分段器的控制方法、控制終端和控制系統的製作方法

2024-03-07 00:30:15

分段器的控制方法、控制終端和控制系統的製作方法
【專利摘要】一種分段器的控制方法，利用反時限過流保護特性靈活控制分段器的動作時間：當輸電線路存在過流電流時，過流電流大則分段器的動作時間就短(Δt越大越迅速累加達到設定臨界值t)，過流電流小則分段器的動作時間就長(Δt越小越慢累加達到設定臨界值t)，因而可以較好的減少了輸電線路恢復供電時間。並且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設備造成損害的機率。本發明還公開一種分段器的控制終端和控制系統。
【專利說明】分段器的控制方法、控制終端和控制系統

【技術領域】
[0001] 本發明設及饋線自動化領域，特別是設及一種分段器的控制方法、控制終端和控 制系統。

【背景技術】
[0002] 隨著經濟發展和人民生活水平日新月異地提高，用戶對供電質量的要求也越來 越高，而要提高供電可靠性，必須重點關注配電網。因為目前在電力系統中，配電網是影響 用戶供電可靠性的短板。配電網的投資相對不足，自動化水平低，是一個十分薄弱的環節。 饋線自動化是配電網自動化的主要任務之一，當故障發生時，及時準確地確定故障段，迅速 隔離故障並恢復非故障區段供電，目前主要有兩種實現方案；集中式控制方案和分布式控 制方案。
[0003] 集中式控制方案主要是依據監測控制和數據採集（SCADA)系統提供的實時數據 進行處理，現場的饋線終端裝置（FTU，Feeder Terminal化it)通過一定的通道將故障信息 傳送至控制中屯、，根據開關狀態、故障信息、網絡拓撲進行故障定位，跳開故障區段兩側的 開關，重合出線開關和閉合聯絡開關，恢復非故障區段的供電。
[0004] 分布式控制方案主要是基於重合器或斷路器與分段器的配合使用，有W歐美國家 為代表的電流-時間型設備，W日本為代表的電壓-時間型設備，W及韓國在日本基礎上新 開發的電壓-電流-時間型設備，分別與重合器配合實現S種典型的饋線自動化模式。
[0005] 儘管基於計算機和通信技術的饋線自動化已非常成熟，但由於分布式控制的模式 結構簡單，不需要建設通信系統，在農網、負荷密集程度低的偏遠地區仍有廣泛的應用前 景。
[0006] 目前使用較多的是電壓-時間型饋線自動化方案，雖然在傳統的基礎上進行了一 定程度的改進，仍存在W下不足；首先發生瞬時故障時，需要藉助開關逐個按順序重合得W 恢復，因而無法在短時間內恢復供電；對於永久性故障，需要經歷一次重合及順序合閩才能 確定故障區段，開關的動作次數多，不但對設備的衝擊大，而且恢復供電時間也是很長；對 於改進的電壓-電流-時間型方案，也只是用於檢測過流脈衝，統計過流次數；另外各種方 案也沒有考慮線路發生單相接地故障時的處理。


【發明內容】

[0007] 基於此，有必要提供一種能減少輸電線路恢復供電時間的分段器的控制方法。其 次，還公開了一種分段器的控制終端（RTU，Remote Terminal化it)和控制系統。
[000引一種分段器的控制方法，包括步驟：
[0009] 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0010] 採樣檢測輸電線路的實時電流i ;
[0011] 當採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟動電流Ip和所述故障電流I按照 反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累加刷新T ;
[0012] 在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。
[0013] 在其中一個實施例中，所述反時限過流保護特性依照公式：
[0014] At =足/[(///J -ij，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。
[0015] 一種分段器的控制終端，所述分段器的控制終端用於：
[0016] 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0017] 當採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟動電流Ip和所述故障電流I按照 反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累加刷新T ;
[001引在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。
[0019] 一種分段器的控制系統，包括分段器、電流檢測器和權利要求3所述的控制終端； 所述分段器和所述電流檢測器串聯連接在輸電線路上，所述分段器與所述控制終端電連 接，所述電流檢測器與所述控制終端電連接；
[0020] 所述控制終端用於預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0021] 所述電流檢測器用於檢測輸電線路的實時電流i ;
[0022] 所述控制終端還用於當所述電流檢測器採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保 護啟動電流Ip和所述故障電流I按照反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T =T+A t累加刷新T ;在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動所述分段器分閩。。
[002引在其中一個實施例中，所述電流檢測器為電流互感器。
[0024] 在其中一個實施例中，所述分段器和所述電流檢測器通過連接件與所述控制終端 電連接。
[0025] 在其中一個實施例中，所述連接件為航空插座。
[0026] 在其中一個實施例中，還包括零序電流互感器，所述零序電流互感器和所述分段 器串聯連接在輸電線路上。
[0027] 在其中一個實施例中，所述反時限過流保護特性依照公式：
[002引 At = K/[(/./7,，)|. -ij，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。
[0029] 對於分段器的控制，傳統的做法是無論過流電流是大是小，分段器的動作時間都 是設定好的固定時長，並不靈活，無論是瞬時故障還是永久性故障輸電線路恢復供電時間 都較長；並且，過流電流（故障電流）如果較大而還採用固定的動作時間，會對輸電線路和 設備容易造成損害。上述分段器的控制方法、控制終端和分段器的控制系統，利用反時限過 流保護特性靈活控制分段器的動作時間；當輸電線路存在過流電流（故障電流）時，過流電 流大則分段器的動作時間就短（A t越大越迅速累加達到設定臨界值t)，過流電流小則分 段器的動作時間就長（A t越小越慢累加達到設定臨界值t)，因而可W較好的減少了輸電 線路恢復供電時間。並且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設備造成損害 的機率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為一個實施例的分段器的控制方法流程圖；
[0031] 圖2為一個實施例的分段器的控制系統示意圖；
[0032] 圖3為一個實施例的饋線自動化系統示意圖。

