專利名稱：基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種饋線自動化系統(tǒng)，尤其涉及一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，電力需求急劇上升，電能質(zhì)量與供電可靠性要求越來越高。尤其城市是人口聚集地，現(xiàn)代工業(yè)與商業(yè)中心，大量電力從遠(yuǎn)方送往城市，輸電線路接近運(yùn)行極限，一旦出現(xiàn)突發(fā)事件就會影響城市電力負(fù)荷的正常供電。因此，城市電網(wǎng)控制的智能化水平迫切需要提高，以增強(qiáng)城市電網(wǎng)的自愈能力，使其能夠有效地預(yù)防故障、控制故障以及從故障中迅速恢復(fù)。城市電網(wǎng)的自愈體系建設(shè)是一個(gè)長期的、階段性的工程，其現(xiàn)階段規(guī)劃的基礎(chǔ)和 關(guān)鍵是城市電網(wǎng)饋線自動化的完善?？疾爝\(yùn)行中的配網(wǎng)線路中，不同變電站出線間的簡單“手拉手”線路較多，而這種接線方式同輸電線路的接線方式頗為相似；目前的饋線自動化系統(tǒng)主要有集中控制方式、就地控制方式和分布式控制。分布式控制如果線路發(fā)生故障，在故障點(diǎn)電源側(cè)的配電終端檢測到故障信號，負(fù)荷側(cè)的配電終端檢測不到故障。相鄰配電終端通過保護(hù)信號專用網(wǎng)交換故障信息及網(wǎng)絡(luò)信息，故障點(diǎn)兩側(cè)配電終端進(jìn)行分閘控制完成故障區(qū)段隔離。在終端自身隔離事故區(qū)間后，終端之間采用對等通信，聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘完成故障區(qū)間后端的恢復(fù)供電，由主站系統(tǒng)遙控變電站出線開關(guān)，進(jìn)行故障區(qū)間前段的恢復(fù)供電。當(dāng)饋線較長，分段多時(shí)，逐級延時(shí)的時(shí)限也較長，對系統(tǒng)影響較大；經(jīng)多次重合才能隔離故障，對配電系統(tǒng)和一次設(shè)備有一定的沖擊。就地控制方式采用重合器作為饋線分段開關(guān)，重合器具有切斷短路電流的能力和自身的保護(hù)和自動化功能，可實(shí)現(xiàn)饋線故障就地隔離，自動恢復(fù)非故障段供電，環(huán)路上重合器之間保護(hù)的配合靠延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，分段越多，保護(hù)級差越難配合，為與重合器保護(hù)級差相配合，變電站出線斷路器是最后一級速斷保護(hù)，分段重合器越多，出線開關(guān)速斷保護(hù)的延時(shí)就越長，對配電系統(tǒng)的影響也越大，重合器具有切斷故障電流的能力，造價(jià)高，因此投資比較大。集中式控制方式主站系統(tǒng)根據(jù)各配電終端檢測到的故障信息，結(jié)合變電站出線開關(guān)跳閘和保護(hù)信息，啟動故障處理程序，確定故障類型、發(fā)生位置，迅速定位故障區(qū)間，主站遙控配電終端將故障區(qū)間隔離，并對非故障區(qū)間進(jìn)行快速復(fù)電。在保護(hù)拒動情況下，由主站系統(tǒng)進(jìn)行故障判別、隔離，這種控制方式除變電站使用重合器(或斷路器)，外全部使用負(fù)荷開關(guān)。由于負(fù)荷開關(guān)造價(jià)低且易構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，因而有著廣泛的應(yīng)用前景。但這種控制方式必須以高可靠性的通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，一旦通信出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將陷入癱瘓。而如果線路上采用分段器，通信故障后分段器仍可利用整定時(shí)限實(shí)現(xiàn)故障隔離，因而可靠性更高。另一方面，這種控制方案的控制軟件較復(fù)雜，要求準(zhǔn)確判斷出故障。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)式饋線自動化由于變電站出線開關(guān)到饋線第一臺分段開關(guān)直接的線路無法實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)而使其推廣受到限制，上述控制方式下的饋線自動化系統(tǒng)的故障隔離和供電恢復(fù)時(shí)間都較長，無法實(shí)現(xiàn)故障的快速隔離和供電恢復(fù)，且基于普通通信方式下的饋線自動化對于變電站出口線路故障的處理需要和變電站自動化通過主站系統(tǒng)進(jìn)行交互，大大延緩了故障處理時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種饋線自動化系統(tǒng)，它具有無須通過主站系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)故障的快速隔離和供電恢復(fù)優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，它包括在線路M側(cè)和線路N側(cè)之間的饋線上設(shè)有斷路器和電流互感器，所述饋線上至少設(shè)有斷路器I和電流互感器I和斷路器II和電流互感器II，所述斷路器I和電流互感器I分別與保護(hù)裝置I連接，斷路器II和電流互感器II分別與保護(hù)裝置II連接，保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II分別通過光纖通訊。
