完成特殊线路故障后快速恢复供电。

在以上技术方案中，所述cpu插件通过具备站控层goose功能的mms通信接口传输goose合闸命令。

在以上技术方案中，所述cpu插件通过具备过程层goose功能的过程层goose通讯接口传输goose合闸命令。

在以上技术方案中，所述cpu插件通过纵联差动光纤通道接口传输合闸命令。

优选地，当线路两端的变电站之间的距离不超过1km时，采用goose传输合闸命令。

优选地，当线路两端的变电站之间的距离超过2km时，采用纵联差动光纤通道传输合闸命令。

进一步地，所述cpu插件包括三个mms通信接口和一组纵联差动光纤通道接口，其中两个mms通信接口具备传输站控层goose功能，纵联差动光纤通道接口完成传输线路两端纵差通讯功能。

进一步地，所述cpu插件包括三个mms通信接口，一组otm接口以及一组独立的过程层goose通讯接口；其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，otm接口完成传输线路两端纵差通讯功能，过程层goose通讯接口完成线路同一侧goose合闸命令传输。

进一步地，所述cpu插件包括三个mms通信接口，两组otm接口；其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，一组otm接口完成两端纵差通讯功能，另一组otm接口完成线路同一侧合闸命令传输。

在另一方面，本发明提供了一种特殊线路故障后快速恢复供电系统，包括：

在特殊线路的两端位于变电站位置设置的线路保护装置1-1和线路保护装置1-2以及在常规线路的两端位于变电站位置设置的线路保护装置2-1和线路保护装置2-2；

所述线路保护装置1-1、线路保护装置1-2、线路保护装置2-1以及线路保护装置2-1都包括cpu插件，所述cpu插件用于将合闸命令从特殊线路的线路保护装置传输到常规线路的线路保护装置；

所述线路保护装置1-1用于当特殊线路发生故障后断开对应变电站的线路开关并将合闸命令传送到常规线路的同一端的线路保护装置2-1；

所述线路保护装置2-1用于确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上该端的常规线路开关；

特殊线路的另一端的线路保护装置1-2用于经过预设的跳闸延迟时间发送合闸命令到对应端的常规线路上的线路保护装置2-2；

所述线路保护装置2-2用于确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上对应端的常规线路开关完成特殊线路故障后快速恢复供电。

本发明所达到的有益技术效果：

1、本发明通过在特殊线路和常规线路上分别设置线路保护装置并将特殊线路上检测到的合闸命令从特殊线路侧的线路保护装置传到常规线路的线路保护装置上，进而控制合闸继电器合上开关实现恢复供电，响应速度快并且避免了人工合闸带来的效率低和操作不便的问题；

2、基于goose信号传输开关量的技术在电力系统中得到了广泛应用，但是在特殊线路输电系统中用该技术自动合闸常规线路的应用暂未提及，本发明提出了采用goose将合闸信号从特殊线路传递到常规线路来控制合闸，使特殊线路发生故障后的合闸操作更方便快捷；

3、本发明提出了可采用goose传递合闸命令或者选择otm传递合闸命令，通过传输线路两端变电站较近采用goose传输“合闸信号”；如果距离比较远(超过1km)，采用goose传输“合闸信号”受到限制，采用纵联通道传输“合闸信号”方式，该方式传输距离达到60km，并且能保证传输信息的可靠性。

附图说明

图1是本发明方法具体实施例设置线路保护装置的结构示意图；

图2是本发明方法另一实施例设置线路保护装置的结构示意图；

图3是本发明方法具体实施例cpu插件，

其中图3-1是本发明方法具体实施例cpu插件1，

图3-2是本发明方法具体实施例cpu插件2，

图3-3是本发明方法具体实施例cpu插件3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明方法具体实施例设置线路保护装置的结构示意图；如图1所示，在特殊线路和常规线路的两端位于变电站位置分别设置一个线路保护装置；

