線路故障隔離探討論文

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摘要：饋線自動化是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)一個非常重要的功能，在國內(nèi)目前這方面的技術(shù)還不夠成熟。本文探討了配電網(wǎng)故障自動查找并隔離的方法。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)饋線自動化

1前言

饋線自動化就是監(jiān)視饋線的運(yùn)行方式和負(fù)荷。由于目前國內(nèi)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)尚沒有統(tǒng)一的模式，因此，不同設(shè)備、不同設(shè)計方案組成的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的饋線自動化實(shí)施方法就不同。本文以"手拉手"供電網(wǎng)為研究對象，就饋線自動化中故障自動隔離功能的解決方案進(jìn)行分析探討。

2饋線自動化的基本功能

饋線自動化系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：

①遙測、遙信、遙控功能；②故障處理：故障區(qū)域自動判斷和自動隔離，故障消除后迅速恢復(fù)供電功能；③負(fù)荷管理：根據(jù)配電網(wǎng)的負(fù)荷均衡程度合理改變配電網(wǎng)的運(yùn)行方式；④重合閘控制：當(dāng)發(fā)生過電流并導(dǎo)致斷路器跳閘時啟動，并在斷路器一側(cè)電壓恢復(fù)時開始延時計數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)沿線從電源至末端依次重合，若一次重合失敗則不再重合；⑤對時功能；⑥過電流記錄功能；⑦事件順序記錄(SOE)功能；⑧定值的遠(yuǎn)方修改和召喚功能；⑨停電后仍維持工作的功能。

3線路故障區(qū)段查找的基本原理

(1)饋線故障區(qū)段的定位：

對于輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和處于開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，在判斷故障區(qū)域時，只須根據(jù)饋線沿線各斷路器是否流過故障電流就可以判斷故障區(qū)段。假設(shè)饋線上出現(xiàn)單一故障，顯然故障區(qū)段位于從電源側(cè)到線路末端方向最后一個經(jīng)歷了故障電流的斷路器和第一個未經(jīng)歷故障電流的斷路器之間。

(2)事故跳閘斷路器的定位：

事實(shí)上，由于種種原因，線路故障時，未必是第一個經(jīng)過故障電流的斷路器跳閘，極有可能越級跳閘。例如圖1中e點(diǎn)故障，分段斷路器3沒有跳開而是斷路器2跳開。根據(jù)斷路器位置不能判斷故障區(qū)段，但根據(jù)是否流過了故障電流卻能夠做出正確判斷(斷路器1、2、3經(jīng)歷了故障電流而斷路器4卻沒有經(jīng)歷，從而得出故障區(qū)段在e段的結(jié)論)。

圖1手拉手供電線路示意圖

為了確定各斷路器是否經(jīng)歷了故障電流，需對安裝于其上的各臺FTU進(jìn)行整定，由于從原理上不是通過對各臺斷路器整定值的差別，來隔離故障區(qū)段的，因此多臺斷路器可以采用同一定值。這樣即使增加饋線上的分段數(shù)目也不會帶來任何影響。

而故障區(qū)段隔離后，越級跳閘的斷路器要復(fù)位，對于事故后跳閘斷路器的準(zhǔn)確定位是非故障區(qū)段自動恢復(fù)供電的關(guān)鍵。

(3)斷路器狀態(tài)描述矩陣：

我們可以用1維矩陣運(yùn)算來判別斷路器是否越級跳閘。矩陣編寫原則為：若第i臺斷路器在合閘位置，矩陣第i元素置為1，反之為0。正常運(yùn)行各斷路器的狀態(tài)可用矩陣A來描述，如圖1正常運(yùn)行時A：|11110111|。

對于上例，假設(shè)e點(diǎn)故障時斷路器2跳開，斷路器3未跳開，我們可用矩陣B來描述故障后的斷路器狀態(tài)，如B：|10110111|。

(4)事故跳閘斷路器定位矩陣：

用事故前斷路器狀態(tài)信息矩陣A減去事故后斷路器狀態(tài)信息矩陣B，即可準(zhǔn)確地識別事故跳閘斷路器。對于上例可用事故跳閘斷路器定位矩陣C來確定C=A－B=|01000000|。由于C矩陣中第2個元素值為1，則說明故障時是由斷路器2跳閘切斷故障電流的。根據(jù)前邊計算可知，故障區(qū)段位于斷路器3和4之間。故應(yīng)自動恢復(fù)斷路器2到合閘位置。

對于利用計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的饋線自動化功能，從故障段查找、隔離、非故障段自動恢復(fù)，一般僅需要十幾秒鐘。

4對"手拉手"供電線路分段、支線斷路器的要求

①線路"過流保護(hù)"保護(hù)范圍內(nèi)的故障，應(yīng)由線路分段斷路器跳閘切斷故障電流，變電所出線斷路器不動作；②線路"速斷保護(hù)"保護(hù)范圍內(nèi)的故障，應(yīng)由變電所出線斷路器跳閘切斷故障電流，在進(jìn)行一次重合閘，線路分段斷路器不應(yīng)動作；③支線故障情況下，首先跳開支線斷路器，不讓故障越級到主干線路；④支線斷路器定值在滿足運(yùn)行條件下應(yīng)盡可能的小，跳閘延時時間盡可能的短。

5"手拉手"供電線路分段斷路器保護(hù)整定值的原則

①線路分段斷路器的過流值應(yīng)比能和它相聯(lián)的任何一個變電所出線斷路器的過流定值小；②線路分段斷路器的過流延時時間應(yīng)比變電所出線斷路器延時時間短，但還要在時間上保證避開系統(tǒng)勵磁涌流；③形成"手拉手"供電的線路上所有分段斷路器的定值和時間應(yīng)設(shè)置成一樣的；④在系統(tǒng)和設(shè)備允許的情況下，應(yīng)盡可能的將變電所出線斷路器速斷保護(hù)定值設(shè)置得大一些，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的需要。