就地型馈线故障处理方法及系统与流程

1.本发明涉及配电传输领域，尤其涉及就地型馈线故障处理方法及系统。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，用户对供电可靠性的要求越来越高。配网馈线自动化功能对快速隔离故障及非故障区域恢复供电，提升配电网供电可靠性具有重要作用。现有的就地型馈线自动化主要采用电压-时间型，电压-时间型就地型馈线自动化采用“无压分闸、来电延时合闸”的工作特性配合变电站的站内开关二次合闸来实现，当馈线出线故障时，站内开关需跳闸两次使整个线路断开两次，通过站内开关第一次合闸确定故障区间，通过站内开关第二次合闸恢复非故障线路供电，停电范围大、耗时长，影响用户的使用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，现提供一种旨在可缩小停电范围、快速有效的隔离故障点的就地型馈线故障处理方法及系统。
4.本发明提供了一种就地型馈线故障处理方法，应用于配电线路，包括：
5.检测到故障后，触发所述配电线路的站内开关控制相应目标线路上的所有分段开关断开，当所述目标线路上的所有分段开关断开且达到目标时间后，依据所述目标线路上的所述分段开关的位置顺序，从分段开关电源侧依次合闸分段开关；
6.还包括：
7.检测所述目标线路中当前合闸的所述分段开关两侧的电能数据；
8.根据所述分段开关在所述目标线路中的位置，基于检测到的所述电能数据依据预设逻辑，控制所述分段开关的状态，以隔离故障点恢复非故障分段的供电。
9.可选的，所述预设逻辑为：
10.当所述分段开关两侧的电能数据正常时，触发与当前所述分段开关临近的处于断开状态的所述分段开关合闸；
11.当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁或闭锁合闸，以隔离故障点。
12.可选的，还包括：
13.当检测到所述电能数据由异常恢复正常时，触发相应的所述分段开关解除闭锁，完成合闸。
14.可选的，当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁，以隔离故障点，包括：
15.当所述分段开关的当前电流大于目标电流时，触发所述分段开关断开闭锁。
16.可选的，当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关闭锁合闸，以隔离故障点，包括：
17.当所述分段开关的电源侧或负荷测检测到瞬时电压时，触发所述分段开关反向闭
锁合闸。
18.可选的，当检测到所述电能数据由异常恢复正常时，触发相应的所述分段开关解除闭锁，完成合闸，包括：
19.当检测到所述分段开关的瞬时电压侧的电压达到目标电压且持续时间达到预设有压合闸时间时，触发所述分段开关解除闭锁，完成合闸。
20.可选的，还包括：对于断开的所述分段开关，在预设有压合闸时间内当所述分段开关电源侧和负荷测同时有电压时，触发所述分段开关闭锁。
21.可选的，当检测到所述电能数据由异常恢复正常时，触发相应的所述分段开关解除闭锁，完成合闸，包括：
22.当检测到所述分段开关的电源侧和负荷测均无电压且持续时间达到预设无压分闸时间时，触发所述分段开关解除闭锁，当所述分段开关的电源侧或负荷测的供电电压达到目标电压且供电时间达到预设有压合闸时间时，触发所述分段开关合闸。
23.本发明还提供了一种就地型馈线故障处理系统，应用于配电线路，包括：
24.控制单元，用于检测到故障后，触发所述配电线路的站内开关控制相应目标线路上的所有分段开关断开，当所述目标线路上的所有分段开关断开且达到目标时间后，依据所述目标线路上的所述分段开关的位置顺序，从分段开关电源侧依次合闸分段开关；
25.检测单元，用于检测所述目标线路中当前合闸的所述分段开关两侧的电能数据；
