專利名稱：一種就地式饋線自動化裝置及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及饋線自動化領(lǐng)域，尤其是一種就地式饋線自動化裝置及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：
目前，饋線自動化裝置主要有故障指示器、電壓_時間型饋線裝置和遠(yuǎn)動型饋線裝置三種，這三種饋線裝置存在以下缺陷
首先，故障指示器是一種半自動化裝置，當(dāng)饋電線路發(fā)生短路故障時，故障電流流經(jīng)的所有故障指示器會翻牌，然后靠人工巡線尋找故障點，故障定位處理時間較長，通常會達到幾個小時；
其次，電壓-時間型饋線裝置在饋電線路上安裝多個斷路器和配套的控制器，饋電線路上出現(xiàn)故障時，故障恢復(fù)供電時間較長，而且會對電力用戶造成多次沖擊，同時對一次斷路器要求較高，必須修改變電站出口保護的定值，有造成保護越級跳閘的可能；
最后，遠(yuǎn)動型饋線裝置是在不修改變電站出口保護的情況下，由變電站保護出口切除故障線路，需要和變電站保護配合，故障處理的速度和可靠性依賴于后臺軟件的可靠性，會導(dǎo)致非故障段停電一次。上述三種饋線裝置都具有明顯缺陷，隨著電力用戶對供電質(zhì)量要求的提高，已經(jīng)無法滿足饋線自動化的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種能夠避免非故障段線路停電、加速故障定位隔離過程、提高供電可靠性的就地式饋線自動化裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種就地式饋線自動化裝置，包括安裝在饋電線路上的饋線自動化單元FTU，饋線自動化單元FTU的輸入端通過控制通訊通道與饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU通訊，饋電自動化單元FTU的輸入端通過保護通訊通道與相鄰的饋線自動化單元FTU通訊，饋電自動化單元FTU的輸出端與斷路器相連。本發(fā)明還公開了一種就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，該方法包括下列順序的步驟
(1)當(dāng)饋線自動化單元FTU檢測到故障時，啟動發(fā)訊回路，向饋電線路的兩側(cè)發(fā)送故障啟動通知，激活所有在線的饋線自動化單元FTU，并在IOms內(nèi)建立起通訊；
(2)當(dāng)通訊建立后，將正方向的發(fā)訊回路關(guān)閉，并啟動本地的跳閘回路，同時，讓收訊回路接管保護跳閘出口，若收訊回路在規(guī)定的時間內(nèi)收到閉鎖信息，則閉鎖；否則，跳閘。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明經(jīng)過信號的交換，完成了故障范圍的判斷，只切除故障段的兩側(cè)斷路器，實現(xiàn)有選擇地切除故障，避免了非故障段線路停電；在故障發(fā)生的 10 20毫秒時間內(nèi)，已完成了故障功率的方向的信息交換，各饋線自動化單元FTU獨立工作，故障分析及時，切除故障動作迅速，動作時間小于25ms ；當(dāng)保護裝置損壞、開關(guān)拒動、判斷失誤、通訊失去等情況下，由后備保護動作，進行彌補，做到萬無一失，可靠性較高。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖； 圖2是環(huán)網(wǎng)故障電流流向圖3是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例方式一種就地式饋線自動化裝置，包括安裝在饋電線路上的饋線自動化單元FTU 1，饋線自動化單元FTU 1的輸入端通過控制通訊通道3與饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU 2通訊，饋線自動化單元FTU 1的輸入端通過保護通訊通道4與相鄰饋線自動化單元FTU 6通訊，饋線自動化單元FTU 1的輸出端與斷路器5相連，如圖1所示。所述的控制通訊通道3和保護通訊通道4均采用光纖，根據(jù)上述對通道的要求，保護對通訊的要求在1毫秒內(nèi)響應(yīng)。保護通訊與控制系統(tǒng)的通訊獨立。保護系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)之間必須采用兩個獨立的通訊通道，避免出現(xiàn)通道的干擾和爭用，產(chǎn)生延時。由于光纖比其他的通訊手段有無法比擬的優(yōu)越性，采用光纖通訊方式。如圖1所示，所述的饋線自動化單元FTU 1由采集監(jiān)控裝置7、系統(tǒng)重構(gòu)器8和繼電保護裝置9組成，所述的采集監(jiān)控裝置7的輸入端通過控制通訊通道3與饋線監(jiān)控系統(tǒng) DTU 2通訊，所述的采集監(jiān)控裝置7的輸出端與系統(tǒng)重構(gòu)器8的輸入端相連，系統(tǒng)重構(gòu)器8 的輸出端與斷路器5相連，繼電保護裝置9的輸入端依次通過收/發(fā)訊回路、保護通訊通道 4與相鄰饋線自動化單元FTU 6通訊，采集監(jiān)控裝置7與繼電保護裝置9通訊，繼電保護裝置9的輸出端與斷路器5相連。