聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)基于順序檢測(cè)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別

針對(duì)故障區(qū)段定位及隔離和非故障區(qū)段恢復(fù)供電的需求，在介紹了智能分布式FA的控制原理和實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于智能終端“順序檢測(cè)”的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別方法。通過(guò)配置配電智能終端的局域拓?fù)湫畔?，從而在智能終端“順序檢測(cè)”下，快速的識(shí)別出饋線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最后聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)位置根據(jù)檢測(cè)出來(lái)的開(kāi)關(guān)位置信息和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息識(shí)別出來(lái)。這種方法使得配電網(wǎng)對(duì)故障的處理速度和供電恢復(fù)時(shí)間都大幅度減小，且此控制方法具有較強(qiáng)的通用性，適用于不同的供電運(yùn)行方式。

聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別方法

在正常運(yùn)行的分布式FA系統(tǒng)中，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)始終處于“分閘”狀態(tài)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的兩側(cè)都帶電，如果其中一側(cè)發(fā)生故障，經(jīng)檢測(cè)后將故障隔離，則故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段的恢復(fù)供電由聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的合閘來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，還要考慮饋線的運(yùn)行方式是否發(fā)生了變化，若發(fā)生了改變，其聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置也會(huì)隨之發(fā)生變化，就需要重新識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置。

剛開(kāi)始識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)位置主要還是依靠人工識(shí)別的方法，但是考慮到工作量大且需要在配置前運(yùn)行FA 系統(tǒng)，已不適合發(fā)展需要；后來(lái)漸漸的通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓來(lái)自動(dòng)識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置，即當(dāng)檢測(cè)到兩側(cè)都有電壓時(shí)，就說(shuō)明此開(kāi)關(guān)為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，而這一方法需要大量的電壓互感器，經(jīng)濟(jì)性不高，難以投入大規(guī)模運(yùn)行。

介紹的分布式FA系統(tǒng)的STU擁有對(duì)等通信、獲取相鄰STU的測(cè)量信息和下一級(jí)相鄰STU的IP地址信息等功能，它能依照順序檢測(cè)變電站出口斷路器和各個(gè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的STU，這種用對(duì)等通信方式依次檢測(cè)每個(gè)STU信息的方式稱為STU的“順序檢測(cè)”。通過(guò)這種方式可以自動(dòng)識(shí)別饋線不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而自動(dòng)識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置信息。

聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)步

基于“順序檢測(cè)”的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)識(shí)別的方法與步驟：

1）當(dāng)STU4檢測(cè)到干線開(kāi)關(guān)K32處于“分閘”狀態(tài)時(shí)，即刻發(fā)起順序檢測(cè)。

2）順序檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)先檢測(cè)干線開(kāi)關(guān)K32左側(cè)饋線上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由配置信息可知左側(cè)為干線開(kāi)關(guān)K31，此時(shí)K31處于“合閘”狀態(tài)。依照此順序接著往K31的左側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，即STU3依次檢測(cè)干線開(kāi)關(guān)K22和K21的分合狀態(tài)，把檢測(cè)結(jié)果返給STU4，再將STU4的命令傳遞給STU2，STU2將干線開(kāi)關(guān)K11和K12的分合狀態(tài)再返給STU4，并繼續(xù)向STU1傳遞檢測(cè)命令，STU1再將電源開(kāi)關(guān)USB1的分合狀態(tài)返給STU4，USB1作為電源開(kāi)關(guān)不再接著傳遞檢測(cè)命令。STU1、STU2和STU3傳遞給STU4信息后，就已經(jīng)識(shí)別出自己和電源開(kāi)關(guān)USB1的拓?fù)潢P(guān)系。

3）用同樣的方法識(shí)別出聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和右側(cè)電源開(kāi)關(guān)USB2的拓?fù)潢P(guān)系。

4）由上述步驟檢測(cè)到干線開(kāi)關(guān)K32左右兩側(cè)的干線開(kāi)關(guān)和電源開(kāi)關(guān)都處于“合閘”狀態(tài)，所以判斷出干線開(kāi)關(guān)K32 為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，其饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2100433B

為充分發(fā)揮配電自動(dòng)化的快速?gòu)?fù)電能力，減少用戶故障停電時(shí)間，對(duì)配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)合閘整定策略進(jìn)行分析。針對(duì)就地控制型饋線自動(dòng)化的配電線路，研究聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)單側(cè)失壓自動(dòng)合閘功能，分析線路發(fā)生瞬時(shí)性故障和永久性故障時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的失壓時(shí)間，提出了可靠合閘延時(shí)和快速合閘延時(shí)兩種整定策略?？焖俸祥l延時(shí)的可靠性分析表明，該方法能有效減少非故障區(qū)段的停電時(shí)間。

聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的可靠合閘延時(shí)

為分析聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)延時(shí)合閘的合理時(shí)間，以某個(gè)多分段單聯(lián)絡(luò)并具有分支線路的配電網(wǎng)為例進(jìn)行說(shuō)明。

從各分段開(kāi)關(guān)得電合閘的延時(shí)時(shí)間（X 時(shí)限）。可以看出，電源端CB1斷路器合閘后，各分段開(kāi)關(guān)的合閘順序?yàn)椋篈—D—E—B—C，時(shí)間間隔均為7s。若線路發(fā)生瞬時(shí)性故障，CB1跳閘后重合，各分段開(kāi)關(guān)按照設(shè)定的順序延時(shí)合閘，整條線路恢復(fù)供電，則聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)從左側(cè)失壓到重新恢復(fù)得電的時(shí)間間隔為：T_L1=t_gt₁ ∑X_n ，式中：t_g為故障發(fā)生后保護(hù)跳閘的動(dòng)作時(shí)間，s；t₁ 為CB1第1次重合時(shí)間，s；∑X_n為沿線各分段開(kāi)關(guān)得電合閘時(shí)間之和，∑X_n=7 21 7=35s 。假設(shè)t_g=2s，t₁=5s，則T_L1=42s。

若聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)左側(cè)失壓經(jīng)過(guò)T_L1時(shí)間（42s）后還未重新得電，說(shuō)明線路的某處可能發(fā)生永久性故障，此時(shí)無(wú)需立即合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。因?yàn)椴⒉皇侨我獾胤桨l(fā)生永久性故障都需通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘來(lái)恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。比如，當(dāng)支線E開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)發(fā)生永久性故障時(shí)，CB1跳閘后經(jīng)過(guò)兩次線路重合閘就能恢復(fù)供電。假設(shè)第2次重合閘時(shí)間t₂=30s，該故障處理過(guò)程及LS聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的失壓時(shí)間統(tǒng)計(jì)如下：

（1）E開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)發(fā)生永久性故障，線路電壓跌落，LS聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)開(kāi)始左側(cè)失壓計(jì)時(shí)，2s后保護(hù)跳閘，LS失壓時(shí)間t=2s；

（2）5s后CB1第1次重合，t=2 5=7s；

（3）A、D、E開(kāi)關(guān)依次合閘，28s后E開(kāi)關(guān)合閘于永久性故障，2s后CB1再次保護(hù)跳閘，此時(shí)E開(kāi)關(guān)失壓分閘且閉鎖合閘，t=7 28 2=37s；

（4）30s后CB1第2次重合，t=37 30=67s；

（5）A、D、B、C開(kāi)關(guān)依次合閘，35s后C開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備合閘，此時(shí)LS 失壓時(shí)間 t=67 35=102s，當(dāng)C開(kāi)關(guān)合閘后，LS左側(cè)得電而停止計(jì)時(shí)。

LS聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)單側(cè)失壓自動(dòng)合閘時(shí)間不僅要大于瞬時(shí)故障時(shí)的重新得電時(shí)間TL1 ，還應(yīng)躲過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)沿線以外其他支線故障后線路恢復(fù)供電的處理時(shí)間，即LS聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)單側(cè)失壓自動(dòng)合閘時(shí)間需要大于102s。因此，為提高合閘可靠性，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的失壓合閘時(shí)間（XL時(shí)限）應(yīng)考慮CB1經(jīng)過(guò)兩次重合恢復(fù)電源點(diǎn)側(cè)的非故障區(qū)段供電及合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)恢復(fù)另一側(cè)非故障區(qū)段的供電。

聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的快速合閘延時(shí)

根據(jù)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)延時(shí)合閘分析，在配電線路完成兩次重合復(fù)電過(guò)程后，若單側(cè)失壓仍未得電則合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，從而恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。采用該整定方法設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘延時(shí)安全可靠，對(duì)線路各分段開(kāi)關(guān)的X時(shí)限設(shè)置無(wú)額外要求，但合閘延時(shí)較長(zhǎng)，使非故障區(qū)段等待復(fù)電時(shí)間較長(zhǎng)。