所述线路保护装置包括cpu插件，所述cpu插件用于将合闸命令从特殊线路上的线路保护装置传输到常规线路上的线路保护装置。

当特殊线路发生故障后特殊线路一端的线路保护装置1-1断开对应变电站的线路开关并将合闸命令通过线路保护装置1-1传送到常规线路的同一端的线路保护装置2-1；

线路保护装置2-1确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上该端的常规线路开关；

经过预设的跳闸延迟时间特殊线路的另一端的保护装置1-2发送合闸命令到对应端的常规线路上的线路保护装置2-2，线路保护装置2-2确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上对应端的常规线路开关完成特殊线路故障后快速恢复供电。

具体地，当图1中继电保护装置(线路保护1-1、线路保护1-2)通过外部输入的模拟量(ac插件输入信息)、开关量(bio插件输入信息)判断出特殊线路上发生故障时，cpu插件经延时驱动操作板(swi)的跳闸继电器去断开对应变电站的线路开关(线路保护1-1跳开变电站1中特殊线路开关、线路保护1-2跳开变电站2中特殊线路开关)，线路保护1-1同时发“goose合闸命令”给线路保护2-1(为保证goose信息的可靠性，采用点对点的goose传输方式)，线路保护2-1确认goose合闸命令后，通过操作板(swi)的合闸继电器合上变电站1侧的常规线路开关，线路保护2-2以同样的逻辑合变电站2侧的常规线路开关完成特殊线路故障后快速恢复供电。需要说明的是特殊线路用于判断线路产生故障的外部输入量如模拟量、开关量都来自于现有技术的输出，在此不做赘述。所述操作板用于控制变电站的线路开关其也是现有技术，在此不做详细介绍。

图2是本发明方法另一实施例设置线路保护装置的结构示意图；如图1-2，如果变电站1和变电站2的距离比较远(超过1km)，采用goose传输“合闸信号”受到限制，本实施例采用纵联通道传输“合闸信号”方式，该方式传输距离达到60km，并且能保证传输信息的可靠性，详细的合闸逻辑如下：

以线路保护装置2-1为例，当满足“外部合闸充电条件”后，接收到线路保护1-1跳闸信号时启动合闸逻辑，经合闸短延时tu1(该延时可整定)发合变电站1断路器命令，合变电站1断路器命令经100毫秒延时撤销。若变电站1断路器在发合断路器命令1s内未合上，则发“断路器拒合”及“动作失败”告警；在确认变电站1断路器合上后，经一跳闸延时tu3(可整定)发跳变电站2断路器的命令，跳变电站2断路器命令经100毫秒延时撤销。若发跳变电站2断路器命令在1s内未跳开断路器，则发“断路器拒跳”及“动作失败”告警；若确认变电站2断路器跳开，则发“动作成功”报文。

本实施例中当特殊线路发生区内故障时，两侧保护装置通过纵联差动保护保证两侧保护隔离故障，故障线路被隔离后，分别给本侧冷备用线路保护发“合闸命令”，利用冷备用线路恢复负荷端供电。

基于图1和图2不同应用场合的需求，以下实施例包括了三款cpu插件：

实施例一：见图3-1，配置三个mms通信接口，一组otm(otm)接口；其中两个mms通信接口具备传输站控层goose功能，otm接口完成两端纵差通讯功能。该方案对硬件资源需求较少，但站控层goose信号传输实时性较差，性能基本可以满足(图1)系统需求；

在具体实施例中本发明方法中设置的4台线路保护装置(见图1)均选用本实施例(见图3-1)中cpu插件，线路保护1-1通过该插件的eth2、eth3口发送“goose合闸命令”给线路保护1-2的eth2、eth3口，线路保护1-2收到“goose合闸命令”后通过装置自己的操作插件输出合闸信号；

需要说明的是本发明方法实施时软件上支持mms通讯和goose通讯共口功能。

实施例二(见图3-2)，配置三个mms通信接口，一组otm接口以及一组独立的过程层goose通讯接口；其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，otm接口完成两端纵差通讯功能，过程层goose通讯接口完成线路同一侧goose“合闸命令”传输。过程层goose通讯接口相对于站控层goose通讯接口。过程层是完成电力运行实时的电气量检测、运行设备的状态参数检测、操作控制执行与驱动就是常说的模拟量/开关量采集、控制命令的执行。只有数字化变电站也就是智能变电站才有过程层，常规变电站只有间隔层和站控层，没有过程层。过程层设备包括一次设备比如发电机，变压器，母线，断路器，隔离开关，电流/电压互感器，合并单元，智能终端。合并器与互感器的输出相连并完成与一些跨间隔合并器的数据传输。智能终端能够完成某种控制动作。

