在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法
【專利摘要】本發明提出一種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，將符合以下條件的電開關判定為處于故障末端的電開關，對于普通開關，該普通開關流過故障電流，在位于該普通開關兩側中有且只有一側存在至少一個與所述普通開關相鄰的電開關流過故障電流；對于邊界開關，該邊界開關流過故障電流，與該邊界開關相鄰的電開關都沒有流過故障電流；對于末梢開關，該末梢開關流過故障電流。本發明解決同時發生多重故障的判定問題。在同時發生這種多重故障時，能夠同時準確判定出多個故障區段，從而減少了故障電流對電網的沖擊次數，縮短了故障停電時間，減少了故障的影響范圍，提高了電網運行的可靠性和安全性。
【專利說明】在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及配電自動化故障處理技術，特別是涉及采用開環對等式網絡的電網內 的故障判定方法。
【背景技術】
[0002] 對等式網絡保護算法可以有兩種模式。第一種模式是對等式網絡保護在輻射狀運 行方式下的算法，又稱為對等式網絡保護的開環模式。第二種模式是對等式網絡保護在多 電源并行供電方式下的算法，又稱為對等式網絡式保護的閉環模式。現有技術針對按開環 模式對等式網絡組網的電網設計有故障判定方法，用于定位故障末端。但是現有技術針對 開關對等式網絡的故障判定方法存在局限性，如果線路上只發生一個故障，現有技術判定 方法能夠準確判定出故障末端和故障區段；如果線路上同時發生多個故障，現有技術判定 方法存在漏判的情況，導致不能及時遏制故障電流對電網的沖擊，影響了電網運行的可靠 性和安全性。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題在于避免現有技術影響了電網運行的可靠性和安全性 的不足之處而提出一種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，能夠在 同時發生多個故障時判定故障末端和故障區段。
[0004] 本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現： 提出一種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，所述開環對等式 網絡包括按行、列矩陣布設的電節點，以及電開關；所述電開關包括普通開關、邊界開關和 末梢開關；所述普通開關是電連接在同行或者同列的兩相鄰電節點之間的電開關；所述邊 界開關是其一端電連接位于矩陣邊界的電節點，其另一端電連接電源的電開關；所述末梢 開關是僅有一端電連接位于矩陣邊界的電節點的電開關。在開環對等式網絡中出現多重故 障時，所述方法將符合以下條件的電開關判定為處于故障末端的電開關，對于普通開關，該 普通開關流過故障電流，在位于該普通開關兩側中有且只有一側存在至少一個與所述普通 開關相鄰的電開關流過故障電流；對于邊界開關，該邊界開關流過故障電流，與該邊界開關 相鄰的電開關均沒有流過故障電流；對于末梢開關，該末梢開關流過故障電流。
[0005] 具體而言，所述開環對等式網絡包括按兩行兩列布設的四個電節點；第一電節點 和第二電節點位于第一行，第三電節點和第四電節點位于第二行，第一電節點和第三電節 點位于第一列，第二電節點和第四電節點位于第二列。
[0006] 進一步地，所述普通開關包括第四電開關、第六電開關、第七電開關和第九電開 關；所述邊界開關包括第三電開關和第八電開關；所述末梢開關包括第一電開關、第二電 開關、第五電開關、第十電開關、第i^一電開關和第十二電開關；第四電開關電連接在第一 電節點和第二電節點之間，第六電開關電連接在第一電節點和第三電節點之間，第七電開 關電連接在第二電節點和第四電節點之間，第九電開關電連接在第三電節點和第四電節點 之間；第三電開關未電連接電源的一端電連接第一電節點，第八電開關未電連接電源的一 端電連接第三電節點；第一電開關的一端電連接第一電節點，第二電開關和第五電開關各 自的一端都電連接第二電節點，第十電開關和第十二電開關各自的一端都電連接第四電節 點，第十一電開關的一端電連接第三電節點。
[0007] 更具體地，所述第七電開關和第八電開關處于斷開開路的狀態；所述第一至第六 電開關，以及第九至第十二電開關都處于閉合導通的狀態。
[0008] 以同時發生兩處故障為例，在開環對等式網絡中出現兩處故障，第一處故障發生 在第十電開關與第四電節點之間，第二處故障發生在第四電開關與第二電節點之間。