為縮短非故障區(qū)段的復(fù)電等待時(shí)間，考慮采取相關(guān)策略，使聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)不必等待兩次重合復(fù)電過(guò)程完成就能合閘恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。為此，對(duì)各分段開(kāi)關(guān)的合閘時(shí)間及配電線路的規(guī)劃建設(shè)提出了相應(yīng)的要求：

（1）合理設(shè)置分段開(kāi)關(guān)的X時(shí)限，使線路重合復(fù)電過(guò)程中聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)沿線的分段開(kāi)關(guān)優(yōu)先合閘，即考慮優(yōu)先將電送至聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處。各分段開(kāi)關(guān)的合閘順序?yàn)椋篈—B—C—D—E，即LS 沿線的A、B、C3個(gè)分段開(kāi)關(guān)優(yōu)先合閘。

2）由于安裝饋線終端后不便再次進(jìn)行時(shí)間定值的修改與調(diào)試，這就要求配電線路規(guī)劃建設(shè)時(shí)，應(yīng)盡量規(guī)劃好主干線及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的終期配置方案。則各開(kāi)關(guān)的合閘延時(shí)按照終期建設(shè)方案進(jìn)行設(shè)置，以確保線路改造或擴(kuò)建改接后聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)沿線的分段開(kāi)關(guān)仍優(yōu)先合閘。

滿足上述要求的配電線路，X_L時(shí)限可考慮躲過(guò)線路斷路器第1次或第2次重合后將電送到聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。此時(shí)，X_L時(shí)限可按以下公式進(jìn)行整定：X_Lk=t_g max(t₁，t₂) ∑X_n Δt，式中：X_Lk稱為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)快速合閘延時(shí)。值得注意的是，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)兩側(cè)連接了不同配電線路，其合閘延時(shí)需要考慮兩側(cè)的重合送電過(guò)程，計(jì)算后取二者的最大值。

裝在聯(lián)絡(luò)柜里，起聯(lián)絡(luò)作用的開(kāi)關(guān)。主要用在兩個(gè)電源，兩臺(tái)變壓器的配電系統(tǒng)中，兩臺(tái)變壓器的主控柜分別出線到聯(lián)絡(luò)柜里面。聯(lián)絡(luò)柜的上，下口分別接兩臺(tái)主控的出線，即一個(gè)采用上口進(jìn)線，一個(gè)采用下口進(jìn)線。但是針對(duì)2套及以上的同時(shí)供電系統(tǒng)，聯(lián)絡(luò)柜的主要作用為當(dāng)另外一套系統(tǒng)發(fā)生停電或者停電故障后，另外一套供電系統(tǒng)可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)柜來(lái)給予這套停電系統(tǒng)的出線柜的電源，來(lái)讓使用這套停電系統(tǒng)的配電組通電。

采用大功率電力電子設(shè)備作為饋線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；通過(guò)調(diào)整饋線間的功率流動(dòng)，從而控制網(wǎng)絡(luò)潮流分布。

柔性電氣開(kāi)關(guān)技術(shù)是：將高頻電力電子開(kāi)關(guān)應(yīng)用于電磁開(kāi)關(guān)，以屏蔽方式實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)理想化互補(bǔ)，使之具有適應(yīng)工作條件變化并能保持良好的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)工作能力，最終獲得功能更多、整體性能優(yōu)良、用戶適用、成本較低的一種電器優(yōu)化技術(shù)。

柔性電氣開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用了電子工程中的屏蔽概念，即在兩者互補(bǔ)應(yīng)用時(shí)應(yīng)能借對(duì)方優(yōu)勢(shì)屏蔽自己的弱勢(shì)而在使用中不暴露出各自的性能缺陷。顯然，這不是用一種技術(shù)取代另一種技術(shù)，也不是在兩種技術(shù)中取折中，而是以屏蔽方式實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)理想化共存與互補(bǔ)。

柔性電氣開(kāi)關(guān)技術(shù)的特點(diǎn)是使用高頻全控型電力電子器件而非晶閘管類器件，將工頻電工動(dòng)態(tài)問(wèn)題放在高頻段處理，即把不可控的毫秒級(jí)的電磁開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)問(wèn)題放到微秒級(jí)的高頻開(kāi)關(guān)電路中解決，為應(yīng)用屏蔽方法提供了技術(shù)支持，為大幅度提高互補(bǔ)式技術(shù)的性價(jià)比創(chuàng)造了必要的條件。