如圖1所示，所述的饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU 2由安裝于饋電線路兩側(cè)的第一、二饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU UDTU 2組成，所述的采集監(jiān)控裝置7的輸入端通過控制通訊通道3分別與第一、二饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU UDTU 2通訊。所述的采集監(jiān)控裝置7的信號輸入端分別與斷路器5和電流互感器相連。第一、二饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU UDTU 2分別接收線路上饋線自動化單元FTU 1送來的閉鎖信號，并傳遞給變電站出口保護；采集監(jiān)控裝置7用于采集保護、斷路器以及電壓、 電流互感器參數(shù)，接受饋線自動化系統(tǒng)人工或自動控制命令，完成系統(tǒng)的定期測試并匯報； 系統(tǒng)重構(gòu)器8用于故障切除后的系統(tǒng)恢復(fù)，采集系統(tǒng)的運行狀態(tài)，決定進行系統(tǒng)恢復(fù)的裝置；繼電保護裝置9采用雙向閉鎖式方向電流保護或者采用雙向允許式過電流保護，10 20毫秒完成保護的動作出口。本發(fā)明采用故障電流方向與故障電流幅值大小同時判別原理構(gòu)成的反向閉鎖式方向過電流保護，利用主-備保護原理構(gòu)成完整的饋線保護，可以用于雙電源環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運行和開環(huán)運行方式，以及單電源輻射方式運行。在配電網(wǎng)絡(luò)上，各電氣相鄰的饋線自動化單元FTU保護之間采用光纖構(gòu)成信號交換回路，每套保護只與相鄰的保護聯(lián)系。在故障發(fā)生時，判斷故障電流的方向，采取故障電流正方向信號默認(rèn)不發(fā)送，反方向發(fā)送禁止動作信號原理構(gòu)成。保護配置瞬時速斷、過電流、重合閘以及后加速保護。 如圖2所示，由于#2饋線自動化單元FTU與#3饋線自動化單元FTU之間發(fā)生短路故障，按照上述原理進行故障分析如下
A、變電站開關(guān)收到#1饋線自動化單元FTU的反向報告，反向報告即閉鎖信息，拒動；#1 饋線自動化單元FTU收到的是#2饋線自動化單元FTU的反方向報告拒動；#2饋線自動化單元FTU沒有收到報告，跳閘；
B、變電站斷路器收到#3饋線自動化單元FTU的反向報告，拒動；#3饋線自動化單元 FTU沒有收到報告，跳閘。在變電站側(cè)，將主保護延時At (0. 3s或0. 5s)以配合自動化系統(tǒng)保護的動作，作為饋線保護的后備。在饋線自動化保護動作失敗的情況下，作為饋線保護失敗的補救措施。如圖3所示，在工作時，當(dāng)饋線自動化單元FTU 1檢測到故障時，啟動發(fā)訊回路，向饋電線路的兩側(cè)發(fā)送故障啟動通知，激活所有在線的饋線自動化單元FTU 1，并在IOms內(nèi)建立起通訊；當(dāng)通訊建立后，將正方向的發(fā)訊回路關(guān)閉，并啟動本地的跳閘回路，同時，讓收訊回路接管保護跳閘出口，若收訊回路在規(guī)定的時間內(nèi)收到信息，則閉鎖；否則，保護跳閘出口，即跳閘。如圖2所示。也就是說，當(dāng)饋線自動化單元FTU 1檢測到故障時，啟動發(fā)訊回路，向饋電線路的兩側(cè)，即M側(cè)和N側(cè)發(fā)送故障啟動通知，關(guān)閉方向比較回路和保護出口回路，啟動IOs的保持動作，延時10ms。在延時IOms后，方向比較回路關(guān)閉正向發(fā)信通道，保持反向發(fā)信工作， 同時，啟動允許本地跳閘回路，收訊回路接管控制跳閘出口，啟動IOms保持。在IOms保持內(nèi)，收訊回路判斷是否收到信息，若收到信息，則閉鎖，否則，跳閘。在到達IOms后，并且到達IOs的保持后，返回饋線自動化單元FTU 1繼續(xù)檢測故障。若一開始，饋線自動化單元 FTU 1沒有檢測到故障，則判斷收訊回路是否收到信號，若收到信號，則激發(fā)發(fā)訊回路后返回饋線自動化單元FTU 1繼續(xù)檢測故障；若沒有收到信號，則直接返回饋線自動化單元FTU 1繼續(xù)檢測故障。以下結(jié)合圖3對本發(fā)明作進一步的說明。在系統(tǒng)發(fā)生故障的同時，由復(fù)合電壓(負(fù)序和低電壓)低值過電流組成的靈敏本地故障檢測啟動元件檢測到系統(tǒng)發(fā)生故障，立即起動IOs保持延時回路，并啟動發(fā)訊回路分別向饋電線路的兩側(cè)發(fā)送故障啟動通知。故障啟動后立即關(guān)閉方向比較和保護出口回路 10ms，防止保護動作競賽。合環(huán)運行時，對側(cè)的收訊回路收到信號后立即啟動響應(yīng)，激發(fā)本機的發(fā)訊回路。這時，全線的通訊工作已完全激活。延時IOms后，允許方向比較回路關(guān)閉正方向的通道，反方向的通道繼續(xù)發(fā)信工作，禁止對側(cè)保護跳閘。同時，啟動允許本側(cè)保護跳閘回路，并讓收訊回路繼續(xù)接管控制跳閘的出口。當(dāng)收訊回路無信號時，開放保護出口，保護動作跳閘。當(dāng)收到信號時，收訊回路關(guān)閉保護出口，禁止保護動作跳閘。當(dāng)斷路器完成跳閘后，所有測量元件返回到正常狀態(tài)。發(fā)信延時到IOs關(guān)閉。當(dāng)斷路器5拒絕動作跳閘時，由變電站保護延時At秒動作跳閘。作為饋線自動化單元FTU 1保護或斷路器5的后備 。