该方案goose信号实时性高，缺点在于goose直连信号的传输距离有限；该实施例中cpu插件2为改进型，在cpu插件1硬件基础上增加goose收发光口，同时软件上支持过程层goose收发功能。

在另一个实施例中本发明方法中设置的4台线路保护装置(见图1)均选用本实施例(见图3-2)中典型cpu插件2时，线路保护1-1通过该插件的goosetx口发送“goose合闸命令”给线路保护1-2的gooserx口，线路保护1-2收到“goose合闸命令”后通过装置自己的操作插件输出合闸信号。

实施例三(见图3-3)，配置三个mms通信接口，两组otm接口。其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，一组otm接口完成两端纵差通讯功能，另一组otm接口完成线路同一侧“合闸命令”传输，该方案适合两条线路同一侧保护装置距离超过1km的应用场合。该实施例中cpu插件3为增强型，在cpu插件1硬件基础上增加otm(opticaltouchmodule，即纵联差动光纤通道)收发光口。

mms(microsoftmediaserverprotocol)，即微软媒体服务器协议，用来访问并流式接收windowsmedia服务器中.asf文件的一种协议。mms协议用于访问windowsmedia发布点上的单播内容。

在具体实施例中，本发明方法中设置的4台线路保护装置结构以图2为例，4台线路保护装置均选用本实施例中典型cpu插件3(见图3-3)，线路保护1-1通过该插件的otmtx2口发送“goose合闸命令”给线路保护1-2的otmrx2口，线路保护1-2收到“goose合闸命令”后通过装置自己的操作插件输出合闸信号。

以上实施例中的三款cpu插件，可以满足不同应用场合特殊线路故障后快速恢复供电。

在另一个实施例中，提供了一种特殊线路故障后快速恢复供电系统(见图1或图2)，包括：

在特殊线路的两端位于变电站位置设置的线路保护装置1-1和线路保护装置1-2以及在常规线路的两端位于变电站位置设置的线路保护装置2-1和线路保护装置2-2；

所述线路保护装置1-1、线路保护装置1-2、线路保护装置2-1以及线路保护装置2-1都包括cpu插件，所述cpu插件用于将合闸命令从特殊线路的线路保护装置传输到常规线路的线路保护装置；

所述线路保护装置1-1用于当特殊线路发生故障后断开对应变电站的线路开关并将合闸命令传送到常规线路的同一端的线路保护装置2-1；

所述线路保护装置2-1用于确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上该端的常规线路开关；

特殊线路的另一端的线路保护装置1-2用于经过预设的跳闸延迟时间发送合闸命令到对应端的常规线路上的线路保护装置2-2；

所述线路保护装置2-2用于确认合闸命令后通过操作板的合闸继电器合上对应端的常规线路开关完成特殊线路故障后快速恢复供电。

在以上实施例的基础上，在具体实施时cpu插件的结构可选以下三种；

1、cpu插件包括三个mms通信接口和一组纵联差动光纤通道接口(见图3-1)，其中两个mms通信接口具备传输站控层goose功能，纵联差动光纤通道接口完成传输线路两端纵差通讯功能。图3-1是本发明方法具体实施例cpu插件1，

2、cpu插件包括三个mms通信接口(见图3-2)，一组otm接口以及一组独立的过程层goose通讯接口；其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，otm接口完成传输线路两端纵差通讯功能，过程层goose通讯接口完成线路同一侧goose合闸命令传输。

3、cpu插件包括三个mms通信接口(见图3-3)，两组otm接口；其中，mms通信接口完成站控层通讯功能，一组otm接口完成两端纵差通讯功能，另一组otm接口完成线路同一侧合闸命令传输。

这三款cpu插件，可以满足不同应用场合特殊线路故障后快速恢复供电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。