專利名稱：配電網單相接地故障隔離系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種配電網單相接地故障隔離系統。
背景技術：
根據電力部門統計資料表明，約80%以上的用戶停電是由于配電網故障造成的， 現有的IOKV配電網具有結構復雜、分支眾多、分布區域廣等特點，如在發生單相接地故障 時，必須依靠變電站的選線裝置或者運行工作人員的工作經驗選中和隔離整條線路，然后 人工進行逐段的排查并隔離故障段，顯然此方法會照成全線大面積停電，并不能迅速的隔 離該線路的故障段，同樣也浪費大量人力物力。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種配電網單相接 地故障隔離系統，該系統在選線成功的前提下，可以將線路發生單相接地故障的故障段隔 離，并恢復非故障段的供電。本實用新型公開了一種配電網單相接地故障隔離系統，所采用的技術方案是該系統包括變電站和連接于所述變電站的至少一條架空線路，在所述架空線路的 始端設置有用于隔離所述架空線路的出口斷路器，從所述架空線路的始端到末端依次分布 有若干自動開關，所述若干自動開關將架空線路分隔成不同的線路區段；在每個自動開關 的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感器，對應每個自動開關均配置有一可與變電站通 訊的遙控終端，所述遙控終端用于控制所述自動開關投入和分間，且兩側的零序電壓互感 器的零序電壓信號輸送至遙控終端內。所述系統包括至少兩條架空線路，該兩條架空線路的末端用一聯絡開關連接形成 回路，在所述聯絡開關的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感器，對應該聯絡開關也配 置有一用于控制所述聯絡開關投入和分間的遙控終端，其兩側的零序電壓互感器的零序電 壓信號輸送至該遙控終端內。所述零序電壓互感器的副繞組部分除了零序電壓輸出端，還設置有三相電源輸出 端，作為所述自動開關和遙控終端的工作電源。當架空線路的線路區段發生單相接地故障時，隔離其故障段包括以下步驟A 首先斷開該條架空線路的出口斷路器，使各個線路區段上的自動開關均失壓分 閘；B 重合出口斷路器，各個遙控終端在得電后依次延時投入對應的自動開關并檢測 自動開關合閘前后是否有零序電壓產生；若在自動開關合閘前的第一確認時間和合閘后的 第二確認時間均沒有檢測到零序電壓，則繼續投入下一個自動開關；若在自動開關合閘前 的第一確認時間沒有檢測到零序電壓，而在自動開關合閘后的第二確認時間檢測到零序電 壓，則單相接地故障在該自動開關的負荷側；C:如果檢測到故障段在負荷側，則對應的遙控終端控制該自動開關分閘并閉鎖，下一個自動開關產生瞬時電壓閉鎖而不投入，從而隔離了單相接地故障區段。在上述的步驟A中由變電站的選線裝置自動斷開所述出口斷路器，或者由工作人 員手動斷開所述出口斷路器本實用新型的有益效果是本實用新型使線路維護人員非常方便的查找故障點， 大大縮短了停電時間和減輕線路維護人員的工作強度。在隔離單相接地故障的過程中，遙 控終端僅根據各自動開關投入前后線路零序電壓的狀態，就可確定單相接地故障點的位置 并閉鎖隔離故障點。該單相接地故障的處理與系統的運行方式無關，這樣就保證了該單相 接地故障處理的可靠性和實用性。