26.处理单元，用于根据所述分段开关在所述目标线路中的位置，基于检测到的所述电能数据依据预设逻辑，控制所述分段开关的状态，以隔离故障点恢复非故障分段的供电。
27.可选的，所述预设逻辑为：
28.当所述分段开关两侧的电能数据正常时，触发合闸与当前所述分段开关临近的处于断开状态的所述分段开关；
29.当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁或闭锁合闸，以隔离故障点。
30.上述技术方案的有益效果：
31.本技术方案中，就地型馈线故障处理方法可在检测到故障后，触发配电线路的站内开关跳闸，从而控制相应目标线路上的所有分段开关断开；然后站内开关重新合闸，根据分段开关在目标线路中的位置，基于检测到的各个分段开关两侧的电能数据依据预设逻辑，控制分段开关的状态，以隔离故障点，恢复非故障分段的供电，以保证非故障分段的正常供电，本技术方案的站内开关只需跳闸一次，无需二次跳闸，缩短了恢复非故障线路的供电的时间，且整个线路无需二次停电，提升了用户的用电体验。
附图说明
32.图1为电压-时间型就地型馈线自动化处理故障过程示意图；
33.图2为本发明所述的就地型馈线故障处理方法的一种实施例的方法流程图；
34.图3为正常状态下分段开关的电压、电流及分闸状态的时序图；
35.图4为分段开关的当前电流大于目标电流时，分段开关的电压、电流、分闸状态、解锁、闭锁状态的时序图；
36.图5为分段开关分闸后检查到电源侧瞬时电压时，分段开关的电压、电流、分闸状
态、解锁、闭锁状态、电源侧及负荷侧的时序图；
37.图6为分段开关电源侧和负荷测均有电压时，分闸开关的分闸状态、解锁、闭锁状态、电源侧及负荷侧的时序图；
38.图7为本发明所述的就地型馈线故障处理方法处理故障过程的一种实施例的示意图；
39.图8为本发明所述的就地型馈线故障处理系统的一种实施例的模块图；
40.图9为极柱的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
41.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
43.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
44.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，步骤前的数字标号并不标识执行步骤的前后顺序，仅用于方便描述本发明及区别每一步骤，因此不能理解为对本发明的限制。
46.参阅图1所示具体说明电压-时间型就地型馈线自动化处理故障过程。图1a为线路正常供电的示意图，电流流向为：站内开关cb1
→
分段开关f001
→
分段开关f002
→
分段开关f003；站内开关cb2
→
分段开关f101
→
分段开关f102，其中联络开关l1处于分闸状态。故障点f1发生故障后，变电站的站内开关cb1检测到线路故障后，执行保护动作跳闸，站内开关cb1对应的线路中的所有分段开关均因失压而分闸(参阅图1b)，同时联络开关l1因单侧失压而启动联络合闸时间的倒计时；1s后站内开关cb1第一次合闸(参阅图1c)；7s后分段开关f001合闸(参阅图1d)；7s后分段开关f002合闸，因其合闸于故障点f1，站内开关cb1再次执行保护动作跳闸，同时，分段开关f002和分段开关f003转换为闭锁状态，从而实现故障点f1的定位隔离(参阅图1e)；1s后站内开关cb1第二次合闸(参阅图1f)，恢复站内开关cb1
→
分段开关f101之间的非故障区段供电；7s后分段开关f001合闸(参阅图1g)，恢复分段开关f001
→
分段开关f002之间的非故障区段供电。在恢复非故障区段供电之前，站内开关需跳闸两次(整个线路断开两次)，停电范围大、耗时长，影响用户的使用。