[0009] 本發明解決所述技術問題還可以通過采用以下技術方案來實現： 提出又一種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，所述開環對等 式網絡包括按行、列矩陣布設的電節點，以及電開關；所述電開關包括普通開關、邊界開關 和末梢開關；所述普通開關是電連接在同行或者同列的兩相鄰電節點之間的電開關；所述 邊界開關是其一端電連接位于矩陣邊界的電節點，其另一端電連接電源的電開關；所述末 梢開關是僅有一端電連接位于矩陣邊界的電節點的電開關。設置反映電開關狀態及其相鄰 電連接的電開關狀態的判據向量J (SOF，LOF，R0F)，其中，S0F表示電開關自身流過故障 電流狀態，當電開關自身流過故障電流時，S0F置1，當電開關自身未流過故障電流時，S0F 置0 ;L0F表示位于電開關左側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當位于電開關左 側的至少一個電開關流過故障電流時，L0F置1，當位于電開關左側的電開關都沒有流過故 障電流時，L0F置0;R0F表示位于電開關右側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當 位于電開關右側的至少一個電開關流過故障電流時，R0F置1，當位于電開關右側的電開關 都沒有流過故障電流時，R0F置0 ;在開環對等式網絡中出現多重故障時，所述方法將符合 以下條件的電開關判定為處于故障末端的電開關，對于普通開關，該普通開關的判據向量J =(1，1，0)，或者J = (1，0,1);對于邊界開關，該邊界開關的判據向量J = (1，x，0)，或者J =(1，0, X);對于末梢開關，該末梢開關的判據向量J = ( 1，X，X)，上述X指未知狀態或者判 定不關心的狀態。
[0010] 具體而言，所述開環對等式網絡包括按兩行兩列布設的四個電節點；第一電節點 和第二電節點位于第一行，第三電節點和第四電節點位于第二行，第一電節點和第三電節 點位于第一列，第二電節點和第四電節點位于第二列。
[0011] 進一步地，所述普通開關包括第四電開關、第六電開關、第七電開關和第九電開 關；所述邊界開關包括第三電開關和第八電開關；所述末梢開關包括第一電開關、第二電 開關、第五電開關、第十電開關、第i^一電開關和第十二電開關；第四電開關電連接在第一 電節點和第二電節點之間，第六電開關電連接在第一電節點和第三電節點之間，第七電開 關電連接在第二電節點和第四電節點之間，第九電開關電連接在第三電節點和第四電節點 之間；第三電開關未電連接電源的一端電連接第一電節點，第八電開關未電連接電源的一 端電連接第三電節點；第一電開關的一端電連接第一電節點，第二電開關和第五電開關各 自的一端都電連接第二電節點，第十電開關和第十二電開關各自的一端都電連接第四電節 點，第十一電開關的一端電連接第三電節點。
[0012] 更具體地，所述第七電開關和第八電開關處于斷開開路的狀態；所述第一至第六 電開關，以及第九至第十二電開關都處于閉合導通的狀態。
[0013] 以同時發生兩處故障為例，在開環對等式網絡中出現兩處故障，第一處故障發生 在第十電開關與第四電節點之間，第二處故障發生在第四電開關與第二電節點之間。
[0014] 同現有技術相比較，本發明"在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端 的方法"的技術效果在于： 本發明解決同時發生多重故障的判定問題。在同時發生這種多重故障時，能夠同時準 確判定出多個故障區段，從而減少了故障電流對電網的沖擊次數，縮短了故障停電時間，減 少了故障的影響范圍，提高了電網運行的可靠性和安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明"在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法"優選 實施例發生兩處故障時的電網結構示意圖； 圖2是本發明優選實施例發生一處故障時的電網結構示意圖； 圖3是本發明優選實施例電網結構無向示意圖； 圖4是本發明優選實施例電網結構內的鄰接向量表示意圖； 圖5是圖2所示發生一處故障時的各電開關的相關狀態表示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖所示實施例作進一步詳述。
