一种配电网线路相间故障电压跌落处理方法及装置与流程

本发明涉及配电网控制，特别涉及一种配电网线路相间故障电压跌落处理方法及装置。

背景技术：

1、不同于单相接地故障，配电网发生相间故障后，会产生非常大的短路电流，并且会使得系统电压跌落进而影响全网负荷的电能质量。现有的馈线自动化方案在故障检测时采用全波傅里叶或者快速傅里叶变换来计算故障电流幅值，至少需要10～20ms的处理时间；在发出分闸指令后，传统使用弹簧或永磁操作机构的开关固有动作时间在30ms左右。因此，现有的馈线自动化方案隔离故障需要时间为40ms左右，这将导致整个系统电压跌落时间过长，严重劣化负载电能质量。另一方面，现有的馈线自动化方法在检测到相间故障并切除后，进行三相自动重合闸操作隔离故障区段。若故障为永久性，盲目重合三相将会对系统造成二次冲击，故障馈线上的设备将再一次流过大短路电流，二次电压暂降也将影响正常馈线的负荷供电。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种配电网线路相间故障电压跌落处理方法及装置，针对现有馈线自动化方法存在故障隔离时间较长、重合闸时可能有二次冲击的问题，通过采用使用磁控操作机构并且具备分相操作能力和接地功能的配电开关；在故障隔离阶段，使用故障电流检测方法并配合配电开关在14ms以内快速切除故障；在重合闸阶段，通过使用配电开关分相操作功能以及接地功能，将相间故障构造成单相接地故障，使用零序电压以及零序电流特征判断故障性质并选择是否进行合闸，避免配电网短路故障二次电压跌落。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种配电网线路相间故障电压跌落处理方法，配电网线路上设有使用磁控操作机构的若干个配电开关，所述配电开关具备单相分合闸功能和单相接地隔离功能，包括如下步骤：

3、配电网线路发生相间故障后，在馈线自动化重合闸试送电时，重合相间故障的故障点上游的所述配电开关中一故障相的单相开关及故障点下游的所述配电开关中另一故障相的接地开关；

4、获取所述故障点上游所述配电开关后端的零序阻抗；

5、当所述零序阻抗大于阻抗整定值时，判定所述相间故障为瞬时性故障，并按照瞬时性故障处理策略分别控制所述故障点上游及下游的所述配电开关；

6、当所述零序阻抗小于或等于所述阻抗整定值时，判定为永久性故障，并按照永久性故障处理策略分别控制所述故障点上游及下游的所述配电开关。

7、进一步地，所述重合相间故障的故障点上游的所述配电开关中一故障相的单相开关及故障点下游的所述配电开关中另一故障相的接地开关，包括：

8、重合相间故障的故障点上游的所述配电开关中一故障相的单相开关；

9、在所述配电网线路的三相电压幅值、相位均相等时，判定所述故障点上游的所述配电开关已完成一故障相的单相开关重合操作；

10、重合所述故障点下游的所述配电开关中另一故障相的接地开关。

11、进一步地，所述瞬时性故障处理策略包括：

12、控制所述故障点上游的所述配电开关保持重合相重合，持续第一预设时长；

13、当所述故障点下游的所述配电开关检测到零序电流持续时间超过所述第一预设时长后，跳开接地相；

14、在所述故障点上游的所述配电开关检测到零序电流快速下降，重合剩余两相；

15、在所述故障点下游的所述配电开关检测到三相电压幅值相等且相位相差120度时，完成三相重合操作，恢复故障区段供电。

16、进一步地，所述永久性故障处理策略包括：

17、控制所述故障点上游的所述配电开关跳开重合相，并闭锁重合闸；

18、控制所述故障点下游的所述配电开关在检测到零序电流减小至零后，断开接地开关，完成故障区段下游闭锁。

19、进一步地，所述重合相间故障的故障点上游的所述配电开关中一故障相的单相开关及故障点下游的所述配电开关中另一故障相的接地开关之前，还包括：

20、获取所述配电网线路的瞬时相电流，计算连续两次相电流突变量并在其大于线路额定电流的预设比例值时，判定线路发生相间故障；

21、获取所述相间故障中一故障相的电流极值点对应的采样数组，构造半波电流采样数据，利用半波傅里叶算法计算两相短路电流幅值；

22、将两相短路电流幅值与过电流保护整定值比较，大于过电流保护整定值即可判定满足过电流逻辑，控制出口开关快速分闸。

23、进一步地，所述预设比例值为20％。

24、进一步地，所述两相短路电流幅值id的计算公式为：

25、

26、

27、

28、其中，ka为半波傅里叶计算出的实部分量，kb为半波傅里叶计算出的虚部分量，n为一个工频周波的采样点数，m为所述电流极值点对应的采样数组，为a、b或c相的任意一相，为其它两相中的任意一相，y(n)为所述半波电流采样数据。

29、进一步地，所述计算连续两次相电流突变量，包括：

30、获取所述配电网线路一相的连续两次工频周波内的电流值；

31、计算两个两次工频周波内的电流值差值得到所述电流突变量，

32、

33、其中，为a、b或c相,n为一工频周波内的采样点数，k为当前采样点。

34、相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种配电网线路相间故障电压跌落处理装置，配电网线路上设有使用磁控操作机构的若干个配电开关，所述配电开关具备单相分合闸功能和单相接地隔离功能，包括：

35、开关控制模块，其用于重合相间故障的故障点上游的所述配电开关中一故障相的单相开关及故障点下游的所述配电开关中另一故障相的接地开关；

36、阻抗计算模块，其用于获取所述故障点上游所述配电开关后端的零序阻抗；

37、瞬时性故障处理模块，其用于当所述零序阻抗大于阻抗整定值时，判定所述相间故障为瞬时性故障，并按照瞬时性故障处理策略分别控制所述故障点上游及下游的所述配电开关；

38、永久性故障处理模块，其用于当所述零序阻抗小于或等于所述阻抗整定值时，判定为永久性故障，并按照永久性故障处理策略分别控制所述故障点上游及下游的所述配电开关。

39、进一步地，所述配电网线路相间故障电压跌落处理装置还包括：短路电流计算模块；

40、所述短路电流计算模块包括：

41、相电流突变启动单元，其用于获取所述配电网线路的瞬时相电流，计算连续两次相电流突变量并在其大于线路额定电流的预设比例值时，判定线路发生相间故障；

42、短路电流计算单元，其用于获取所述相间故障中一故障相的电流极值点对应的采样数组，构造半波电流采样数据，利用半波傅里叶算法计算两相短路电流幅值；

43、快速分闸控制单元，其用于将两相短路电流幅值与过电流保护整定值比较，大于过电流保护整定值即可判定满足过电流逻辑，控制出口开关快速分闸。

44、本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

45、针对现有馈线自动化方法存在故障隔离时间较长、重合闸时可能有二次冲击的问题，通过采用使用磁控操作机构并且具备分相操作能力和接地功能的配电开关；在故障隔离阶段，使用故障电流检测方法并配合配电开关在14ms以内快速切除故障；在重合闸阶段，通过使用配电开关分相操作功能以及接地功能，将相间故障构造成单相接地故障，使用零序电压以及零序电流特征判断故障性质并选择是否进行合闸，避免配电网短路故障二次电压跌落。