圖1是本實用新型實施例一的系統示意圖；圖2是本實用新型中零序電壓互感器的接線示意圖；圖3是本實用新型實施例二的系統示意圖；圖4是實施例一中遙控終端內部處理器的控制流程圖；圖5是圖4中單相接地保護程序的具體流程圖；圖6是實施例二中聯絡開關處的遙控終端內部處理器的控制流程圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示，本實施例中的配電網單相接地故障隔離系統包括變電站(圖中未示 出)和連接于所述變電站的若干條架空線路，以線路一和線路二為例，在所述架空線路的 始端設置有用于隔離所述架空線路的出口斷路器DL，從所述架空線路的始端到末端依次分 布有若干自動開關PVS，所述若干自動開關PVS將架空線路分隔成不同的線路區段(如圖中 的A、B、C、D段)；在每個自動開關PVS的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感器PT，對 應每個自動開關PVS均配置有一可與變電站通訊的遙控終端RTU，所述遙控終端RTU用于控 制所述自動開關PVS的投入和分閘，且兩側的零序電壓互感器PT的零序電壓信號輸送至遙 控終端RTU內；單相接地故障處理依靠配網自動化中的自動開關PVS、遙控終端RTU和零序 電壓互感器PT的相互配合完成。上述零序電壓互感器PT的接線情況如圖2所示，它不僅檢測輸出單相接地故障信 號，其中副繞組部分的a、b、c、n端為三相電源輸出端，提供自動開關PVS和遙控終端RTU的 工作電源。在發生單相接地故障時零序電壓互感器PT的nl、n2端輸出一個零序電壓，其電 壓幅值與單相接地故障的接地電阻成反比，而遙控終端RTU檢測該零序電壓做為單相接地 故障的判句之一。下面就具體例子詳細說明本系統隔離故障的過程，各部件以圖中的代號表示在正常情況下，各個分段點的自動開關均已投入，如“線路一”和“線路二”都處于 正常工作狀態。發生單相接地故障時全系統的RTU均能檢測到零序電壓，但RTU均不動作， 維持開關原來的狀態。變電站的選線裝置或運行人員憑工作經驗選擇并隔離故障線路，當 零序電壓消失時，說明選線成功。上面所說的選線裝置在處理單相接地故障時，需要收集同 一母線上各條出線的零序電流等參數，比較各條出線的零序電流大小和方向，找出故障線路。而零序電流的方向取決系統運行方式，零序電流的大小取決于單相接地故障點的接地 電阻，其值大小可相差數千倍，所以選線裝置的選線成功率并不高。遙控終端RTU包括內部處理器MPU、A/D交換器、用于控制開關斷合的繼電器接口 以及顯示模塊和用于傳輸信號的MODEM模塊，它是根據電壓型時序保護原理，控制自動開 關的合閘與分間，其內部處理器MPU的控制流程如圖4所示，即在自動開關的合閘前的第一 確認時間(X時間)內沒有檢測線路零序電壓，而在自動開關的合閘后的第二確認時間(Y 時間)內檢測到線路零序電壓，說明單相接地故障在該自動開關的負荷側，遙控終端RTU控 制自動開關分閘并閉鎖，隔離單相接地故障點(Y延時過程中啟動的單向接地保護程序如 圖5所示，當檢測到負荷側的零序電壓大于設定值時就分閘自動開關并將負荷側的閉鎖置 位)。例如在“線路一”的C段發生單相接地故障時，變電站的選線裝置或運行人員憑工作 經驗選擇將“線路一”出口斷路器DLl分閘，隔離故障線路，“線路一”全線停電，同時“線路 一”的各自動開關均失壓分閘。斷路器DLl啟動重合閘，各RTU在得電時依次延時逐步投入 自動開關，并分別檢查自動開關投入前后是否有零序電壓。如RTU2在延時投入自動開關前 沒有檢測到零序電壓，說明自動開關PVS2的電源側沒有單相接地故障；RTU2在延時結束投 入自動開關后檢測到零序電壓，說明自動開關PVS2的負荷側有單相接地故障，在這種情況 下RTU2閉鎖令自動開關PVS2跳閘隔離故障段；RTU3則因自動開關PVS2的瞬時投入、分閘 而產生瞬時電壓閉鎖，在其負荷側供電時RTU3閉鎖自動開關PVS3不投入，這樣發生故障的 C區段就被成功隔離。實施例二 如圖3所示，在本實施例中系統包括若干條架空線路，其中至少兩條架空線路(線 路一和線路二)，該兩條架空線路的末端用一聯絡開關PVS連接形成回路，在所述聯絡開關 PVS的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感器PT，對應該聯絡開關PVS也配置有一用于 控制所述聯絡開關投入和分間的遙控終端RTU，其兩側的零序電壓互感器PT的零序電壓信 號輸送至該遙控終端RTU內，這里的聯絡開關PVS與線路各段的自動開關PVS功能相同，各 條線路上的分段設備與實施例一相同。