【具體實施方式】
[0033] 為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可許多不同的形式來實現，並不限於本文所 描述的實施例。相反地，提供該些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹 全面。
[0034] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的【技術領域】的 技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語"和/或"包括一個或多個相 關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0035] 對於分段器的控制，傳統的做法是無論過流電流是大是小，分段器的動作時間都 是設定好的固定時長，並不靈活，無論是瞬時故障還是永久性故障輸電線路恢復供電時間 都較長；並且，過流電流（故障電流）如果較大而還採用固定的動作時間，會對輸電線路和 設備容易造成損害。
[0036] 一種分段器的控制方法，包括步驟：
[0037] 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[003引採樣檢測輸電線路的實時電流i ;
[0039] 當採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟動電流Ip和所述故障電流I按照 反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累加刷新T ;
[0040] 在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。
[004U 上述分段器的控制方法，利用反時限過流保護特性靈活控制分段器的動作時間： 當輸電線路存在過流電流（故障電流）時，過流電流大則分段器的動作時間就短（迅速）， 過流電流小則分段器的動作時間就長（較慢），因而可W較好的減少了輸電線路恢復供電 時間。並且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設備造成損害的機率。
[0042] 圖1為一個實施例的分段器的控制方法流程圖。
[0043] 一種分段器的控制方法，包括步驟：
[0044] 步驟S100 ;預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0。保護啟動電流IP要 與重合器保護設定參數相配合。
[0045] 步驟S200 ;檢測輸電線路的實時電流i。
[0046] 步驟S300 ;當採樣檢測到有故障電流I時，根據保護啟動電流Ip和故障電流I按 照反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累加刷新T。反時限過流保 護特性依照公式；At = /：/l(///f y -ij，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。過流電 流（故障電流）大則分段器的動作時間就短（At越大越迅速累加達到設定臨界值t)，過流 電流小則分段器的動作時間就長（A t越小越慢累加達到設定臨界值t)，因而可W較好的 減少了輸電線路恢復供電時間。
[0047] 步驟S400 ;在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。預設時長內可 W按經驗設定，通常大於在最小故障電流情況下所能接受的最大通電時長。
[0048] 下面公開一種對應上述控制方法的控制終端和控制系統。
[0049] 一種分段器的控制終端，用於
[0050] 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0051] 當採樣檢測到有故障電流I時，根據保護啟動電流Ip和故障電流I按照反時限過 流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累加刷新T ;在預設時長內若T達到設 定臨界值t，啟動分段器分閩。
[005引反時限過流保護特性依照公式：At =K/k///py-lj，其中K為時間常數，r為 0?2之間的常數。分段器為電壓-時間型分段器。
[0化3] 圖2為一個實施例的分段器的控制系統示意圖。
[0化4] 一種分段器的控制系統，包括分段器S、電流檢測器TA和控制終端RTU。分段器S 為電壓-時間型分段器。電流檢測器TA為電流互感器，例如S相線路每相一個電流互感器 或者是S相一體式的電流互感器。分段器S和電流檢測器TA串聯連接在輸電線路上，分段 器S與控制終端RTU電連接，電流檢測器TA與控制終端RTU電連接。分段器S和電流檢測 器TA通過連接件（圖未示）與控制終端RTU電連接，連接件可W為航空插座。
[0055] 控制終端RTU用於預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0。
[0056] 電流檢測器TA用於檢測輸電線路的實時電流i。
[0化7] 控制終端RTU還用於當電流檢測器TA採樣檢測到有故障電流I時，根據保護啟動 電流Ip和故障電流I按照反時限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+A t累 加刷新T ;在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器S分閩。反時限過流保護特性 依照公式：At -ij，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。故障電流I在 該裡是電流檢測器TA(電流互感器）的感應電流，並不一定是輸電線路的實際電流。
