[发明专利]一种配电网主站与级差保护协同型自愈方法

说明书

本发明公开了一种配电网主站与级差保护协同型自愈方法，通过设置投入自愈的开关信息、馈线组闭锁信息、馈线组开环闭环信息、馈线组投入退出等信息，在发生线路跳闸故障情况下，自动搜索故障区域，有效避免了因为馈线运行方式变更后导致级差匹配失配所造成开关越级跳闸情况下，主站自愈程序误定位故障区域的技术问题。

技术领域

本发明涉及配电网安全防护技术领域，尤其涉及一种配电网主站与级差保护协同型自愈方法。

背景技术

主站与级差保护协同型自愈，指配电终端就地跳闸快速完成故障上游隔离，配电主站完成故障精确定位、隔离及非故障区段复电，其原理是根据开关分闸/合闸、闭锁信号、保护动作信号、拓扑结构等信息进行故障分析及定位。故障定位逻辑基本可以归纳为：按供电路径拓扑，从级差保护跳闸开关或级差告警开关远离电网电源侧寻找最后一个跳闸开关或过流告警开关作为故障点上游边界开关，然后继续往电源下游搜索，找到下游第一个无跳闸、无过流告警的开关动作为故障点下游边界开关，将上下游边界开关之间的区间作为整个故障区域，如图1中，开关3与开关4之间为故障区域，开关3为上游边界开关，开关4为下游边界开关，此类型的自愈快速隔离，是依靠就地过流保护实现。为了故障时能将配电网故障隔离在较少的范围，运行人员一般会依据变电站10kV出线开关的过流定值/动作时限，以及站外开关动作性能和线路具体情况，对站外开关保护按照时间级差或重合闸级差进行定值整定，因此会形成保护级差。正常运行方式下，馈线发生故障时，馈线上带级差保护的自动化开关会按既定的动作电流/时限跳闸，故障被动作时限最小的一个级差开关(开关3)隔离掉，然后自动化主站会依据开关分闸/合闸、闭锁信号、保护动作信号、拓扑结构等信息进行故障分析及定位出故障区间(开关3与开关4之间)，然后由主站发出遥控指令，分断故障下游开关(开关4)，实现故障区间完全隔离，再由自动化主站发出遥控指令合上非故障区域的联络开关(开关6)，从对侧线路引入电源恢复非故障区域的供电。

目前，配网自动化开关保护定值由线路运行人员按相关整定原则进行整定，耗时较长。自愈馈线组运行方式临时变更后，定值无法根据线路运行方式自动更新，需要人工整定后到现场或远程设置开关保护的定值，若现场终端因级差定值无法及时按要求修改，造成定值失配情况下，主站与级差保护协同型自愈无法保证正确启动，实现故障线路自愈。

非正常运行方式下(即原开环点开关变更至其他位置)馈线发生故障时，由于馈线上带级差保护的自动化开关会设定的动作电流/时限跳闸是以正常运行方式进行整定，若故障发生在原来的开环点后段(如图2所示)，则由于故障被动作时限最小的一个级差开关隔离掉，然后自动化主站会依据开关分闸/合闸、闭锁信号、保护动作信号、拓扑结构等信息进行故障分析及定位出故障区间。但由于故障点前，开关5、开关6、开关11的动作时限定值均设置为0秒，而开关4、开关12、开关10的过流告警动作时限均设置为0秒，则故障时开关5、6、11三台开关因动作时限一致引起故障跳闸，开关4、开关12、开关10也达到过流告警时限，发出过流告警，而离故障点最近的开关9却因为未达到保护动作时限0.15S而不发出任何告警及跳闸信息。这时候，如果按照前述的主站自愈故障定位、动作逻辑，则故障区间会被定位在开关10及开关9之间，开关10为上游边界开关，开关9为下游边界开关，后续的自愈动作逻辑会发遥控指令分开开关10、开关9，然后逐级恢复开关5、开关6、开关11，恢复线路上游非故障区域的供电，而下游会发指令合上开关7恢复开关7至开关8之间用户负荷的供电。另外，由于目前用于配网线路的自动化断路器动作时间都较长，由线路发生故障至断路器跳闸断开，时间约为100ms左右，且开关级差要预留一定时间裕量，需与上级母线保护、主变保护之间形成有效保护配合，因此同一个线路上无法无限制的投入多级时间级差开关对线路进行保护。一般变电站母线馈出开关(开关1)设置的保护时间级差为0.3秒(即300ms或0.3s)，按100ms或150ms一级的级差进行配合，线路上可投入保护跳闸的开关仅能有2～3个，若线路上自动化断路器多于3个的时候，仅能投入保护告警，用于指示故障电流是否流过该开关节点。因此，亟需提供一种配电网主站与级差保护协同型自愈方法，用于有效避免因为馈线运行方式变更后导致级差匹配失配所造成开关越级跳闸情况下，主站自愈程序误定位故障区域的技术问题。

发明内容