技术领域
[0001] 本发明涉及配电网故障情况下，故障区域的自动隔离与非故障段负荷的恢复供电方法，特别是涉及一种提高环网开关死区故障下供电可靠性的方法。
相关背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展，对电力能源的依赖程度加深，对供电可靠性和电能质量提出了更高的要求。为提高城市土地利用率，提升市容市貌形象，部分供电公司对城市配电网进行线路全电缆改造，此时，环网柜得到了大量的运用。同时，计算机技术、通信技术以及测控技术在现代配电网中得到充分利用，国内一些发达城市已初步建成配电网全自愈系统，具有配电网数据采集与监控、故障处理、负荷管理等功能。
[0003] 有文献指出，南方某地区电缆网环网柜母线室或开关室故障次数占配网绝缘故障次数的9.28％，电缆室或电缆终端接头故障次数占配网绝缘故障次数的13.11％。受电流互感器(CurrentTransformer，CT)安装位置影响，当环网开关发生死区故障时，如若按照传统的自愈策略进行故障隔离和复电，有58.6％的概率无法正确隔离电缆终端头故障，造成重复停电、故障点转移、停电范围扩大等问题，严重影响工商业、居民正常用电，造成供电企业形象受损。
[0004] 馈线自动化是配电自动化系统的重要组成部分，也是应用最为广泛的功能，主要采取集中型、就地型、分布式三种实现模式，其中，集中型是目前馈线自动化建设的主流方案。
[0005] 现有技术文件1(CN117691742A)公开了一种基于IEC61850协议的自愈型配电自动化终端，现有技术文件2(CN116505493A)公开了一种配电网多电源供电情况的分布式故障定位隔离方法。这两个文件需要建立环网之间的对等通信，动作成功率依赖于通信质量，且并没有考虑死区故障时，对于保护告警以及开关动作的影响；且无法识别环网开关与电流互感器之间的故障，未隔离死区故障，进行转供会造成停电范围扩大。
具体实施方式
[0044] 下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0045] 本具体实施方式公开了如图1所示的一种提高环网开关死区故障下供电可靠性的方法，以全电缆线路为例，为方便进行说明，进行适当简化，如图2所示，包括变电站出线开关Q1、Q2，分布式终端环网柜H1、H2、H3、H4，所有开关具备三遥功能，若开关不具备三遥功能，则按照扩大故障区域处理。H4环网K7开关为Q1线路与Q2线路的联络开关，实心代表开关合位，空心代表开关分位，分别以H1环网与H2环网之间电缆故障、H2环网开关K4发生死区故障为例。所有联络开关优先选择负荷裕度大、供电半径短、线路状况好等线路电源。对故障区域前段送电，优先采用故障跳闸线路电源，对故障区域试送电时，优先采用故障跳闸线路电源。
[0046] 实施例1
[0047] 参照图3为本发明的第一个实施例，提供了提高环网间电缆发生故障时供电可靠性的方法，本实施例中假定H1环网与H2环网之间电缆发生故障，根据保护措施动作情况，判断并隔离故障发生区域，恢复非故障区域的供电。
[0048] 步骤1，对环网、环网开关、变电站出线开关配置保护措施。
[0049] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤1具体包括：
[0050] 步骤1.1，设定环网开关流进母线的电流方向为负，流出母线的电流方向为正，环网所有开关电流和大于设定值，母线零序电压大于设定值，且保持一定时间，则跳开环网的所有开关，其中，电流设定值与时限设定值按照对环网母线故障具有足够的灵敏度整定。
[0051] 步骤1.2，环网开关和用户分界点开关配置过流或者零序过流保护，电流定值按照对线路故障具有足够灵敏度整定，时限与步骤1.1中的时限保证一个级差，保护信号告警功能投入。
[0052] 步骤1.3，变电站内开关配置过流或者零序过流保护，电流定值按照对线路故障具有足够灵敏度整定，时限与步骤1.2中的时限保证一个级差，保护信号告警功能投入，保护动作跳闸功能投入。
[0053] 作为本发明突出的实质性特点以及为现有技术带来的显著进步之一，在采用集中型馈线自动化的基础上，充分考虑故障的影响，通过配置环网保护、环网开关保护以及变电站开关保护三级配合，做到死区故障的有效识别，避免造成停电范围扩大等问题。
[0054] 步骤2，当H1环网与H2环网之间电缆发生永久性故障时，线路出现保护动作。
[0055] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤2具体包括：
[0056] 步骤2.1，变电站出线开关中的电流超过步骤1.2中预设的过电流阈值出现保护动作，导致跳闸。
[0057] 步骤2.2，环网保护中电流由于未达到步骤1.1中设定的动作阈值，因此未跳闸。
[0058] 步骤3，判断并隔离故障区域
[0059] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤3具体包括：
[0060] 通过搜索线路上开关保护信号，发现K1、K2有保护告警信号，判断故障区域为开关K2与K3之间，然后通过遥控分开故障区域各侧开关K2、K3，隔离故障区域。
[0061] 作为本发明突出的实质性特点以及为现有技术带来的显著进步之一，通过环网保护、环网开关保护以及变电站开关保护三级配合，准确识别故障区域，在发生死区故障时，不会造成停电范围扩大，能够最大程度降低停电影响范围。
