[發(fā)明專利]一種基于通信注入波形的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010224933.4
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN113451987B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李從飛;田偉;侯繼海;何龍;陳凡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京弘毅電氣自動化有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H7/26;H02H7/28
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明涉及一種基于通信注入波形的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)由安裝于各負(fù)荷/分段開關(guān)處的繼電保護(hù)裝置和與各保護(hù)裝置進(jìn)行通信的保護(hù)服務(wù)器組成，保護(hù)服務(wù)器與繼電保護(hù)裝置采用光纖進(jìn)行全雙工通信，一段母線區(qū)域配置一臺。該方案可有效減小停電范圍，由故障點(diǎn)最近處的開關(guān)跳閘來隔離故障；該方案與供電電源數(shù)量無關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)輻射性單電源供電網(wǎng)絡(luò)，亦可實(shí)現(xiàn)多電源環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)的故障定位及隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能配電技術(shù)故障定位領(lǐng)域，具體涉及一種基于通信注入波形的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)故障定位及隔離方法。

背景技術(shù)

隨著社會發(fā)展，人們對供電可靠性要求越來越高，尤其在醫(yī)院、政府等重要機(jī)構(gòu)和艦船、營區(qū)等重要獨(dú)立供電區(qū)域。針對安全可靠性要求特別高的特種負(fù)荷目前一般采用環(huán)網(wǎng)供電方式，由多個電源點(diǎn)對同一負(fù)荷供電，既可分列運(yùn)行亦可并列運(yùn)行，分列運(yùn)行時檢測到故障后通過備用電源自投裝置投入別用電源，并列運(yùn)行時一方電源故障不影響完好電源的單獨(dú)供電。然而無論采用何種供電方式，故障定位技術(shù)都是必須的，只有精確定位故障點(diǎn)，才能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)故障隔離，投入備用電源或解列故障電源。

目前針對單電源點(diǎn)的配電網(wǎng)故障定位方法很多，采用的算法各有特點(diǎn)，能夠解決常規(guī)輻射型配網(wǎng)的故障定位問題，但是對于多電源點(diǎn)的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)，目前往往采用的是集中判斷方式。公開日為2015年11月18日，公告號為CN105067959A的專利文獻(xiàn)《環(huán)網(wǎng)供電條件下的故障定位方法》公開了一種環(huán)網(wǎng)供電條件下的故障定位方法，采用主站系統(tǒng)在初始化時建立的環(huán)網(wǎng)線路樹形結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合故障指示器上報的負(fù)載電流，自動修正環(huán)網(wǎng)供電線路的樹形結(jié)構(gòu)模型，自動識別環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；采用故障指示器上報的故障電流和負(fù)載電流，能夠快速修改并生成故障狀態(tài)下環(huán)網(wǎng)線路樹形結(jié)構(gòu)模型，并據(jù)此快速準(zhǔn)確定位環(huán)網(wǎng)故障位置。然而該方法需要主站系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的負(fù)載電流來確立供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且在故障時根據(jù)故障電流來修改供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對主站系統(tǒng)要求較高；且該方案中的關(guān)鍵點(diǎn)線路潮流方向的獲取方法不夠明確，一般說來需要同時采集系統(tǒng)電壓和電流才能識別潮流方向，而故障指示器不能準(zhǔn)確測量系統(tǒng)電壓。公告號為CN105914721A的專利文獻(xiàn)《一種用于多電源配電網(wǎng)絡(luò)的防越級跳閘系統(tǒng)及其保護(hù)方法》公開了一種基于通信網(wǎng)絡(luò)式的多電源防越級跳閘系統(tǒng)，采用通信方式實(shí)現(xiàn)逐級閉鎖，其對于多電源點(diǎn)的閉鎖關(guān)鍵在于方向元件的判別，而方向元件指的是功率潮流方向，需要采集開關(guān)電壓，計算電壓與電流的相角。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，只通過環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)故障電流判別故障點(diǎn)位置的故障定位方法，以解決故障時流過保護(hù)裝置電流幅值、角度的不確定性，導(dǎo)致原有的繼電器保護(hù)和饋線自動化誤動或拒動，傳統(tǒng)的故障定位算法失效,不滿足供電可靠性要求的問題。本發(fā)明中各繼電保護(hù)裝置采用分布式處理控制，集中的保護(hù)服務(wù)器只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收發(fā)，無需進(jìn)行信息處理和供電拓?fù)涞淖R別，且該方法不需系統(tǒng)電壓參與判別。多電源點(diǎn)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)正常工作時，多個電源點(diǎn)同時給負(fù)荷供電，負(fù)荷側(cè)發(fā)生短路故障時，多個供電電源均會給故障點(diǎn)提供短路電流，此時，正常支路的負(fù)荷開關(guān)繼續(xù)流過負(fù)荷電流，電流大小和方向不變，故障支路的負(fù)荷開關(guān)流過負(fù)荷電流和故障電流，電流大小變大，方向不變，分段開關(guān)將流過故障電流和負(fù)荷電流，電流大小和方向變化不確定。

本發(fā)明針對的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)由多段母線、多電源組成，供電電源與母線的連接由進(jìn)線開關(guān)控制，母線間連接由分段開關(guān)控制，負(fù)荷通過負(fù)荷開關(guān)連接在各段母線上。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于通信注入波形的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)由安裝于各負(fù)荷/分段開關(guān)處的繼電保護(hù)裝置和與各保護(hù)裝置進(jìn)行通信的保護(hù)服務(wù)器組成，保護(hù)服務(wù)器與繼電保護(hù)裝置采用光纖進(jìn)行全雙工通信，每個開關(guān)配置一臺繼電保護(hù)裝置，每段母線配置一臺保護(hù)服務(wù)器，各段母線的繼電保護(hù)裝置通過通信接口與對應(yīng)的保護(hù)服務(wù)器相連接，各開關(guān)下方的故障由本開關(guān)的繼電保護(hù)裝置負(fù)責(zé)切除，保護(hù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)所有繼電保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)共享，使得各保護(hù)裝置在進(jìn)行邏輯判斷時能夠利用整段母線繼電保護(hù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式故障判別。