所述保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II分別與數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II連接，數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II通過微波或光纖連接。所述數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II具體指0LT。即光纜終端設(shè)備。所述的保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II具體指FTU。即饋線自動化測控終端。所述保護(hù)裝置I和保護(hù)裝置II中設(shè)有數(shù)字同步接口板，保護(hù)裝置I和保護(hù)裝置II的數(shù)字同步接口板之間通過光纖通訊。所述保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II通過數(shù)字復(fù)接方式連接。本文基于輸電線路光纖縱聯(lián)差動保護(hù)的原理，利用光纖通道將線路上的開關(guān)保護(hù)裝置縱向連結(jié)起來，通過將相鄰兩裝置所測的電氣量進(jìn)行比較，以判斷是兩裝置內(nèi)部故障還是外部故障，從而決定是否執(zhí)行開斷操作，能夠快速實(shí)現(xiàn)故障的隔離和供電恢復(fù)。電流縱聯(lián)差動保護(hù)就是將被保護(hù)線路各端電流的大小和相位送至對端并進(jìn)行比較，從而判定本線路范圍內(nèi)是否發(fā)生短路故障的保護(hù)方法。由于這種保護(hù)無須與相鄰線路的保護(hù)在動作參數(shù)上進(jìn)行配合，因而可以實(shí)現(xiàn)全線速動。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的光纖縱差保護(hù)通過高速數(shù)據(jù)通信接口，實(shí)現(xiàn)線路兩側(cè)數(shù)據(jù)同步采樣。同步采樣的原理就是將線路兩側(cè)裝置中的一側(cè)作為同步端，另一側(cè)作為參考端。以同步方式交換兩側(cè)信息，參考端采樣間隔固定，并在每一采樣間隔中固定向?qū)?cè)發(fā)送一幀信息。同步端隨時(shí)調(diào)整采樣間隔，如果滿足同步條件，就向?qū)?cè)傳輸三相電流采樣值；否則，啟動同步過程，直到滿足同步條件為止。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型基于輸電線路光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)的原理，提出一種新型的饋線自動化系統(tǒng)；該系統(tǒng)通過相鄰終端設(shè)備電流信息的光纖通信實(shí)現(xiàn)故障的快速隔離和供電恢復(fù)。通過在終端設(shè)備中增加一個(gè)邏輯判斷單元，即保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II具體指FTU ；能夠?qū)崿F(xiàn)變電站出口線路故障的快速保護(hù)，有效避免了通過主站交互通信的時(shí)間延遲。

圖I為光纖電流縱差保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為兩端光纖縱差保護(hù)裝置采用光纖直接連接示意圖；圖3為兩端光纖縱差保護(hù)裝置采用數(shù)字復(fù)接方式連接。其中，I.斷路器I，2.保護(hù)裝置I，3.斷路器II，4.保護(hù)裝置II，5.數(shù)字通信終端設(shè)備I，6.數(shù)字通信終端設(shè)備11,7.光端機(jī)I，8.光端機(jī)11,9. PCM交換機(jī)1,10. PCM交換機(jī)II，11.復(fù)接器I，12.復(fù)接器II，13. EI復(fù)接器III，14. EI復(fù)接器VI，15. M側(cè)的二次復(fù)接，16. N側(cè)二次復(fù)接，17.光纖傳輸網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，它包括在線路M側(cè)和線路N側(cè)之間的饋線上設(shè)有斷路器和電流互感器，所述饋線上至少設(shè)有斷路器Il和電流互感器I和斷路器113和電流互感器II，所述斷路器Il和電流互感器I分別與保護(hù)裝置12連接，斷路器113和電流互感器II分別與保護(hù)裝置114連接，保護(hù)裝置12與保護(hù)裝置114分別通過光纖通訊。保護(hù)裝置Il與保護(hù)裝置114分別與數(shù)字通信終端設(shè)備15和數(shù)字通信終端設(shè)備116連接，數(shù)字通信終端設(shè)備15和數(shù)字通信終端設(shè)備116通過微波或光纖連接。