在正常情況下，除聯絡開關PVS保持常開狀態外，其余的自動開關PVS均已投入， 使“線路一”和“線路二”處于正常工作狀態。發生單相接地故障時全系統的RTU均能檢測 到零序電壓，但RTU均不動作，維持開關原來的狀態。變電站的選線裝置或運行人員憑工作 經驗選擇并隔離故障線路，當零序電壓消失時，說明選線成功。如在“線路一”的C段發生單相接地故障時，變電站的選線裝置或運行人員憑工作 經驗選擇將“線路一”出口斷路器DLl分閘，隔離故障線路，“線路一”全線停電，同時“線路 一”的各自動開關均失壓分閘。斷路器DLl啟動重合閘，各RTU在得電時依次延時投入自 動開關，并分別檢查自動開關投入前后是否有零序電壓，其流程如上述的圖4和圖5所示。 如RTU2在延時投入自動開關前沒有檢測到零序電壓，說明自動開關PVS2的電源側沒有單 相接地故障；RTU2在延時結束投入自動開關后檢測到零序電壓，說明自動開關PVS2的負荷 側有單相接地故障，在這種情況下RTU2閉鎖令自動開關PVS2跳閘隔離故障段；RTU3則因 自動開關PVS2的瞬時投入、分閘而產生瞬時電壓閉鎖，在其負荷側供電時RTU3閉鎖自動開 關PVS3不投入。如圖6的流程圖，“線路一”的停電使控制聯絡開關的遙控終端RTU從兩側電源變為單側電源，其啟動長延時投入功能(包括投入前的XL長延時和投入后的Y長延時，原理 同實施例一)，在長延時過程中“線路一”的D段未能恢復供電，則長延時結束后，聯絡開關 投入，由“線路二”向“線路一”的D段供電。此時“線路一”的非故障段全部恢復供電且同 時也隔離了 C區段。
權利要求1.一種配電網單相接地故障隔離系統，該系統包括變電站和連接于所述變電站的至少 一條架空線路，其特征在于，在所述架空線路的始端設置有用于隔離所述架空線路的出口 斷路器，從所述架空線路的始端到末端依次分布有若干自動開關，所述若干自動開關將架 空線路分隔成不同的線路區段；在每個自動開關的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感 器，對應每個自動開關均配置有一可與變電站通訊的遙控終端，所述遙控終端用于控制所 述自動開關投入和分間，且兩側的零序電壓互感器的零序電壓信號輸送至遙控終端內。
2.根據權利要求1所述的配電網單相接地故障隔離系統，其特征在于，所述系統包括 至少兩條架空線路，該兩條架空線路的末端用一聯絡開關連接形成回路，在所述聯絡開關 的兩側的線路上分別設置有零序電壓互感器，對應該聯絡開關也配置有一用于控制所述聯 絡開關投入和分間的遙控終端，其兩側的零序電壓互感器的零序電壓信號輸送至該遙控終 端內。
3.根據權利要求1或2所述的配電網單相接地故障隔離系統，其特征在于，所述零序 電壓互感器的副繞組部分設置有三相電源輸出端，作為所述自動開關和遙控終端的工作電 源。
專利摘要本實用新型公開了一種配電網單相接地故障隔離系統。單相接地故障處理過程依靠該系統中的自動開關PVS、遙控終端RTU、零序電壓互感器PT的相互配合來完成。遙控終端RTU根據電壓型時序保護原理，控制自動開關PVS的合閘與分閘。在自動開關PVS的合閘前的第一確認時間內沒有檢測到線路零序電壓，說明電源側線路沒有故障，而在自動開關PVS的合閘后的第二確認時間內檢測到線路零序電壓，說明單相接地故障在該自動開關PVS的負荷側，則遙控終端RTU會控制自動開關分閘并閉鎖，隔離單相接地故障區段。
文檔編號H02H7/26GK201887445SQ20102059677
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者朱漢平, 李京平, 陳立新 申請人:珠海許繼電氣有限公司