47.基于现有的电压-时间型就地型馈线自动化处理故障时站内开关需跳闸两次，且停电范围大的问题，本实施例提供了一种可缩小停电范围、快速有效的隔离故障点的就地
型馈线故障处理方法，如图2所示，包括以下步骤：
48.s1.检测到故障后，触发所述配电线路的站内开关控制相应目标线路上的所有分段开关断开，当所述目标线路上的所有分段开关断开且达到目标时间后，依据所述目标线路上的所述分段开关的位置顺序，从分段开关电源侧依次合闸分段开关。
49.在实际应用中，每一站内开关对应一变电站，与站内开关对应的变电站可将高压(如110kv、220kv)转换为低压(如：10kv)，变电站之间通过联络开关连接，正常状态下联络开关处于断开状态，变电站之间互不影响。
50.需要说明的是，参阅图3当分段开关的电源侧无压且持续时间达到预设无压分闸时间tw(如：2s)时，分段开关分闸断开(即：分段开关的电源侧失压时间达到tw后由闭合状态转换为断开状态)。
51.s2.检测所述目标线路中当前合闸的所述分段开关两侧的电能数据。
52.其中，电能数据可包括分段开关两侧的电压和电流。
53.s3.根据所述分段开关在所述目标线路中的位置，基于检测到的所述电能数据依据预设逻辑，控制所述分段开关的状态，以隔离故障点恢复非故障分段的供电。
54.所述预设逻辑包括：
55.当所述分段开关两侧的电能数据正常时，触发与当前所述分段开关临近的处于断开状态的所述分段开关合闸，从而恢复非故障分段的供电。
56.进一步地，当检测到所述分段开关的瞬时电压侧的电压达到目标电压且持续时间达到预设有压合闸时间时，触发所述分段开关解除闭锁，完成合闸。
57.在本实施例中，当目标线路上的所有分段开关断开且达到目标时间(如：1s)后，站内开关闭合，依据目标线路上的分段开关的位置顺序依次合闸分段开关，具体地：参阅图3所示，当分段开关的电源侧的目标电压ua持续时间达到预设有压合闸时间th(如：4s)，则相应的分段开关合闸，并进入过流保护状态(对分段开关两侧的电压、电流进行检测)，对过流保护计时，若达到预设过流保护时间tb(如：2s)且分段开关的电源侧电压持续处于正常状态，则表示该分段的供电正常，退出过流保护状态。
58.所述预设逻辑还包括：
59.当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁或闭锁合闸，以隔离故障点。
60.本实施例中的中电能数据异常可包括：分段开关电源侧或负荷侧的当前电流大于目标电流，分段开关电源侧或负荷测出现瞬时电压，以及分段开关电源侧和负荷测均有电压等情况。
61.进一步地，当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁，以隔离故障点，包括：
62.当所述分段开关的当前电流大于目标电流时，触发所述分段开关断开闭锁。
63.参阅图4所示，当分段开关的电源侧的目标电压ua持续时间达到预设有压合闸时间th，则相应的分段开关进行合闸，若分段开关的当前电流大于目标电流时(即开关合闸出现故障)，则进行合闸速断操作，触发相应的分段开关断开闭锁。
64.在实际应用中，当分段开关处于分闸闭锁状态时，可手动后远程遥控解锁闭锁合闸；故障侧恢复正常供电也可接触闭锁。
65.进一步地，当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关闭锁合闸，以隔离故障点，包括：
66.当所述分段开关的电源侧或负荷测检测到瞬时电压时，触发所述分段开关反向闭锁合闸，以防止误送电。
67.参阅图5所示，当分段开关分闸后检查到电源侧瞬时电压us(或负荷侧)时，触发分段开关反向闭锁合闸(即使负荷侧的目标电压ua持续时间达到预设有压合闸时间th，分段开关仍处于反向闭锁合闸状态)，以防止反向来电。
68.在实际应用中，当分段开关处于反向闭锁合闸状态时，可手动后远程遥控解锁闭锁；瞬时加压侧恢复正常供电(目标电压ua持续时间达到预设有压合闸时间th)，也可自动解除闭锁合闸。
