适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法

摘要

本发明涉及电力供电系统领域，公开了适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法。本发明在同一个环网柜内的多个开关控制器通过GOOSE协议相互传输信号；相邻的环网柜之间通过光纤通道传输信号；当线路故障时，做出动作的环网柜向下一级的环网柜传输动作结果的信号并逐级将信号传输至开环点、或直接向开环点传输动作结果的信号，开环点判断动作结果的信号是否为故障隔离成功信号且自身是否为单侧失压状态，当同时满足两种条件时，开环点合闸，反之，不合闸。本发明在环网柜之间通过光纤通道传输信号，并结合环网柜内GOOSE传输的快速性，实现了速动型馈线自动化，提高了配电端线路保护的可靠性、加快了故障隔离的动作时间和提高了信号传输的稳定性。

权利要求

1.一种适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，其特征在于，包括：线路出现故障时，判断线路故障点位置，对应的环网柜内的开关控制器做出动作，并将该动作结果的信号通过GOOSE协议向同一个环网柜内其余的开关控制器发布；

位于该环网柜内的末端开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜内的末端开关控制器将所述动作结果的信号通过光纤通道向下一级环网柜传输并逐级将所述动作结果的信号传输至开环点、或直接向所述开环点传输；

当所述动作结果的信号为故障隔离成功信号且所述开环点为单侧失压状态时，所述开环点合闸，否则，所述开环点不动作。

2.根据权利要求1所述的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，其特征在于：环网柜内开关控制器之间的GOOSE协议传输基于IEC61850规约。

3.根据权利要求1所述的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，其特征在于：所述动作结果的信号包括故障隔离成功信号或开关拒跳信号。

4.根据权利要求1所述的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，其特征在于：处于下一级的环网柜接收到所述动作结果的信号后，该环网柜内的开关控制器通过GOOSE协议进行信号发布，位于该环网柜内的末端开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜内的末端开关控制器通过光纤通道再向下一级环网柜或所述开环点传输所述动作结果的信号。

5.根据权利要求4所述的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，其特征在于：同一个环网柜内的开关控制器通过网络交换机实现GOOSE协议的信号传输。

说明书

适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力供电系统领域，特别是一种适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法。

背景技术

[0002] 根据当前配网建设的情况看，实现配网自动化是通过利用自动化装置或系统，监视配电网的运行状况，及时发现配电网故障，进行故障定位、隔离和恢复对非故障区域的供
电。目前馈线自动化实现故障处理主要采用集中型和就地型模式。

[0003] 集中型馈线自动化模式是借助通信手段，通过配电终端和配电主站的配合，在发生故障时依靠配电主站判断故障区域，并通过自动遥控或人工方式隔离故障区域，恢复非
故障区域供电。集中型馈线自动化需通过主站判断，动作时间长，恢复比较慢。

[0004] 就地型馈线自动化模式不依赖配电主站控制，在配电网发生故障时，通过配电终端相互通信、保护配合或时序配合，隔离故障区域，恢复非故障区域供电，并上报处理过程
及结果。当前就地型馈线自动化的实现主要是电压时间型和自适应综合型，这两种方式都
需要依靠变电站的出口断路器重合闸动作来配合，并且动作时间也比较长。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，能够加快故障恢复时间。

[0006] 根据本发明的第一方面实施例的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，线路出现故障时，判断线路故障点位置，对应的环网柜内的开关控制器做出动
作，并将该动作结果的信号通过GOOSE协议向同一个环网柜内其余的开关控制器发布；位于
该环网柜内的末端开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜内的末端开关控
制器将所述动作结果的信号通过光纤通道向下一级环网柜传输并逐级将所述动作结果的
信号传输至开环点、或直接向所述开环点传输；当所述动作结果的信号为故障隔离成功信
号且所述开环点为单侧失压状态时，所述开环点合闸，否则，所述开环点不动作。

[0007] 根据本发明实施例的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，至少具有如下有益效果：环网柜之间通过光纤通道传输信号，并结合环网柜内开关控制器之
间的GOOSE协议传输的快速性，实现了速动型馈线自动化，提高了配电端的线路保护的可靠
性、加快了故障隔离的动作时间和提高了信号传输的稳定性；同时由于环网柜之间是采用
光纤通道进行通讯，故仅需对同一个环网柜内的开关控制器配置GOOSE拓扑图，从而简化了
通讯配置的程序。

[0008] 根据本发明的一些实施例，环网柜内开关控制器之间的GOOSE协议传输基于IEC61850规约。

[0009] 根据本发明的一些实施例，所述动作结果的信号包括故障隔离成功信号或开关拒跳信号。

[0010] 根据本发明的一些实施例，处于下一级的环网柜接收到所述动作结果的信号后，该环网柜内的开关控制器通过GOOSE协议进行信号发布，位于该环网柜内的末端开关控制
器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜内的末端开关控制器通过光纤通道再向下一
级环网柜或所述开环点传输所述动作结果的信号。