[0062] 步骤4，在步骤3中完成了故障区域的隔离后，恢复非故障区域的供电[0063] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤4具体包括：
[0064] 步骤4.1，检索线路拓扑结构，形成开关K2至变电站出线开关Q1、开关K3至变电站出线开关Q2的供电路径拓扑
[0065] 步骤4.2，遥控合上变电站出线开关Q1、联络开关K7，恢复非故障区域供电。
[0066] 作为本发明突出的实质性特点以及为现有技术带来的显著进步之一，本发明可实现故障的准确识别，最主要的是能够识别死区故障；发生死区故障下时，快速隔离故障，恢复供电。
[0067] 实施例2
[0068] 参照图4为本发明的第二个实施例，提供了提高环网开关K3开关与电流互感器之间发生故障时供电可靠性的方法，本实施例中假定H2环网开关K3处发生死区故障，根据保护措施动作情况，判断并隔离故障发生区域，恢复非故障区域的供电。
[0069] 步骤1、环网、环网开关、变电站出线开关按照实施例1所述方法进行相同的配置保护。
[0070] 步骤2、当H2环网开关K3处发生死区故障时，线路出现保护动作。
[0071] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤2具体包括：
[0072] 步骤2.1，H2环网中的开关电流之和超过步骤1中的设定值，母线零序电压超过步骤1中的设定值，且维持一段时间，环网出现保护动作，导致开关K3、K4跳闸。
[0073] 步骤2.2，变电站内开关Q1中的电流超过步骤1中配置的电流定值，Q1出现保护动作跳闸，H2环网的上一级开关K2发出保护告警信息。
[0074] 步骤3、判断故障发生区域并隔离。通过步骤2得到的保护告警信息，判断H2环网的进线开关K3发生死区故障。遥控分开H2环网的上一级开关K2，隔离故障点。
[0075] 步骤4，恢复非故障区域的供电。
[0076] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤4具体包括：
[0077] 步骤4.1，在步骤3完成对故障区域的隔离后，检索线路拓扑结构，形成开关K2至变电站出线开关Q1、开关K4至联络开关K7对侧变电站出线开关Q2的供电路径拓扑，构建链路结构。
[0078] 步骤4.2，通过遥控合上变电站出线开关Q1、联络开关K7、H2环网开关K4、H2环网开关L2，进而恢复非故障区域的供电。
[0079] 参照图5为本发明的第三个实施例，提供了提高K4开关与电流互感器之间发生故障下供电可靠性的方法。
[0080] 步骤1，环网、环网开关、变电站出线开关按照实施例1所述方法进行相同的配置保护。
[0081] 步骤2，当环网H2开关K4处发生死区故障时，环网出现保护动作。
[0082] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤2具体包括：
[0083] 步骤2.1，变电站内开关保护未动作跳闸，此时环网中电流之和超过步骤1.1中的设定值以及母线电压超过步骤1.1中的设定值，且均持续一段时间，环网保护动作跳闸。跳开K3、K4、L2开关。
[0084] 步骤2.2，检索线路拓扑结构，形成故障区域各侧开关K4至联络开关K7对侧变电站出线开关Q2的供电路径拓扑，构建联络开关对侧变电站出线开关至故障区域本侧开关的链路结构，识别故障区域各侧开关的上一级开关K5。
[0085] 步骤3，隔离故障区域。
[0086] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤3具体包括：
[0087] 步骤3.1，步骤2中的故障区域各侧开关K4的上一级开关K5保护动作跳闸功能投入。
[0088] 步骤3.2，遥控合上步骤2中的联络开关K7
[0089] 步骤4，步骤3中开关保护动作，开关K5跳闸，判定为跳闸环网开关K4发生死区故障。
[0090] 步骤5，恢复非故障区域供电。
[0091] 在本发明优选但非限制性的实施方式中，步骤5具体包括：
[0092] 步骤5.1，遥控合上步骤2中跳闸环网的跳闸电源侧进线开关K3。
[0093] 步骤5.2，遥控合上步骤2中的跳闸环网后段无联络开关的馈线出线开关L2，对故障区域后段恢复供电时，优先采用负荷裕度大、供电半径短、线路状况好的线路电源。
[0094] 步骤5.3，步骤3中的故障区域各侧开关的上一级开关保护动作跳闸功能退出，恢复非故障区域的供电。
[0095] 实施例4
[0096] 本发明的实施例4提供了一种提高环网开关死区故障下供电可靠性的系统，运行根据实施例1到3所述的一种提高环网开关死区故障下供电可靠性的方法。包括：
[0097] 故障保护模块，用于对配电网配置相应的保护措施，防止故障发生时对设备造成损害；
[0098] 故障隔离模块，用于根据故障发生时保护措施的动作，判断故障位置并将故障区域进行隔离；
[0099] 恢复非故障区域供电模块，用于在故障隔离完成后，恢复非故障区域的供电，进而提高配电网的供电可靠性。
[0100] 上述实例仅为本发明的说明实例，线路拓扑保留主干部分，省略无联络的支线，以及死区故障点的设置均为直观有效说明本发明，并不用以限制本发明，凡在本发明的思路范围内，所进行的任何修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