69.进一步地，还包括：
70.参阅图6所示，对于断开的所述分段开关，在预设有压合闸时间内当所述分段开关电源侧和负荷测同时有电压时，触发所述分段开关闭锁，防止影响电源负荷。
71.在实际应用中，当分段开关两次均停电，且停电时间达到预设无压分闸时间tw时可解除闭锁，也可手动后远程遥控解锁闭锁合闸。其中，预设无压分闸为分段开关的电源侧失压时间达到tw后由闭合状态转换为断开状态。
72.在优选的实施例中，就地型馈线故障处理方法还可包括：
73.s4.当检测到所述电能数据由异常恢复正常时，触发相应的所述分段开关解除闭锁，完成合闸。
74.进一步地，相对于所述分段开关两侧的电能数据异常，所述分段开关分闸闭锁隔离故障点的情况，在本实施例中，参阅图5步骤s4可包括：当检测到所述分段开关的瞬时电压侧(即：故障侧)的电压达到目标电压ua且持续时间达到预设有压合闸时间th时，可触发所述分段开关自动解除闭锁，完成合闸。
75.进一步地，相对于在预设有压合闸时间th内所述分段开关电源侧和负荷测均有电压，所述分段开关分闸闭锁的情况，在本实施例中，参阅图6步骤s4可包括：当检测到所述分段开关的电源侧和负荷测均无电压且持续时间达到预设无压分闸时间tw时，触发所述分段开关解锁，当所述分段开关的电源侧或负荷测的电压达到目标电压ua且持续时间达到预设有压合闸时间th时，触发所述分段开关合闸。
76.在本实施例中，就地型馈线故障处理方法可在检测到故障后，触发配电线路的站内开关跳闸，从而控制相应目标线路上的所有分段开关断开；然后站内开关重新合闸，根据分段开关在目标线路中的位置，基于检测到的各个分段开关两侧的电能数据依据预设逻辑，控制分段开关的状态，以隔离故障点，恢复非故障分段的供电，以保证非故障分段的正常供电，本技术方案的站内开关只需跳闸一次，无需二次跳闸，缩短了恢复非故障线路的供电的时间，且整个线路无需二次停电，提升了用户的用电体验。
77.参阅图7所示具体说明本实施例中就地型馈线故障处理方法的故障处理过程：图7a为线路正常供电的示意图，电流流向为：站内开关cb3
→
分段开关fs01
→
分段开关fs02
→
分段开关fs03
→
分段开关fs04
→
分段开关fs05
→
分段开关fs06，站内开关cb4
→
分段开关fs11
→
分段开关fs12
→
分段开关fs13，其中联络开关l2处于分闸状态。故障点f2发生故障后，故障点f2对应线路的变电站的站内开关cb3检测到线路故障后，执行保护动作跳闸，站
内开关cb3对应的线路中的所有分段开关均因失压而分闸(参阅图7b)，同时联络开关l2因单侧失压而启动联络合闸时间的倒计时；预设时间后站内开关cb3合闸，分段开关fs01、分段开关fs02、分段开关fs03和分段开关fs04依次合闸，分段开关fs04合闸后启动过流保护功能在预设过流保护时间检测是否有故障电流或故障电压(即分段开关合闸是否有异常)，当检测到异常后，分段开关fs04断开并转换为闭锁状态(参阅图7c)；在分段开关fs04合闸断开的过程中，分段开关fs05检测到瞬间电压，分段开关fs05转换为反向闭锁合闸状态，以防止反向来电合闸；参阅图7d，若故障点f2的故障持续了联络合闸时间，即联络开关l2达到联络合闸时间(如：20s)，联络开关l2由断开状态转为合闸状态，分段开关fs06检测到目标电压且持续时间满足到有压合闸时间后，分段开关fs06由断开状态转为合闸状态(分段开关一侧的目标电压持续的时间达到有压合闸时间后，分段开关才能由断开状态转换为合闸状态)，从而实现快速恢复非故障线路有效供电的目的。
78.参阅图8所示，本发明还提供了一种就地型馈线故障处理系统1，应用于配电线路，包括：控制单元11、检测单元12和处理单元13。
