分段器的控制方法、控制終端和控制系統(tǒng)的制作方法
【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(dāng)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(dá)到設(shè)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(dá)到設(shè)定臨界值t)，因而可以較好的減少了輸電線路恢復(fù)供電時間。并且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設(shè)備造成損害的幾率。本發(fā)明還公開一種分段器的控制終端和控制系統(tǒng)。
【專利說明】分段器的控制方法、控制終端和控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及饋線自動化領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種分段器的控制方法、控制終端和控 制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平日新月異地提高，用戶對供電質(zhì)量的要求也越來 越高，而要提高供電可靠性，必須重點關(guān)注配電網(wǎng)。因為目前在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)是影響 用戶供電可靠性的短板。配電網(wǎng)的投資相對不足，自動化水平低，是一個十分薄弱的環(huán)節(jié)。 饋線自動化是配電網(wǎng)自動化的主要任務(wù)之一，當(dāng)故障發(fā)生時，及時準(zhǔn)確地確定故障段，迅速 隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)段供電，目前主要有兩種實現(xiàn)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(jù)監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA)系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理，現(xiàn)場的饋線終端裝置（FTU，F(xiàn)eeder Terminal化it)通過一定的通道將故障信息 傳送至控制中屯、，根據(jù)開關(guān)狀態(tài)、故障信息、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行故障定位，跳開故障區(qū)段兩側(cè)的 開關(guān)，重合出線開關(guān)和閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。
[0004] 分布式控制方案主要是基于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(shè)備，W日本為代表的電壓-時間型設(shè)備，W及韓國在日本基礎(chǔ)上新 開發(fā)的電壓-電流-時間型設(shè)備，分別與重合器配合實現(xiàn)S種典型的饋線自動化模式。
[0005] 盡管基于計算機和通信技術(shù)的饋線自動化已非常成熟，但由于分布式控制的模式 結(jié)構(gòu)簡單，不需要建設(shè)通信系統(tǒng)，在農(nóng)網(wǎng)、負(fù)荷密集程度低的偏遠(yuǎn)地區(qū)仍有廣泛的應(yīng)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(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一 定程度的改進(jìn)，仍存在W下不足；首先發(fā)生瞬時故障時，需要借助開關(guān)逐個按順序重合得W 恢復(fù)，因而無法在短時間內(nèi)恢復(fù)供電；對于永久性故障，需要經(jīng)歷一次重合及順序合閩才能 確定故障區(qū)段，開關(guān)的動作次數(shù)多，不但對設(shè)備的沖擊大，而且恢復(fù)供電時間也是很長；對 于改進(jìn)的電壓-電流-時間型方案，也只是用于檢測過流脈沖，統(tǒng)計過流次數(shù)；另外各種方 案也沒有考慮線路發(fā)生單相接地故障時的處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，有必要提供一種能減少輸電線路恢復(fù)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(tǒng)。
[000引一種分段器的控制方法，包括步驟：
[0009] 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0010] 采樣檢測輸電線路的實時電流i ;
[0011] 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+A t累加刷新T ;
[0012] 在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。
[0015] 一種分段器的控制終端，所述分段器的控制終端用于：
[0016] 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0017] 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+A t累加刷新T ;
[001引在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)定臨界值t，啟動分段器分閩。
[0019] 一種分段器的控制系統(tǒng)，包括分段器、電流檢測器和權(quán)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(lián)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] 所述控制終端用于預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0021] 所述電流檢測器用于檢測輸電線路的實時電流i ;
[0022] 所述控制終端還用于當(dāng)所述電流檢測器采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T =T+A t累加刷新T ;在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)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(lián)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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。
[0029] 對于分段器的控制，傳統(tǒng)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(shè)定好的固定時長，并不靈活，無論是瞬時故障還是永久性故障輸電線路恢復(fù)供電時間 都較長；并且，過流電流（故障電流）如果較大而還采用固定的動作時間，會對輸電線路和 設(shè)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(tǒng)，利用反時限過 流保護特性靈活控制分段器的動作時間；當(dāng)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(dá)到設(shè)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(dá)到設(shè)定臨界值t)，因而可W較好的減少了輸電 線路恢復(fù)供電時間。并且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設(shè)備造成損害 的幾率。

【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(tǒng)示意圖；
[0032] 圖3為一個實施例的饋線自動化系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0033] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供該些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)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(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"和/或"包括一個或多個相 關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0035] 對于分段器的控制，傳統(tǒng)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(shè)定好的固定時長，并不靈活，無論是瞬時故障還是永久性故障輸電線路恢復(fù)供電時間 都較長；并且，過流電流（故障電流）如果較大而還采用固定的動作時間，會對輸電線路和 設(shè)備容易造成損害。
[0036] 一種分段器的控制方法，包括步驟：
[0037] 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[003引采樣檢測輸電線路的實時電流i ;
