[发明专利]一种基于配电网智能终端的故障定位保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力工程领域的继电保护自动化领域，具体涉及一种基于配电网智能终端的故障定位保护装置及方法。

背景技术

现代电力系统由发电、输电、变电、配电及用户组成，我国的电力工业长期以来一直存在“重发、轻供、不管用”的不良现象，一贯比较重视发电、输电设施的建设，目前国内对高压输电网已经能够做到故障点的精确定位,而相对忽视了配电系统的投资和改造，造成供电可靠性低、电能质量差、用户意见大的不利局面，配电环节已成为我国电力企业进一步发展的瓶颈问题。

配电网是整个电力系统的末端，直接面向终端用户，随着经济的迅猛发展，用电负荷的大量增加，对供电可靠性和供电质量提出了越来越高的要求。配电网发生故障后,应能及时准确地定位故障地点,从而迅速隔离故障区域并恢复全区域供电,尽可能的减少因事故停电对社会经济和群众生活造成的影响与损失。

配电网以前由于国家不太重视,投资也比较少,使配电线路所能采集到的信息量非常少,在较长时期内只能采用重合器和分段器相互配合的方式实现故障区域的自动隔离与恢复供电。这种故障定位方法虽然结构简单、可靠性相对较高，但同时也存在以下严重的缺陷：

1）切断故障时间较长，往往需要数分钟甚至更长的时间；2）非故障间隔开关动作频繁，缩短了开关寿命；3）多次短路电流冲击、多次停送电，对用户造成严重影响；4）环网时使非故障部分全停电一次，扩大事故影响范围；5）随着分布式电源的接入，配电网由原来的单电源网络变成了复杂的多电源供电的有源网络，基于传统的故障定位方法变得更加困难甚至完全失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于配电网智能终端的故障定位保护方法，以解决现有故障定位方法切断时间长及影响范围大的问题，同时提供一种使用该方法的定位保护装置。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于配电网智能终端的故障定位保护方法，包括如下步骤：

（1）将配电网划分为至少一个最小配电区域，各区域中每个终端对应一个配电开关；

（2）计算每个区域的故障状态差动值Ssum，Ssum与对应区域中各终端的故障状态值相关，所述故障状态值反应了对应终端对故障电流的过流信息及流向信息；

（3）将每个区域的故障状态差动值Ssum与该区域的状态设定值进行比较，如果对应区域比较后的差值满足设定条件，则经短延时确认差动保护动作，差动保护动作后跳开该区域内的所有配电开关实现故障隔离。

所示步骤（3）中的设定条件为故障状态差动值大于等于状态设定值。

步骤（2）中故障状态差动值Ssum的计算公式为：Ssum=︱S1-S2-…-Sn︱，其中，S1为最接近于系统电源侧终端的故障状态值，n为该区域内终端的台数，Sn为第n台终端的故障状态值；若该终端无过流时Sn为0；若过流且方向与正方向相同时Sn为1；若过流且方向与正方向相反时Sn为-1；正方向定义为从系统电源侧流向负荷侧的电流方向。

所述状态设定值为该区域内投入的分布式电源数目值加1，且每个区域在设定该区域的状态设定值时，均计入其下游方向所有投入的分布式电源的数目，所述的下游方向设定为从系统电源侧到负荷侧的方向。

终端根据分布式电源的投退情况，可以自动修正状态设定值，如果分布式电源对应的开关处于退出状态，则状态设定值自动减1。

在采集终端的故障状态值时，各终端将过流和方向信息以GOOSE方式传输到自身集成的ONU模块，再由ONU模块上传到EPON网络，再通过EPON网络将本终端的故障状态值以GOOSE方式发送到该区域内的其它终端，同时接收区域内其它终端的故障状态信息。

本发明所采用的技术方案是：一种基于配电网智能终端的故障定位保护装置，包括：

将配电网划分为至少一个最小配电区域的模块；各区域中每个终端对应一个配电开关；

用于计算每个区域的故障状态差动值Ssum的模块，Ssum与对应区域中各终端的故障状态值相关，所述故障状态值反应了对应终端对故障电流的过流信息及流向信息；

用于将每个区域的故障状态差动值Ssum与该区域的状态设定值进行比较，如果对应区域比较后的差值满足设定条件，则经短延时确认差动保护动作，差动保护动作后跳开该区域内的所有配电开关实现故障隔离的模块。