基于配网“三道防线”的配网保护方法技术

本发明专利技术公开了基于配网“三道防线”的配网保护方法，架空线路或电缆在责任分界点处装设分界开关，经消弧线圈接地，包括：变电站出口断路器采用三段式过流保护；变电站出口断路器保护采用两次重合闸方式；利用分界开关零序保护整定原则对配网分界开关的零序保护进行整定。本发明专利技术针对“一流配电网”建设中重配网自动化，而忽视其它层面问题的现实，给出了“配网三道防线”的新方法及其层次结构和层间关系，指出其有机整体，需要分层解决，并层层递进，方可实现提高配网可靠性的目标。在此基础上，重点提出了保护的层间枢钮作用，并给出了三个重要入手点，最后给出了新的分界开关零序电流保护整定方法，提高了供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配网保护
，尤其涉及基于配网“三道防线”的配网保护方法。
技术介绍
为了加强“一流配电网”的建设，提高供电可靠性，各级供电公司都在大力推进配电自动化的建设。可配网建设是一个综合性的问题，而配网故障及时隔离与恢复是一个多层次的问题。只有每个层次都解决好自身层面的问题，再加强层间协调，才能将问题高效快捷的解决。相反，如果将本来属于本层次解决的问题，交由别的层次解决，不仅效率不高，而且也会治标不治本，很难从根本源头上解决，因此梳理问题的层次，了解问题的构成是首要完成的工作。对于配电网，保证可靠供电存在“三道防线”：第一道防线即设备本身的健康状况；第二道防线即基于当地采样的保护及自动装置；第三道防线是配网自动化。配电自动化固然重要，但是如果其外延过分扩展，也会引起投入过大，而未收到预期效果的问题。从三个层次针对的问题即可知道原因：设备的健康状况是第一道防线，因为优秀设备抵抗故障能力强，瞬态故障自动恢复的几率更高；而作为第二道防线的保护及其自动装置，可以第一时间将故障隔离，在尽可能小的范围、尽可能短的时间内完成故障隔离和供电恢复，再交由配电自动化进行快速故障定位及用电恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供基于配网“三道防线”的配网保护方法，给出了配网“三道防线”的新方法，构成及层间关系，并针对保护层给出了分界开关的零序电流保护整定原则与方法，提高了供电可靠性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于配网“三道防线”的配网保护方法，架空线路或电缆在责任分界点处装设分界开关，经消弧线圈接地，包括：变电站出口断路器采用三段式过流保护；变电站出口断路器保护采用两次重合闸方式；利用分界开关零序保护整定原则对配网分界开关的零序保护进行整定。变电站出口断路器采用的三段式过流保护包括：过流I、II段保护与上级主变低后备配合；增加长延时并对线末有足够灵敏度的过流III段保护。过流II、III段保护与配网分段开关、分支开关、分界开关和配变保护逐级配合；配网分段开关、分支开关和分界开关增加一次重合闸。两次重合闸方式包括0.2秒瞬时后加速重合闸和15秒二次重合。分界开关零序保护整定原则包括：对于电缆，有Idzj＝7.8l1，l1为电缆的长度；对于架空线，则有Idzj＝(0.21～0.26)l2，l2为架空线的长度。本专利技术的有益效果：本专利技术针对“一流配电网”建设中重配网自动化，而忽视其它层面问题的现实，给出了“配网三道防线”的新方法及其层次结构和层间关系，指出其有机整体，需要分层解决，并层层递进，方可实现提高配网可靠性的目标。在此基础上，重点提出了保护的层间枢钮作用，并给出了三个重要入手点，最后给出了新的分界开关零序电流保护整定方法，提高了供电可靠性。附图说明图1为现有的配网三道防线示意图；图2为配网“三道防线”策略内涵与机制示意图；图3(a)为小电流谐振接地系统负荷侧接地故障时一次序网图；图3(b)为小电流谐振接地系统负荷侧接地故障时复合序网图；图4(a)为小电流谐振接地系统电源侧接地故障时一次序网图；图4(b)为小电流谐振接地系统电源侧接地故障时复合序网图；图5(a)为谐振接地方式下的负荷侧单相接地时的电路图及矢量图；图5(b)为谐振接地方式下的负荷侧单相接地时的复合序网图；图6为谐振接地方式下电源侧单相接地时的电路图及矢量图；图7为过补时FFK定值配合关系；图8为跟踪式消谐线圈的脱谐度参数设定界面；图9为某地级基于分界开关的10kV馈线图；图10为故障线路稳态接地电流波形图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。1“配网三道防线”基于当地采样量的保护是传统的保护配置，但是其作为联系配电自动及系统安全可靠运行的钮带和分界点，却是有着其重要而独特的存在价值，因此保护装置的正确动作，不仅可以向下为配网自动化提高作为的空间，向上也可以为系统侧提供可靠的防线。