-[0023]數(shù)字通信終端設(shè)備15和數(shù)字通信終端設(shè)備116具體指0LT。保護(hù)裝置12與保護(hù)裝置114具體指FTU。保護(hù)裝置12和保護(hù)裝置114中設(shè)有數(shù)字同步接口板，保護(hù)裝置Il和保護(hù)裝置114的數(shù)字同步接口板之間通過光纖連接。保護(hù)裝置Il與保護(hù)裝置114通過數(shù)字復(fù)接方式連接。所述數(shù)字復(fù)接方式連接包括線路M側(cè)與保護(hù)裝置Il進(jìn)行通訊的光端機(jī)17，光端機(jī)17分別與PCM交換機(jī)19和EI復(fù)接器Ill連接，PCM交換機(jī)19還與EI復(fù)接器1112連接，所述的EI復(fù)接器Ill和EI復(fù)接器II12與M側(cè)至少一層二次復(fù)接連接；數(shù)字復(fù)接方式連接還包括線路N側(cè)與保護(hù)裝置114進(jìn)行通訊的光端機(jī)118，光端機(jī)118分別與PCM交換機(jī)IIlO和EI復(fù)接器II113連接，PCM交換機(jī)IIlO還與EI復(fù)接器VI14連接，所述的EI復(fù)接器III13和EI復(fù)接器VI14與N側(cè)至少一層二次復(fù)接連接。所述M側(cè)的二次復(fù)接15連接與N側(cè)二次復(fù)接16連接通過光纖傳輸網(wǎng)17通訊。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，它包括在線路M側(cè)和線路N側(cè)之間的饋線上設(shè)有斷路器和電流互感器，其特征是，所述饋線上至少設(shè)有斷路器I和電流互感器I和斷路器II和電流互感器II，所述斷路器I和電流互感器I分別與保護(hù)裝置I連接，斷路器II和電流互感器II分別與保護(hù)裝置II連接，保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II分別通過光纖通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，其特征是，所述保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II分別與數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II連接，數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II通過微波或光纖連接。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，其特征是，所述數(shù)字通信終端設(shè)備I和數(shù)字通信終端設(shè)備II具體指OLT。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，其特征是，所述的保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II具體指FTU。
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，其特征是，所述保護(hù)裝置I和保護(hù)裝置II中設(shè)有數(shù)字同步接口板，保護(hù)裝置I和保護(hù)裝置II的數(shù)字同步接口板之間通過光纖通訊。
6.如權(quán)利要求I所述的一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，其特征是，所述保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II通過數(shù)字復(fù)接方式連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于光纖縱差保護(hù)原理的饋線自動化系統(tǒng)，它包括在線路M側(cè)和線路N側(cè)之間的饋線上設(shè)有斷路器和電流互感器，其特征是，所述饋線上至少設(shè)有斷路器I和電流互感器I和斷路器II和電流互感器II，所述斷路器I和電流互感器I分別與保護(hù)裝置I連接，斷路器II和電流互感器II分別與保護(hù)裝置II連接，保護(hù)裝置I與保護(hù)裝置II分別通過光纖通訊。本實(shí)用新型的有益效果提出一種新型的饋線自動化系統(tǒng)；該系統(tǒng)通過相鄰終端設(shè)備電流信息的光纖通信實(shí)現(xiàn)故障的快速隔離和供電恢復(fù)。通過在終端設(shè)備中增加一個(gè)邏輯判斷單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站出口線路故障的快速保護(hù)，有效避免了通過主站交互通信的時(shí)間延遲。
文檔編號H02J13/00GK202444323SQ201220055798
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者任祥國, 冀傳留, 劉瑩, 孫方偉, 張宜運(yùn), 李明, 李 燦, 李芹, 王壯壯, 王振海, 申秋平, 袁凱, 陳建 申請人:李明