[0017] 本發明在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法所采用的對等 式網絡包括按行、列矩陣布設的電節點，以及電開關。所述電開關包括普通開關、邊界開關 和末梢開關。所述普通開關是電連接在同行或者同列的兩相鄰電節點之間的電開關。所述 邊界開關是其一端電連接位于矩陣邊界的電節點，其另一端電連接電源的電開關。所述末 梢開關是僅有一端電連接位于矩陣邊界的電節點的電開關。本發明優選實施例電網所采用 的對等式網絡結構如圖1和圖2所示，所述開環對等式網絡包括按兩行兩列布設的四個電 節點B1至Μ ;第一電節點B1和第二電節點B2位于第一行，第三電節點B3和第四電節點 Β4位于第二行，第一電節點Β1和第三電節點Β3位于第一列，第二電節點Β2和第四電節點 Β4位于第二列。更具體地，如圖1和圖2所示，所述普通開關包括第四電開關SW4、第六電 開關SW6、第七電開關SW7和第九電開關SW9。所述邊界開關包括第三電開關SW3和第八電 開關SW8。所述末梢開關包括第一電開關SW1、第二電開關SW2、第五電開關SW5、第十電開 關SW10、第i^一電開關SW11和第十二電開關SW12。
[0018] 對于普通開關，第四電開關SW4電連接在第一電節點B1和第二電節點本B2之間， 第六電開關SW6電連接在第一電節點B1和第三電節點B3之間，第七電開關SW7電連接在 第二電節點B2和第四電節點B之間，第九電開關SW9電連接在第三電節點B3和第四電節 點Μ之間。
[0019] 對于邊界開關，第三電開關SW3未電連接電源的一端電連接第一電節點Β1，第三 電開關SW3的另一端電連接第一電源點FCB1。第八電開關SW8未電連接電源的一端電連接 第三電節點Β3,第八電開關SW8的另一端電連接第二電源點FCB2。
[0020] 對于末梢開關，第一電開關SW1的一端電連接第一電節點Β1，第二電開關SW2和第 五電開關SW5各自的一端都電連接第二電節點Β2,第十電開關SW10和第十二電開關SW12 各自的一端都電連接第四電節點B4,第i^一電開關SW11的一端電連接第三電節點B3。
[0021] 本發明優選實施例，所述第七電開關SW7和第八電開關SW8處于斷開開路的狀態， 用矩形格標明該狀態。所述第一至第六電開關SW1 - SW6,以及第九至第十二電開關SW9 - SW12都處于閉合導通的狀態，用填充陰影線的矩形格標明該狀態。
[0022] 由于本發明述及對等式網絡的開環模式，因此，圖1和圖2的對等式網絡可以采用 圖3所示的無向圖示出。該無向圖還可用圖4所示的反映電開關與相鄰電開關電連接關系 鄰接向量表進一步說明。
[0023] 現有技術采用的判定故障末端的方法通過以下條件判定位于故障末端處的電開 關，對于普通開關，該普通開關流過故障電流，與該普通開關相鄰的電開關有且只有一個電 開關有故障電流流過。對于邊界開關，該邊界開關流過故障電流，與該邊界開關相鄰的電開 關都沒有流過故障電流。對于末梢開關，該末梢開關流過故障電流，而不需要考慮相鄰電開 關是否有故障電流流過。如圖2所示，當采用開關對等式網絡的電網中，出現一個故障F3， 該故障F3是短路故障，故障電流流經第三電開關SW3、第四電開關SW4和第七電開關SW7。 將每個電開關的故障電流狀態與圖4所示鄰接向量表關聯，得出圖5所示相關狀態表。圖 5中，按照邊界開關、普通開關和末梢開關的順序排列。所述故障電流狀態是1代表有故障 電流流過，故障電流狀態是0代表沒有故障電流流過。被括號括起來的電開關一是用來體 現該電開關自身的故障電流狀態，二是反映電開關與相鄰電開關間的位置關系，對于第六 電開關SW6,圖5結合圖2可以看出，在位于第六電開關SW6的兩側中都有相鄰的電開關， 在位于第六電開關SW6上方一側中有相鄰的第一電開關SW1、第三電開關SW3和第四電開 關SW4,在位于第六電開關SW6下方一側中有相鄰的第八電開關SW8、第九電開關SW9和第 十一電開關SW11。從圖2、圖5所示，在開環對等式網絡中出現一個故障時，采用現有技術 的判定故障末端的方法可以準確判定故障區段。而當如圖1所示，出現兩處故障是，采用現 有技術的判定故障末端的方法就會出現誤判。如圖1所示，在開環對等式網絡中出現兩處 故障，第一處故障F1發生在第十電開關SW10與第四電節點Μ之間，第二處故障F2發生在 第四電開關SW4與第二電節點Β2之間。按照現有技術的判定故障末端的方法，對于作為普 通開關的第九電開關SW9,其自身流過故障電流，相鄰開關中有且只有第六電開關SW6流過 故障電流，第九電開關SW9符合現有技術的判定故障末端的方法。而第四電開關SW4不符 合現有技術的判定故障末端的方法。第四電開關SW4是普通開關，其自身流過故障電流，相 鄰開關中有但是有多個開關，也就是第三電開關SW3和第六電開關SW6流過故障電流。因 此，現有技術的判定故障末端的方法不能用于出現多重故障的情況。