从目前的保护配置看，可以从三个层面入手，有了这三个关键问题的有效解决，就可以起到应有的作用。1、变电站出口断路器采用三段式过流保护。过流I、II段保护与上级主变低后备配合，数值尽可能提高。增加长延时并对线末有足够灵敏度的过流III段保护。过流II、III段保护与配网分段开关、分支开关、分界开关和配变保护逐级配合。配网分段开关、分支开关和分界开关应增加一次重合闸功能。在日常管理上，可以依靠制定《10kV配电自动化线路保护定值整定原则》和《断路器型与负荷型分界开关配置原则》等标准予以规范。2、变电站出口断路器保护采用两次重合闸方式。第一次短时重合闸若能成功可保证大部分负荷不被甩掉。不成功的，可通过第二次较长延时重合闸补救。目前的保护配置不满足，需要要求配网分段开关、分支开关和分界开关增加一次重合闸功能。3、现运行的小电流接地故障选线准确率不高，特别是配网分界开关的零序保护时常出现误动和拒动现象。解决方案是需要一套分界开关零序保护整定原则及方法。这三个问题是目前工程中遇到的现实问题，也是困扰现场人员的主要问题，将关键问题解决好，也就能从最有效的层面入手全面解决保护作为联系系统与配电自动化的中间层的问题。经过分析可知，第一个问题的实质是通过将定值区向系统侧靠近，留出更大的配合空间给配网部分，使其可以增加相应的保护配合级差，达到优化保护分级动作配合的目的。作为补偿措施增加长延时并对线末有足够灵敏度的过流III段保护。第二个问题实质上也是一个思路转换的问题，采用的为0.2秒瞬时后加速重合闸及15秒二次重合。这样做的目的一是提高低压配电侧的供电质量，瞬时重合对大部分电器没有影响，并且可以保证重合后工业电机动力输出基本保持不变；同时分界开关也由原有的不重合转换为一次重合，提高对用户的供电可靠率。第三个问题是对小电流接地系统的原理级分析，因此需要重新进行分析，得出现有条件下分界开关的零序电流保护整定原则。由图2可以看出，一次设备与保护及其自动装装置是电网主体部分，而保护通过调节站内开关配合关系，即线路过流I，II段定值，图中给出了过流I段定值配合图，将其Iset1就抬高，与变压器低压速断相配合，即可以留出更大空间给配网保护；而采用二次重合，不仅可以在瞬时重合后不影响工业电机的动力输出，而且也可以通过分界开关17的一次重合，等故障F瞬时故障消除后，一次重合成功，从而提高供电可靠性。而最后才是面向用户的配电自动化的底层实现。2基于零序电流稳态量分析及FFK整定原则创立为了提高配网供电可靠性，尽可能的减小停电范围，现在普遍的做法是在架空线路责任分界点处(或附近)装设一台分界负荷开关(FFK)，经判断确认用户内部发生单相接地故障时，发出警告信息，60S后分界负荷开关自动掉闸，将故障隔离，确保对非故障用户正常供电。但是当采用消弧线圈谐振接地方式时，会出现接地电流小谐振接地残流小于10A，即消弧线圈补偿电流导致故障线路零序电流出现幅值小于非故障线路，方向相同的情况，这时就不存在零序电流整定值存在区间，因此无法实现这一功能。上述情况进行分析，并结合工程实际中的谐振接地装置，给出了一套分界开关零序保护整定原则及方法，可有效应用于工程实践。2.1原理及故障电流分析如图3(a)-3(b)所示，当故障点发生负荷侧时，流I01过FFK的零序电流，为FFK背本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于配网“三道防线”的配网保护方法，架空线路或电缆在责任分界点处装设分界开关，经消弧线圈接地，其特征是，包括：变电站出口断路器采用三段式过流保护；变电站出口断路器保护采用两次重合闸方式；利用分界开关零序保护整定原则对配网分界开关的零序保护进行整定。

【技术特征摘要】
1.基于配网“三道防线”的配网保护方法，架空线路或电缆在责任分界点处装设分界开关，经消弧线圈接地，其特征是，包括：变电站出口断路器采用三段式过流保护；变电站出口断路器保护采用两次重合闸方式；利用分界开关零序保护整定原则对配网分界开关的零序保护进行整定。2.如权利要求1所述基于配网“三道防线”的配网保护方法，其特征是，变电站出口断路器采用的三段式过流保护包括：过流I、II段保护与上级主变低后备配合；增加长延时并对线末有足够灵敏度的过流III段保护。3.如权利要求2所述基于配网“三道防线”的配网保护方...

【专利技术属性】
技术研发人员：林霞，李强，揭一鸣，李可，田凤字，时永，石磊，王思萌，韩松，孔令元，廉震，冯相军，王祥军，刘朋，万卫东，种法超，胡太元，王龙，李崭，崔岩，王婷婷，张琳，朱新颖，张英彬，王群，薛会，张立卓，江海旗，高常德，王抒阅，李扬，王金凤，于华，陈珊，孟庆红，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司枣庄供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37