[0011] 根据本发明的一些实施例，同一个环网柜内的开关控制器通过网络交换机实现GOOSE协议的信号传输。

[0012] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0013] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0014] 图1为本发明实施例的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法的流程示意图；

[0015] 图2为应用本发明的一次接线的示意图；

[0016] 图3为图2的通讯拓扑示意图；

[0017] 图4为图2的隔离故障点K1后的线路运行的示意图；

[0018] 图5为图2的隔离故障点K2后的线路运行的示意图；

[0019] 图6为图2的隔离故障点K3后的线路运行的示意图；

[0020] 图7为图2的隔离故障点K4后的线路运行的示意图；

[0021] 图8为图2的隔离故障点K5后的线路运行的示意图。

[0022] 附图标记：环网柜100。

具体实施方式

[0023] 本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的
每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简
化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0025] 在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、
第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0026] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体
含义。

[0027] 参照图1，为一种较优的实施方式，一种适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法，线路出现故障时，判断线路故障点位置，对应的环网柜100内的开关控制器
做出动作，并将该动作结果的信号通过GOOSE协议向同一个环网柜100内其余的开关控制器
发布；位于该环网柜100内的末端开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，位于该环网
柜100内的末端开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜100内的末端开关控
制器将所述动作结果的信号通过光纤通道向下一级环网柜100传输并逐级将所述动作结果
的信号传输至开环点、或直接向所述开环点传输；当所述动作结果的信号为故障隔离成功
信号且所述开环点为单侧失压状态时，所述开环点合闸，否则，所述开环点不动作。

[0028] 环网柜100内的开关控制器通过GOOSE协议进行信号传输，而环网柜100之间通过光纤通道传输信号，从而可实现环网柜100一级向一级传输，直至将动作结果的信号传输给
开环点，实现了速动型馈线自动化，提高了配电端的线路保护的可靠性、加快了故障隔离的
动作时间和提高了信号传输的稳定性；同时由于环网柜100之间是采用光纤通道进行通讯，
故仅需对同一个环网柜100内的开关控制器配置GOOSE拓扑图，从而简化了通讯配置的程
序。若是开环点邻侧的环网柜100做出动作，则该环网柜100直接向开环点发送动作结果的
信号。

[0029] 在本发明的一些实施例中，环网柜100内开关控制器之间的GOOSE协议传输基于IEC61850规约。GOOSE协议用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。主要用于实现
在多IED之间的信息传递，包括传输跳合闸信号命令，具有高传输成功概率。基于GOOSE网络
传输代替传统的硬接线实现开关位置、闭锁信号和跳闸命令等实时信息的可靠传输。提高
了环网柜100之间的通讯速度，从而可在不依赖通讯管理机和主站的情况下，快速实现故障
段的隔离和非故障段的恢复。

[0030] 在本发明的一些实施例中，所述动作结果的信号包括故障隔离成功信号或开关拒跳信号。当出现短路故障时，在发生故障处对应的环网柜100内的开关控制器会做出动作，
做出跳闸或拒绝跳闸的动作，根据动作结果，做出动作将故障隔离成功信号或开关拒跳信
号通过GOOSE协议发送给同一个环网柜100内的开关控制器，然后位于环网柜100内的末端
开关控制器会快速向下一级的环网柜100传输开关拒跳信号或故障隔离成功信号、或直接
向开环点传输开关拒跳信号或故障隔离成功信号。当开环点接收到开关拒跳信号或接收到
邻侧开关控制器的短路故障信号或故障隔离成功信号时，开环点禁止合闸。

[0031] 在本发明的一些实施例中，处于下一级的环网柜100接收到所述动作结果的信号后，该环网柜100内的开关控制器通过GOOSE协议进行信号发布，位于该环网柜100内的末端
开关控制器接收到GOOSE协议发布的信号后，该环网柜100内的末端开关控制器通过光纤通
道再向下一级环网柜100或所述开环点传输所述动作结果的信号。

[0032] 在本发明的一些实施例中，同一个环网柜100内的开关控制器通过网络交换机实现GOOSE协议的信号传输。

[0033] 下面参考图2至图8以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的适用于分布式馈线自动化配电终端的供电恢复保护方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，
而不是对发明的具体限制。