權(quán)利要求
1.一種就地式饋線自動化裝置，其特征在于包括安裝在饋電線路上的饋線自動化單元FTU，饋線自動化單元FTU的輸入端通過控制通訊通道與饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU通訊，饋線自動化單元FTU的輸入端通過保護通訊通道與相鄰饋線自動化單元FTU通訊，饋線自動化單元FTU的輸出端與斷路器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的就地式饋線自動化裝置，其特征在于所述的饋線自動化單元FTU由采集監(jiān)控裝置、系統(tǒng)重構(gòu)器和繼電保護裝置組成，所述的采集監(jiān)控裝置的輸入端通過控制通訊通道與饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU通訊，所述的采集監(jiān)控裝置的輸出端與系統(tǒng)重構(gòu)器的輸入端相連，系統(tǒng)重構(gòu)器的輸出端與斷路器相連，繼電保護裝置的輸入端依次通過收/ 發(fā)訊回路、保護通訊通道與相鄰饋線自動化單元FTU通訊，采集監(jiān)控裝置與繼電保護裝置通訊，繼電保護裝置的輸出端與斷路器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的就地式饋線自動化裝置，其特征在于所述的控制通訊通道和保護通訊通道均采用光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的就地式饋線自動化裝置，其特征在于所述的饋線監(jiān)控系統(tǒng) DTU由安裝于饋電線路兩側(cè)的第一、二饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU1、DTU2組成，所述的采集監(jiān)控裝置的輸入端通過控制通訊通道分別與第一、二饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU1、DTU2通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的就地式饋線自動化裝置，其特征在于所述的采集監(jiān)控裝置的信號輸入端分別與斷路器和電流互感器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，該方法包括下列順序的步驟(1)當(dāng)饋線自動化單元FTU檢測到故障時，啟動發(fā)訊回路，向饋電線路的兩側(cè)發(fā)送故障啟動通知，激活所有在線的饋線自動化單元FTU，并在IOms內(nèi)建立起通訊；(2)當(dāng)通訊建立后，將正方向的發(fā)訊回路關(guān)閉，并啟動本地的跳閘回路，同時，讓收訊回路接管保護跳閘出口，若收訊回路在規(guī)定的時間內(nèi)收到閉鎖信息，則閉鎖；否則，跳閘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于當(dāng)饋線自動化單元FTU檢測到故障時，啟動發(fā)訊回路，向饋電線路的兩側(cè)發(fā)送故障啟動通知，關(guān)閉方向比較回路和保護出口回路，啟動IOs的保持動作，延時10ms。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于在延時 IOms后，方向比較回路關(guān)閉正向發(fā)信通道，保持反向發(fā)信工作，同時，啟動允許本地跳閘回路，收訊回路接管控制跳閘出口，啟動IOms保持。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于在IOms保持內(nèi)，收訊回路判斷是否收到信息，若收到閉鎖信息，則閉鎖；否則，跳閘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于在到達 IOms后，并且到達IOs的保持后，返回饋線自動化單元FTU繼續(xù)檢測故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種就地式饋線自動化裝置，包括安裝在饋電線路上的饋線自動化單元FTU，饋線自動化單元FTU的輸入端通過控制通訊通道與饋線監(jiān)控系統(tǒng)DTU通訊，饋電自動化單元FTU的輸入端通過保護通訊通道與相鄰的饋線自動化單元FTU通訊，饋電自動化單元FTU的輸出端與斷路器相連。本發(fā)明還公開了一種就地式饋線自動化裝置的實現(xiàn)方法。本發(fā)明經(jīng)過信號的交換，完成了故障范圍的判斷，只切除故障段的兩側(cè)斷路器，實現(xiàn)有選擇地切除故障，避免了非故障段線路停電；在故障發(fā)生的10～20毫秒時間內(nèi)，已完成了故障功率的方向的信息交換，各饋線自動化單元FTU獨立工作，故障分析及時，切除故障動作迅速，動作時間小于25ms。
文檔編號H02H7/26GK102185300SQ20111013501
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者孟光, 徐強, 智建立, 李岳民, 李海濤, 王俊, 王飛, 金芝國, 韓海艦 申請人:安徽中興繼遠(yuǎn)信息技術(shù)有限公司