[0化引控制系統還可W包括零序電流互感器（圖未示），零序電流互感器和分段器S串聯 連接在輸電線路上。控制終端RTU利用分段器的零序電流信號及兩側的電壓信號計算得出 零序功率方向，如果接地故障發生在界內，則使界內發生單相接地故障的分段器經設定延 時後分閩並閉鎖。
[0059] 上述分段器的控制終端和控制系統，利用反時限過流保護特性靈活控制分段器的 動作時間；當輸電線路存在過流電流（故障電流）時，過流電流大則分段器的動作時間就短 (A t越大越迅速累加達到設定臨界值t)，過流電流小則分段器的動作時間就長（A t越小 越慢累加達到設定臨界值t)，因而可W較好的減少了輸電線路恢復供電時間。並且，過流電 流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設備造成損害的機率。
[0060] 圖3為一個實施例的饋線自動化系統示意圖，該饋線自動化系統基於分段器為電 壓-時間型控制方案，包括重合器或者斷路器CB1和CB2、聯絡器L、聯絡器L的控制終端 RTU，W及多個（圖示為6個）上述的分段器的控制系統。每個分段器的控制系統都包括有 分段器（S1?S6)、電流檢測器（圖未示）和控制終端RTU。
[0061] 電流檢測器可W是零序電流互感器（圖未示），零序電流互感器和分段器（S1? S6)串聯連接在輸電線路上。控制終端RTU利用分段器的零序電流信號及兩側的電壓信號 計算得出零序功率方向，如果接地故障發生在界內，則使界內發生單相接地故障的分段器 經設定延時後分閩並閉鎖。例如，在分段器為S3的控制系統的零序電流互感器檢測到接地 故障，則表示故障發生在分段器為S3的控制系統該一段界內，分段器S3經設定延時後分閩 並閉鎖。
[0062] W上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並 不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進，該些都屬於本發明的保 護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應W所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種分段器的控制方法，其特徵在於，包括步驟： 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 採樣檢測輸電線路的實時電流i ; 當採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟動電流Ip和所述故障電流I按照反時 限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+ A t累加刷新T ; 在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。
2. 根據權利要求1所述的分段器的控制方法，其特徵在於，所述反時限過流保護特性 依照公式： At =K/[ (I/Ip)M]，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。
3. -種分段器的控制終端，其特徵在於，所述分段器的控制終端用於： 預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 當採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟動電流Ip和所述故障電流I按照反時 限過流保護特性計算出時間累加值A t，並按T = T+ A t累加刷新T ; 在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動分段器分閩。
4. 一種分段器的控制系統，其特徵在於，包括分段器、電流檢測器和權利要求3所述的 控制終端；所述分段器和所述電流檢測器串聯連接在輸電線路上，所述分段器與所述控制 終端電連接，所述電流檢測器與所述控制終端電連接； 所述控制終端用於預設保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 所述電流檢測器用於檢測輸電線路的實時電流i ; 所述控制終端還用於當所述電流檢測器採樣檢測到有故障電流I時，根據所述保護啟 動電流Ip和所述故障電流I按照反時限過流保護特性計算出時間累加值At,並按T = T+A t累加刷新T ;在預設時長內若T達到設定臨界值t，啟動所述分段器分閩。
5. 根據權利要求4所述的分段器的控制系統，其特徵在於，所述電流檢測器為電流互 感器。
6. 根據權利要求4所述的分段器的控制系統，其特徵在於，所述分段器和所述電流檢 測器通過連接件與所述控制終端電連接。
7. 根據權利要求6所述的分段器的控制系統，其特徵在於，所述連接件為航空插座。
8. 根據權利要求4所述的分段器的控制系統，其特徵在於，還包括零序電流互感器，所 述零序電流互感器和所述分段器串聯連接在輸電線路上。
9. 根據權利要求4所述的分段器的控制系統，其特徵在於，所述反時限過流保護特性 依照公式： A t = K/[ (I/Ip) t-1]，其中K為時間常數，r為0?2之間的常數。
【文檔編號】H02H7/26GK104467177SQ201410643208
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】耿桂華 申請人:航天科工深圳（集團）有限公司