基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端制造技术

本发明专利技术公开了基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，具体涉及馈线保护技术领域，解决就地型馈线自动化应用过程中存在的多次重合、停电范围扩大、使用复杂、残压闭锁不可靠，小电流接地判断不准等问题等问题。策略方面，有效的将特征量自识别的小电流精准接地算法、级差保护的过流算法和就地馈线自动化自恢复三者结合起来，经过分析研究，实现只重合一次，即可实现接地故障、过流故障的快速隔离和非故障区段的快速恢复，且不依赖通信，成本低，可靠性高。上传故障区段位置到配电自动化主站及现场检修人员，提升线路运行安全性和供电可靠性，是建设配电网自动化、信息化所急需设备，在电网运行管理领域具有较高研究推广意义。推广意义。推广意义。

【技术实现步骤摘要】
基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端


[0001]本专利技术涉及馈线保护
，更具体地说，本专利技术涉及基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端。

技术介绍

[0002]10kV配电网直接连接用户，线路运行方式复杂、故障多发，故障发生时缺乏高效的故障检测手段及方法，故障处理难度大，工作效率较低，且常有越级跳闸的情况发生，造成线路大面积停电，严重影响供电可靠性及供电服务水平的提升。馈线自动化是利用自动化装置监视配电网的运行状况，及时发现配电线路故障，进行故障定位、隔离及非故障区域自恢复。近年来，针对不同类型的供电区域，国网公司智能配电网建设采用差异化原则，馈线自动化实现故障处理可采用集中型和就地型模式。就地型馈线自动化不依赖通信，通过设备自身保护定值配合或时序配合完成故障处理。国网公司就地型馈线自动化分为电压时间型、电压电流时间型、自适应综合型等模式。而电压时间型、电压电流时间型馈线自动化方案需要多次重合才能完成故障区域隔离及非故障区域恢复供电，且任一点故障都会引起变电站出线开关跳闸，扩大停电区域