[0034] 参照图2和图3，其中开关控制器G01～G04处于同一个环网柜100内，开关控制器G05～G08处于同一个环网柜100内，其中开关控制器G09是开环点，在线路正常运行时，变电
站出线断路器CB1、CB2处于合闸状态；开关控制器G01～G08处于合闸状态；开关控制器G09
处于分闸状态；开关控制器G10～G12处于合闸状态。开关控制器G09作为开环点，假设故障
点是K1～K5，其中，图2、图4至图8中的开关控制器G01至G09的方框内有填充时，代表对应的
开关控制器为合闸状态，无填充时，代表对应的开关控制器为分闸状态。下面结合本发明对
不同故障点的处理过程进行详细描述：

[0035] 参照图2和图4，当故障点为K1时，断路器CB1过流跳闸，开关控制器G01检测到失压后做出跳闸动作，则故障点K1被隔离，开关控制器G01通过GOOSE向同一柜内的开关控制器
G02～G04发生故障隔离成功信号，开关控制器G04通过GOOSE协议收到故障隔离成功信号
后，开关控制器G04通过光纤通道向下一个环网柜100内的开关控制器G05发送故障隔离成
功信号，开关控制器G05则通过GOOSE协议将对应的故障隔离成功信号发送给开关控制器
G08，开关控制器G08再通过光纤通通道将故障隔离成功信号传输给开关控制器G09，同时开
关控制器G09检测到自身单侧失压，则开关控制器G09实现合闸，线路恢复非故障供电；

[0036] 参照图2和图5，当故障点为K2时，开关控制器G01检测到短路故障信号，开关控制器G04未检测到短路故障信号，则开关控制器G01通过GOOSE协议向开关控制器G04发送短路
故障信号，同时，开关控制器G01和开关控制器G04判断故障点在开关控制器G01和开关控制
器G04之间，因此开关控制器G01和开关控制器G04跳闸，故障点K2被隔离，而开关控制器G02
和开关控制器G03不动作，开关控制器G04通过光纤通道向开关控制器G05发送故障隔离成
功信号，开关控制器G05则通过GOOSE协议交互将对应的故障隔离成功信号发送给开关控制
器G08，开关控制器G08再通过光纤通通道将故障隔离成功信号传输给开关控制器G09，同时
开关控制器G09检测到自身单侧失压，则开关控制器G09实现合闸，线路恢复非故障供电；

[0037] 参照图2和图6，当故障点为K3时，开关控制器G03检测到短路故障信号，由于开关控制器G03的位置为馈线处，故开关控制器G03直接过流跳闸，则故障点K3被隔离，并通过
GOOSE协议分别向开关控制器G01和开关控制器G04，开关控制器G01和开关控制器G04收到
开关控制器G03的故障隔离成功信号后不动作，故障隔离成功，由于开关控制器G09未处于
单侧失压状态，故开关控制器G09不合闸，参照图6；

[0038] 参照图2和图7，当故障点为K4时，处于开关控制器G04和开关控制器G05之间，开关控制器G04和开关控制器G05通过光纤差动保护动作进行跳闸，故障点K4被隔离，开关控制
器G05通过GOOSE协议向开关控制器G05所在的环网柜100内发送故障隔离成功信号给到开
关控制器G08，开关控制器G08再通过光纤通道发送故障隔离成功信号给开关控制器G09，同
时开关控制器G09检测到自身单侧失压，则开关控制器G09实现合闸，线路恢复非故障供电；

[0039] 参照图2和图8，当故障点为K5时，处于开关控制器G08和开关控制器G09之间，开关控制器G08检测到短路故障信号并做出跳闸动作，故障点K5被隔离，同时开关控制器G08通
过光纤通道发送故障隔离成功信号给开关控制器G09，由于开关控制器G08为开关控制器
G09的邻侧开关控制器，故开关控制器G09不合闸。

[0040] 此外，当发生故障点K1或故障点K2或故障点K3时，对应需要作出跳闸动作的开关控制器出现拒跳情况，则对应的环网柜100会将开关拒跳信号发送到开关控制器G09处，此
时开关控制器G09不做出合闸的动作。

[0041] 结合上述实施例可知，本发明利用光纤差动保护的动作灵敏和快速的优点，并结合GOOSE协议传输的快速性，实现速动型馈线自动化。与其他馈线自动化方案相比，本发明
具备保护可靠性高、动作快速灵敏、通信稳定、不依赖主站的优点。

[0042] 同时采用本发明的技术方案后，环网柜100之间不需要通过GOOSE协议进行交互，即同一个环网柜100里面的开关控制器之间才需要通过GOOSE协议进行交互。而环网柜100
与环网柜100之间通过光纤通道传输信号。因此在配置GOOSE拓扑图只需要配置同一个环网
柜100内的开关控制器，从而简化了配置通讯建模的操作。

[0043] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作
出各种变化。