[0039] 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+A t累加刷新T ;
[0040] 在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)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(dāng)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(fù)供電 時間。并且，過流電流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設(shè)備造成損害的幾率。
[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(yù)設(shè)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(shè)定參數(shù)相配合。
[0045] 步驟S200 ;檢測輸電線路的實時電流i。
[0046] 步驟S300 ;當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。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(dá)到設(shè)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(dá)到設(shè)定臨界值t)，因而可W較好的 減少了輸電線路恢復(fù)供電時間。
[0047] 步驟S400 ;在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)定臨界值t，啟動分段器分閩。預(yù)設(shè)時長內(nèi)可 W按經(jīng)驗設(shè)定，通常大于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(yīng)上述控制方法的控制終端和控制系統(tǒng)。
[0049] 一種分段器的控制終端，用于
[0050] 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ;
[0051] 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+A t累加刷新T ;在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè) 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(shù)，r為 0?2之間的常數(shù)。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(tǒng)示意圖。
[0化4] 一種分段器的控制系統(tǒng)，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(lián)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用于預(yù)設(shè)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用于檢測輸電線路的實時電流i。
[0化7] 控制終端RTU還用于當(dāng)電流檢測器TA采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+A t累 加刷新T ;在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。故障電流I在 該里是電流檢測器TA(電流互感器）的感應(yīng)電流，并不一定是輸電線路的實際電流。
[0化引控制系統(tǒng)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(lián) 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(cè)的電壓信號計算得出 零序功率方向，如果接地故障發(fā)生在界內(nèi)，則使界內(nèi)發(fā)生單相接地故障的分段器經(jīng)設(shè)定延 時后分閩并閉鎖。
[0059] 上述分段器的控制終端和控制系統(tǒng)，利用反時限過流保護特性靈活控制分段器的 動作時間；當(dāng)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(dá)到設(shè)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(dá)到設(shè)定臨界值t)，因而可W較好的減少了輸電線路恢復(fù)供電時間。并且，過流電 流大時動作時間迅速，能降低對輸電線路和設(shè)備造成損害的幾率。
[0060] 圖3為一個實施例的饋線自動化系統(tǒng)示意圖，該饋線自動化系統(tǒng)基于分段器為電 壓-時間型控制方案，包括重合器或者斷路器CB1和CB2、聯(lián)絡(luò)器L、聯(lián)絡(luò)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(tǒng)。每個分段器的控制系統(tǒng)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(lián)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(cè)的電壓信號 計算得出零序功率方向，如果接地故障發(fā)生在界內(nèi)，則使界內(nèi)發(fā)生單相接地故障的分段器 經(jīng)設(shè)定延時后分閩并閉鎖。例如，在分段器為S3的控制系統(tǒng)的零序電流互感器檢測到接地 故障，則表示故障發(fā)生在分段器為S3的控制系統(tǒng)該一段界內(nèi)，分段器S3經(jīng)設(shè)定延時后分閩 并閉鎖。
[0062] W上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，該些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種分段器的控制方法，其特征在于，包括步驟： 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 采樣檢測輸電線路的實時電流i ; 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+ A t累加刷新T ; 在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)定臨界值t，啟動分段器分閩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段器的控制方法，其特征在于，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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。
3. -種分段器的控制終端，其特征在于，所述分段器的控制終端用于： 預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 當(dāng)采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ) t，并按T = T+ A t累加刷新T ; 在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)定臨界值t，啟動分段器分閩。
4. 一種分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括分段器、電流檢測器和權(quán)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(lián)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； 所述控制終端用于預(yù)設(shè)保護啟動電流Ip和動作時間T，T初值為0 ; 所述電流檢測器用于檢測輸電線路的實時電流i ; 所述控制終端還用于當(dāng)所述電流檢測器采樣檢測到有故障電流I時，根據(jù)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(chǔ)t,并按T = T+A t累加刷新T ;在預(yù)設(shè)時長內(nèi)若T達(dá)到設(shè)定臨界值t，啟動所述分段器分閩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測器為電流互 感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求6所述的分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述連接件為航空插座。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，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(lián)連接在輸電線路上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段器的控制系統(tǒng)，其特征在于，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(shù)，r為0?2之間的常數(shù)。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】耿桂華 申請人:航天科工深圳（集團）有限公司