故障隔离

​课程详细主动干预型消弧装置的原理，关键技术，并结合现场应用案例进行分析。主动干预型消弧装置将配电网单相接地故障带来的问题同供电可靠性、人身安全保护问题进行总体考虑，提出了系统化解决方案;全面系统解决现有小接地电 流系统发生单相接地故障时的飞弧、过电压、人身触电、接地选线、故障定位、故障隔离等问题，对配电网的安全、可靠、经济运行具有很重要现实的意义。　　1、中性点不接地系统概况　　2、主动干预型消弧装置的原理　　3、主动干预型消弧装置的关键技术　　4、配电网单相接地故障一体化解决方案　　5、试验及应用

1.单相接地故障隔离意义及原理 IⅡ.单相接地故障隔离实施方案 Ill.单相接地故障隔离实验室验证 IV.单相接地故障隔离案例分析

现代配电网呈网状建设、辐射状运行，以提升故障情况下的转供能力。传统配电网规划方法一般采用规划设计-可靠性评估两阶段迭代计算方式，只能得到粗放规划方案。为此，提出了考虑可靠性约束的配电网多阶段扩展规划方法。通过将可靠性指标计算过程解析化，并嵌入规划模型中，可以精确考虑故障隔离、负荷转供和恢复策略。基于线性化潮流，该规划模型是一个典型的混合整数线性优化问题，可以有效求解。在54节点系统来验证所提方法的性能。仿真结果表明了该方法的有效性和灵活性。

项目成果成功应用到广西10kV中压线路馈线自动化的改造中，2016年建成广西首个架空线路全故障全自动定位隔离的10kV馈线自动化示范工程一三景903线路，效果显著，而后将成果扩大至城西供电分局远郊2所共计23条架空线路；同时将电压时间型馈线自动化技术方案应用到电缆线路中，2017年建成广西首个电缆线路全故障全自动定位隔离的10kV馈线自动化示范工程一石罗914线路。由于故障自动隔离效果显著，截止至2017年底，仅城西供电分局累计完成30条中压线路的自动化改造工作。 项目成果的实施，推进了以就地故障隔离模式为主的广西城市配电自动化试点工程的实施，降低故障查找时间，提升了配网供电可靠性，以南宁供电局配电自动化试点工程为例，项目实施前后，平均故障隔离时间由4.59小时缩短至2分钟内。极大的提升广西配电自动化工程的应用效果，降低故障查找时间，提升了配网供电可靠性，为广西电网后期推广配电自动化积票丰富的技术经验，培养了一批配电自动化专业技术人员。

针对当前供电公司对配电网小电流接地故障自动跳闸隔离的实际需求，报告详细阐述了基于暂态原理的小电流接地故障多级方向保护方案，利用配电终端检测接地方向，通过多级时序配合实现选择性切除小电流接地故障，除故障点前的第一个开关外，其他开关均不需要动作。该方案不依赖通信通道，故障隔离与恢复供电时间快、不会造成非故障线路区段停电。

重点介绍了宏力达在一二次融合、低功耗设计的基础上，通过对传感器技术、故障研判技术、物联网技术等的深化研究与应用，研发出一款适用于配电架空线路分段、分支、分界等不同应用场景下的集智能感知、故障隔离与恢复于一体的智能开关。

直流配电网保护系统应用简介四方直流配电网具有较为复杂的一次拓扑结构，直流线路数量多、线路距离短且对供电可靠性要求更高：直流配网系统故障阻尼小，故障后的发展过程极快，要求保护能够在几个毫秒内有选择性地切除故障。直流配网呈现多端和网络化，故障情况下如何保障直流电网健全部分的生存能力是保障“电力网络“可靠性所必须解决的关键问题，对直流部分的故障定位、故障隔离及故障恢复提出了较高的要求。故障隔离困难，大容量直流断路器尚处于研发、实验阶段：换流器等一次设备与直流电网保护等一次设备在故障处理方面的任务分解与相互协调是故障处理的关键问题。

为了实现系统功率双向传输控制、有功无功解耦控制、故障隔离等目标，2个交流微电网通过背靠背结构的电压源型变流器（VSC）进行直流互联。在功率双向流动系统中，定功率控制模式下变流器作为功率负载时，其直流或交流端口阻抗会呈负阻抗特性，进而减小系统阻尼，容易让系统失去稳定。针对该问题，提出一种多阻抗优化控制方法，不仅将该变流器直流和交流端口的负阻抗优化为正阻抗，还对定直流电压模式下的变流器直流端口阻抗进行优化，减小两侧阻抗的相位差，多角度增强系统的稳定性。首先，对系统的结构和控制进行了简单介绍。其次，对优化前两侧变流器多个端口阻抗的特性进行分析。然后，分析了多阻抗优化控制的工作机理，并得到优化后的端口阻抗模型。依据最小环路比和奈奎斯特稳定判据，对比分析了优化前后系统的稳定性。结果表明：提出的多阻抗优化控制方法能对系统中多个端口阻抗进行优化，不仅可以将原交、直流侧的阻抗特性从负优化为正，还可以减小直流侧阻抗间的相位差，使系统保持更大的稳定裕度。最后通过Matlab/Simulink仿真对所提控制方法的有效性进行了验证。

项目围绕变电带电作业开展系列创新，突破技术瓶颈，提出了新方法，创新研制了配套工器具，促进了变电带电作业技术发展。针对变电站设备结构紧凑、安全距离裕度小，停电更换故障隔离开关、断路器等串联设备耗时长，操作流程繁琐的问题，首创变电旁路作业法，通过搭建旁路转移负荷，将待检修设备短接，提升引流线，扩大作业空间，采用托举方式将待检设备进行更换，配套研制了绝缘升降架、分流短接线组合工具、导轨式升降叉车和绝缘挡板，实现串联设备带电检修方式零的突破。新方法解决了带电更换隔离开关等设备因间隙紧凑，安全距离难以保证，极易造成触电的难题。填补了国内空白。揭示了110-220千伏变电带电作业场强分布规律，确定了安全防护措施搭建了110-220千伏变电带电作业典型位置场强计算模型，针对所提带电作业方法进行场强仿真，揭示了不同位置下人体体表场强分布规律，基于《国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）》校验了新方法的安全可靠性，明确了重点防护部位和措施，确定了屏蔽服等级，为新方法的实施提供理论和技术支撑。

直流系统的故障隔离是保证直流系统稳定运行的重要技术。针对传统故障隔离策略对直流断路器(direct current circuit breaker, DCCB)的性能要求较高的问题，提出了一种利用柔性限流装置(flexible current limiting device, FCLD)与DCCB协同动作的故障隔离策略。首先，研究了直流系统永久性故障和瞬时性故障情况下FCLD与DCCB的协同作用机理。其次，分析考虑FCLD电流抑制作用下DCCB开断过程的电弧暂态特性。最后，在Matlab/Simulink平台中进行仿真，验证所提协同策略的可行性。结果表明：FCLD可有效抑制DCCB的开断电弧；基于所提故障隔离策略，直流系统可在瞬时故障情况下实现平稳穿越，永久故障情况下实现DCCB的无弧开断。该策略降低了直流系统故障隔离过程中对DCCB的开断要求，提升了直流系统的故障穿越能力。