[发明专利]一种实现配电防火墙的方法

说明书

技术领域：

本发明属于电力配电设备技术领域，涉及一种中压配电开关控制设备技术，特别是一种具有保护配电网络中用电设备功能的配电防火墙的实现方法，或称为具有防火墙功能的控制技术。

背景技术：

配电网系统的馈线自动化就是监视馈电线路的运行方式和负荷情况，当配电线路故障发生后，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段，并恢复健全区段的供电，在目前最常用的是用重合器实现馈线的自动化。重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作.并在其后自动复位或闭锁。重合器的功能是当事故发生后.如果重合器经历了超过设定值的故障电流，则重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序作若干次合、分的循环操作，若重合成功则自动终止后续动作，并经一段延时后恢复到预先的整定状态.为下一次故障做好准备；若重合失败则闭锁在分闸状态.只有通过手动复位才能解除闭锁；另外配合分段器隔离大的故障区段；分段器是一种与电源侧的级开关配合，在失压或无电流的情况下自动分离的开关设备，当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闭状态，从而达到隔离故障线路区段的目的；若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就被其它设备切除了，则其将保持在合闭状态，并经一段延时后修复到预先的设定状态，为下一次故障做好准备；分段器一般不能断开短路故障电流，通常用重合器与分段器配合，可以实现故障区段的隔离。

但是，基于重合器的馈线自动化系统，虽然在故障发生时，能够准确地判断故障区段，并能自动隔离故障区段，恢复健全区域供电，但是这种形式的困线自动化仍存在一些缺陷，具体有：采用重合器或断路器与电压一时间型分段器配合时，当线路故障时，分段开关不立即分断，而要依靠重合器或位于主变电所的出线断路器的保护跳闸，导致门线失压后，各分段开关才能分断；采用重合器或断路器与过流脉冲计数的分段器配合时，也要依靠重合器或位于主变电所的出线断路器的保护跳闸，导致线路失压后，各分段开关才能分队这样做是不理想的，主要表现在以下几个方面：一是切断故障的时间较长；二是依靠重合器或主变电所出线断路器的继电保护装置保护整条馈线，降低了；三是由于必须分断重合器或主变电所的出线断路器，因此实际扩大了事故范围；若重合器拒分或主变电所出现断路器的保护失灵或断路器拒分，会进一步扩大事故范围；四是当采用重合器与电压一时间型分段器配合隔离开环运行的环状网的故障区段时，要使联络开关另一侧的健全区域所有的开关部分一次问，造成供电短时中断，更加扩大了事故的影响范围；尤其是在配网要求较高的配网系统中，现有的技术存在更大的局限性，主要体现在：配网负荷中心处，负荷密度大，配网线路存在点多、线短、分散广，因此线路情况非常复杂，相互影响大，导致大范围停电故障频发；配电线路相对较短，区间内接点间阻抗相差小，短路电流相差不大，不容易整定定值；配电网的负荷对供电质量要求越来越高，发生事故后造成的损失大；另外检修需要全线查找，故障点定位不方便，而且整条线路上所有负荷均要重新启动，工作极为繁重，同时延误生产，造成重大的损失；配网系统从属于电力系统电网末端，继电保护时限分配到配网时，已经没有多大的延时空间了，常规按0.3s时间级差的保护无法配置。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计构成一种实现配电防火墙功能的技术方法，特别是一种具有保护配电网络中用电设备功能的开关自动控制技术。

为了实现上述目的，本发明将单稳态永磁真空断路器、继电保护装置与永磁控制器组合成一体式防火墙控制器，通过以单稳态永磁真空断路器配合继电保护式永磁控制器的无间隙出口，电连通接入配电网络中，实现配电防火墙对配电网络中的用电设备故障的稳定快速分断；单稳态永磁真空断路器能够实现无弹跳合闸、分闸，每次合闸或分闸的机械动作时间固定，单稳态永磁真空断路器具有稳定的灭弧能力，其分断灭弧时间稳定为42ms以内；将继电保护装置与永磁控制器组合成为一体时，继电保护装置的出口省略电磁继电器，而直接与永磁控制器触发，使防火墙控制器对信号处理过程的时间减少，同时减少电磁继电器带来的出口抖动，从防火墙控制器接收到故障信号到发出命令时间为35ms；永磁控制器的放电过程和电流互感器信号采集过程的时间延时为毫秒级(ms)，实现配电防火墙的综合动作时间小于80ms，并能够与单稳态永磁真空断路器实现时间级差为100ms的配合，增加可靠时间为0.02s，上级开关与防火墙的级联配合时间为0.1s；在复杂配电网络中的用电负荷与变电站之间形成防火墙结构，实现配电防火墙的功能和方法。