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，本专利技术所要解决的技术问题是就地型馈线自动化应用过程中存在的多次重合、停电范围扩大、使用复杂、残压闭锁不可靠，小电流接地判断不准等问题等问题。
[0004]基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，包括电容式取能电源，所述电容式取能电源的上表面设置有三个零序电流互感器，且三个零序电流互感器的正面均设置有断路器本体，三个零序电流互感器通过三个进线侧电压传感器分别与三个出线侧电压传感器的外表面固定连接，所述电容式取能电源的上表面固定连接有两个电压互感器，位于左侧的电压互感器通过金属片与位于左侧的零序电流互感器电连接，位于右侧的电压互感器通过金属片与位于右侧的出线侧电压传感器电连接，所述电容式取能电源的下表面设置有开关壳体，所述开关壳体通过连接电缆与控制器(FTU)电连接。
[0005]通过研究10kV线路基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，解决就地型馈线自动化应用过程中存在的多次重合、停电范围扩大、使用复杂、残压闭锁不可靠，小电流接地判断不准等问题等问题。策略方面，有效的将特征量自识别的小电流精准接地算法、级差保护的过流算法和就地馈线自动化自恢复三者结合起来，经过分析研究，实现只重合一次，即可实现接地故障、过流故障的快速隔离和非故障区段的快速恢复，且不依赖通信，成本底，可靠性高。终端方面，通过改进开关的进出线电压获取方式，即从进出线各单个线电压到进出线各三相相电压，来确保就地馈线自动化的各功能的有效可靠执行。新策略能够实现电压型及电流型馈线自动化，上传故障区段位置到配电自动化主站及现场检修
人员，提升线路运行安全性和供电可靠性，是建设配电网自动化、信息化所急需设备，在电网运行管理领域具有较高研究推广意义。
[0006]基于典型线路，说明如下：
[0007]S1、有级差的短路故障
[0008](101)FS2和FS3之间发生永久的短路故障。
[0009](102)因为存在级差，FS2开关感受到短路故障先跳闸，FS2之后的开关FS3无压分闸，同时联络开关LSW1因为单侧无压开始启动延迟合闸负荷转供。
[0010](103)FS2一侧有压X时间后重合。
[0011](104)因为是永久故障，合闸之后启动后加速故障跳闸，且FS2正向闭锁，FS3感受短时来电反向闭锁。
[0012](105)LSW1合闸延迟后合闸，FS3因为反向闭锁不会合闸。
[0013]S2、无级差的短路故障：如果变电站保护无延时、且定值不可设置时，CB保护范围较长时，保护无无级差配合。
[0014](201)FS2和FS3之间发生永久的短路故障，FS1和FS2感受故障电流并记忆。
[0015](202)因为不存在级差，FS2，FS1，CB开关感受到短路故障跳闸，然后FS3
‑
FS5的开关无压分闸，LSW1，LSW2因为感受单侧无压开始启动延迟合闸。
[0016](203)CB在X时间后第一次重合闸。
[0017](204)FS1一侧有压且有故障记忆，启动短延迟，X时间到后FS1合闸。
[0018](205)FS2一侧有压且有故障记忆，启动短延迟，X时间后FS2合闸，FS4一侧有压，无故障记忆，启动长延迟(等待故障线路隔离完成)。
[0019](206)因为是永久故障，FS2合闸之后启动后加速故障跳闸，并正向闭锁合闸，FS3因为感受短时来电反向闭锁，CB感受故障再次跳闸，FS1有故障记忆，且处于Z时间内(时序逻辑中有说明)，则闭锁保护分闸，同时闭锁无压分闸，所以FS1不跳闸。
[0020](207)CB第二次重合，FS4和FS5依次延迟重合。
[0021](208)LSW2感受双侧有压，放弃合闸，LSW1合闸延迟到后合闸进行负荷转供。
[0022]S3、有级差的接地故障,接地级差满足，后级开关的时延小于前级。
[0023](301)FS4和FS5之间发生永久接地故障。
[0024](302)FS1，FS4感受接地故障，因为FS4的延迟时间最短，FS4直接跳闸，FS1不跳闸。
[0025](303)FS5无压分闸，LSW2感受到一侧无压之后启动延迟合闸。
[0026](304)FS4X时间后重合，因为是永久故障，FS4合闸后又感受到接地故障，再次跳闸，并正向闭锁，FS5感受到短时来电反向闭锁，LSW2延迟时间到后合闸进行负荷转供。
[0027]S4、无级差的接地故障，处理过程如下，但无后加速保护。
[0028](401)FS4和FS5之间发生永久接地故障。
[0029](402)FS1，FS4感受到接地故障，因为无级差，FS1、FS4直接故障跳闸。
[0030](403)FS2、FS3、FS5无压分闸，LSW1，LSW2因为感受单侧无压开始启动延迟合闸。
[0031](404)FS1、FS4一侧有压且有故障记忆，启动短延迟，X时间后FS1合闸，FS2、FS3、FS5一侧有压，无故障记忆，启动长延迟(等待故障线路隔离完成)。
[0032](405)X时间后FS4合闸。
[0033](406)因为是永久故障，FS4合闸后又感受到接地故障，再次跳闸，并正向闭锁，FS5
感受到短时来电反向闭锁。
[0034](407)FS2、FS3一侧有压，无故障记忆，长延迟到后依次合闸。
[0035](408)LSW2合闸延迟到后合闸进行负荷转供，恢复LSW2到FS5之间的负荷供电，LSW1又感受双侧有压，放弃合闸。
[0036]本专利技术通过研究10kV线路基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，解决就地型馈线自动化应用过程中存在的多次重合、停电范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，包括电容式取能电源(1)，其特征在于：所述电容式取能电源(1)的上表面设置有三个零序电流互感器(2)，且三个零序电流互感器(2)的正面均设置有断路器本体(3)，三个零序电流互感器(2)通过三个进线侧电压传感器(5)分别与三个出线侧电压传感器(6)的外表面固定连接，所述电容式取能电源(1)的上表面固定连接有两个电压互感器，位于左侧的电压互感器通过金属片与位于左侧的零序电流互感器(2)电连接，位于右侧的电压互感器通过金属片与位于右侧的出线侧电压传感器(6)电连接，所述电容式取能电源(1)的下表面设置有开关壳体(4)，所述开关壳体(4)通过连接电缆(8)与控制器(FTU)(9)电连接。2.基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，其中终端包括电容式取能电源(1)和FTU以及两者之间的电缆连线。如上图所示的电容式取能电源(1)特征在于：所述电容式取能电源(1)的上表面设置有三个零序电流互感器(2)，且三个零序电流互感器(2)的正面均设置有断路器本体(3)，三个零序电流互感器(2)通过三个进线侧电压传感器(5)分别与三个出线侧电压传感器(6)的外表面固定连接，所述电容式取能电源(1)的进线侧固定连接有三个电压互感器，位于三相极柱正方，FTU特征在于：可实现改发明专利中的所有功能。电缆连线则将断路器采集到的10kV线路的相电压、相电流、零序电压、零序电流及断路器本体的分合储能信号传给FTU。3.当线路发生永久故障时，首先故障点前的一个开关或多个开关跳闸(有级差跳一个、无级差越级跳多个)均因故障而分闸，故障后的所有开关全部因失压而分闸，然后故障前的开关再依次进行有压合闸，如果合闸后5秒(可设)均未检测到故障，则短时闭锁保护分闸和失压分闸，使其处于合位状态，当故障点上游的最后一个开关有压合闸时会合到故障上，然后后加速跳闸，并闭锁合闸，而此时故障后的第一个开关通过检测进线侧三相的电压，可检测到一个短时的电压信号，这个信号不会因为发生了故障而检测不到，可靠残压闭锁合闸。此时联络开关经过延时后自动合闸。然后进行非故障区段的转供。在合到故障后的第一个开关时，因为此开关已经残压闭锁合闸，因此不会再有压合闸，这样可确保联络转供的成功和非故障区段的供电恢复。整个过程中，所有开关只重合一次，最大程度的减少对线路的冲击和停电时间。转供开关转供成功后会自动转变为分段开关，此时如果发生新的故障，可以再次进行故障隔离，过程与上述过程一致。当线路发生瞬时故障时，首先故障点前的一个开关或多个开关跳闸(有级差跳一个、无级差越级跳多个)均因故障而分闸，故障后的所有开关有压合闸成功。转供开关转供停止，处于正常分位状态，线路恢复正常运行。4.基于特征量自识别融合级差保护的综合型馈线自动化终端，其特征在于：S1、有级差的短路故障(101)FS2和FS3之间发生永久的短路故障；(102)因为存在级差，FS2开关感受到短路故障先跳闸，FS2之后的开关FS3无压分闸，同时联络开关LSW1因为单侧无压开始启动延迟合闸负荷转供；(103)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英，隋喆，王琨，李哲，王建辉，李红妮，梁焕，郭亮，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司西安供电公司，
类型：发明
国别省市：