[0024] 為解決上述問題，本發明提出在開環對等式網絡中出現多重故障時，所述方法將 符合以下條件的電開關判定為處于故障末端的電開關， 對于普通開關，該普通開關流過故障電流，在位于該普通開關兩側中有且只有一側存 在至少一個與所述普通開關相鄰的電開關流過故障電流； 對于邊界開關，該邊界開關流過故障電流，與該邊界開關相鄰的電開關都沒有流過故 障電流； 對于末梢開關，該末梢開關流過故障電流。
[0025] 通過圖1所示優選實施例即可驗證上述方法用于在開環對等式網絡中出現多重 故障時判定故障末端是可行的。
[0026] 本發明還提出另一種與上述方法等效的、在開環對等式網絡中出現多重故障時判 定故障末端的方法，設置反映電開關狀態及其相鄰電連接的電開關狀態的判據向量J( S0F， LOF，R0F)，其中， S0F表示電開關自身流過故障電流狀態，當電開關自身流過故障電流時，S0F置1，當電 開關自身未流過故障電流時，S0F置0 ; L0F表示位于電開關左側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當位于電開關左 側的至少一個電開關流過故障電流時，L0F置1，當位于電開關左側的電開關都沒有流過故 障電流時，L0F置0 ; R0F表示位于電開關右側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當位于電開關右 側的至少一個電開關流過故障電流時，R0F置1，當位于電開關右側的電開關都沒有流過故 障電流時，R0F置0 ; 在開環對等式網絡中出現多重故障時，所述方法將符合以下條件的電開關判定為處于 故障末端的電開關， 對于普通開關，該普通開關的判據向量J = (1，1，0)，或者J = (1，0,1); 對于邊界開關，該邊界開關的判據向量J = (1，χ，〇)，或者J = (1，〇, X); 對于末梢開關，該末梢開關的判據向量J = ( 1，X，X)，上述X指未知狀態或者判定不關 心的狀態。
[0027] 本發明解決同時發生多重故障的判定問題。在同時發生這種多重故障時，能夠同 時準確判定出多個故障區段，從而減少了故障電流對電網的沖擊次數，縮短了故障停電時 間，減少了故障的影響范圍，提高了電網運行的可靠性和安全性。
【權利要求】
1. 一種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，所述開環對等式網 絡包括按行、列矩陣布設的電節點，以及電開關；所述電開關包括普通開關、邊界開關和末 梢開關；所述普通開關是電連接在同行或者同列的兩相鄰電節點之間的電開關；所述邊界 開關是其一端電連接位于矩陣邊界的電節點，其另一端電連接電源的電開關；所述末梢開 關是僅有一端電連接位于矩陣邊界的電節點的電開關；其特征在于： 在開環對等式網絡中出現多重故障時，所述方法將符合以下條件的電開關判定為處于 故障末端的電開關， 對于普通開關，該普通開關流過故障電流，在位于該普通開關兩側中有且只有一側存 在至少一個與所述普通開關相鄰的電開關流過故障電流； 對于邊界開關，該邊界開關流過故障電流，與該邊界開關相鄰的電開關均沒有流過故 障電流； 對于末梢開關，該末梢開關流過故障電流。
2. 根據權利要求1所述的在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法， 其特征在于： 所述開環對等式網絡包括按兩行兩列布設的四個電節點；第一電節點和第二電節點位 于第一行，第三電節點和第四電節點位于第二行，第一電節點和第三電節點位于第一列，第 二電節點和第四電節點位于第二列。
3. 根據權利要求2所述的在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法， 其特征在于： 所述普通開關包括第四電開關、第六電開關、第七電開關和第九電開關；所述邊界開關 包括第三電開關和第八電開關；所述末梢開關包括第一電開關、第二電開關、第五電開關、 第十電開關、第十一電開關和第十二電開關； 第四電開關電連接在第一電節點和第二電節點之間，第六電開關電連接在第一電節點 和第三電節點之間，第七電開關電連接在第二電節點和第四電節點之間，第九電開關電連 接在第三電節點和第四電節點之間； 第三電開關未電連接電源的一端電連接第一電節點，第八電開關未電連接電源的一端 電連接第三電節點； 第一電開關的一端電連接第一電節點，第二電開關和第五電開關各自的一端都電連接 第二電節點，第十電開關和第十二電開關各自的一端都電連接第四電節點，第十一電開關 的一端電連接第三電節點。