79.控制单元11，用于检测到故障后，触发所述配电线路的站内开关控制相应目标线路上的所有分段开关断开，当所述目标线路上的所有分段开关断开且达到目标时间后，依据所述目标线路上的所述分段开关的位置顺序，从分段开关电源侧依次合闸分段开关。
80.在实际应用中，每一站内开关对应一变电站，与站内开关对应的变电站可将高压(如110kv、220kv)转换为低压(如：10kv)，变电站之间通过联络开关连接，正常状态下联络开关处于断开状态，变电站之间互不影响。
81.分段开关包括三个极柱，参阅图9所示极柱可包括上进线1、灭弧室2、电流传感器3、下出线4、绝缘拉杆5、弹簧机构6、机箱7和电压传感器8，分段开关与控制终端(ftu)连接，通过控制终端可控制分段开关解除闭锁。电流可通过上进线1流入分段开关，经过灭弧室2(控制电路通断)、下出线4流出。灭弧室2为真空灭弧室；机箱7可采用不锈钢材料，防止锈蚀。
82.检测单元12，用于检测所述目标线路中当前合闸的所述分段开关两侧的电能数据。
83.其中，电能数据可包括分段开关两侧的电压和电流。
84.处理单元13，用于根据所述分段开关在所述目标线路中的位置，基于检测到的所述电能数据依据预设逻辑，控制所述分段开关的状态，以隔离故障点恢复非故障分段的供电。
85.其中，所述预设逻辑为：
86.当所述分段开关两侧的电能数据正常时，触发与当前所述分段开关临近的处于断开状态的所述分段开关合闸，从而恢复非故障分段的供电。
87.进一步地，当检测到所述分段开关的瞬时电压侧的电压达到目标电压且持续时间达到预设有压合闸时间时，触发所述分段开关解除闭锁，完成合闸。当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁或闭锁合闸，以隔离故障点。
88.进一步地，当所述分段开关两侧的电能数据异常时，触发所述分段开关断开闭锁或闭锁合闸，以隔离故障点，包括：
89.当所述分段开关的当前电流大于目标电流时，触发所述分段开关断开闭锁；
90.当所述分段开关的电源侧或负荷测检测到瞬时电压时，触发所述分段开关反向闭锁合闸；
91.参阅图6所示，当在预设有压合闸时间th内所述分段开关电源侧和负荷测均有电压时，触发所述分段开关分闸闭锁，防止影响电源负荷。
92.在优选的实施例中，就地型馈线故障处理系统1还可包括：
93.解锁单元14，用于当检测到所述电能数据由异常恢复正常时，触发相应的所述分段开关解除闭锁，完成合闸。
94.进一步地，相对于所述分段开关两侧的电能数据异常，所述分段开关分闸闭锁隔离故障点的情况，在本实施例中，参阅图5步骤s4可包括：当检测到所述分段开关的瞬时电压侧(即：故障侧)的电压达到目标电压ua且持续时间达到预设有压合闸时间th时，可触发所述分段开关自动解除闭锁，完成合闸。
95.相对于在预设有压合闸时间th内所述分段开关电源侧和负荷测均有电压，所述分段开关分闸闭锁的情况，在本实施例中，参阅图6步骤s4可包括：当检测到所述分段开关的电源侧和负荷测均无电压且持续时间达到预设无压分闸时间tw时，触发所述分段开关解锁，当所述分段开关的电源侧或负荷测的电压达到目标电压ua且持续时间达到预设有压合闸时间th时，触发所述分段开关合闸。
96.在本实施例中，就地型馈线故障处理系统1中的控制单元11可在检测到故障后，触发配电线路的站内开关跳闸，从而控制相应目标线路上的所有分段开关断开；然后站内开关重新合闸，处理单元13可根据分段开关在目标线路中的位置，基于检测到的各个分段开关两侧的电能数据依据预设逻辑，触发相应的分段开关进行分闸闭锁以隔离故障点，或触发相应的分段开关进行合闸操作恢复非故障分段的供电，以保证非故障分段的正常供电，本技术方案的站内开关只需跳闸一次，无需二次跳闸，缩短了恢复非故障线路的供电的时间，且整个线路无需二次停电，提升了用户的用电体验。
97.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。