4. 根據權利要求3所述的在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法， 其特征在于： 所述第七電開關和第八電開關處于斷開開路的狀態；所述第一至第六電開關，以及第 九至第十二電開關都處于閉合導通的狀態。
5. 根據權利要求4所述的在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法， 其特征在于： 在開環對等式網絡中出現兩處故障，第一處故障發生在第十電開關與第四電節點之 間，第二處故障發生在第四電開關與第二電節點之間。
6. -種在開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，所述開環對等式網 絡包括按行、列矩陣布設的電節點，以及電開關；所述電開關包括普通開關、邊界開關和末 梢開關；所述普通開關是電連接在同行或者同列的兩相鄰電節點之間的電開關；所述邊界 開關是其一端電連接位于矩陣邊界的電節點，其另一端電連接電源的電開關；所述末梢開 關是僅有一端電連接位于矩陣邊界的電節點的電開關；其特征在于： 設置反映電開關狀態及其相鄰電連接的電開關狀態的判據向量J (SOF，LOF，ROF)，其 中， SOF表示電開關自身流過故障電流狀態，當電開關自身流過故障電流時，SOF置1，當電 開關自身未流過故障電流時，SOF置0 ; LOF表示位于電開關左側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當位于電開關左 側的至少一個電開關流過故障電流時，LOF置1，當位于電開關左側的電開關都沒有流過故 障電流時，LOF置0 ; ROF表示位于電開關右側的電開關流過故障電流狀態的邏輯或結果，當位于電開關右 側的至少一個電開關流過故障電流時，ROF置1，當位于電開關右側的電開關都沒有流過故 障電流時，ROF置0 ; 在開環對等式網絡中出現多重故障時，所述方法將符合以下條件的電開關判定為處于 故障末端的電開關， 對于普通開關，該普通開關的判據向量J = (1，1，0)，或者J = (1，0,1); 對于邊界開關，該邊界開關的判據向量J = (1，χ，〇)，或者J = (1，〇, X); 對于末梢開關，該末梢開關的判據向量J = ( 1，X，X)，上述X指未知狀態或者判定不關 心的狀態。
7. 根據權利要求6所述的開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，其 特征在于： 所述開環對等式網絡包括按兩行兩列布設的四個電節點；第一電節點和第二電節點位 于第一行，第三電節點和第四電節點位于第二行，第一電節點和第三電節點位于第一列，第 二電節點和第四電節點位于第二列。
8. 根據權利要求7所述的開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，其 特征在于： 所述普通開關包括第四電開關、第六電開關、第七電開關和第九電開關；所述邊界開關 包括第三電開關和第八電開關；所述末梢開關包括第一電開關、第二電開關、第五電開關、 第十電開關、第十一電開關和第十二電開關； 第四電開關電連接在第一電節點和第二電節點之間，第六電開關電連接在第一電節點 和第三電節點之間，第七電開關電連接在第二電節點和第四電節點之間，第九電開關電連 接在第三電節點和第四電節點之間； 第三電開關未電連接電源的一端電連接第一電節點，第八電開關未電連接電源的一端 電連接第三電節點； 第一電開關的一端電連接第一電節點，第二電開關和第五電開關各自的一端都電連接 第二電節點，第十電開關和第十二電開關各自的一端都電連接第四電節點，第十一電開關 的一端電連接第三電節點。
9. 根據權利要求8所述的開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法，其 特征在于： 所述第七電開關和第八電開關處于斷開開路的狀態；所述第一至第六電開關，以及第 九至第十二電開關都處于閉合導通的狀態。
10.根據權利要求9所述的開環對等式網絡中出現多重故障時判定故障末端的方法， 其特征在于： 在開環對等式網絡中出現兩處故障，第一處故障發生在第十電開關與第四電節點之 間，第二處故障發生在第四電開關與第二電節點之間。
【文檔編號】G01R31/08GK104090207SQ201410274880
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】辛勇軍 申請人:航天科工深圳（集團）有限公司
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