配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法.pdf

本发明涉及一种配网短路故障处理方法，特别是一种能实现馈线自动化就地控制的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法。利用短路故障检测器A(29)-M(41)来检测短路故障，利用重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)对非故障区恢复供电。短路时，出线开关A(1)、或B(2)、C(3)继电保护跳闸。永久短路，出线开关A(1)或B(2)、C(3)继电保护第二次跳闸，短路故障开关按开关动作时限无电流跳闸闭锁，非故障开关第2次检测残压开断，闭锁。出线开关A(1)或B(2)、C(3)第2次重合，故障区段被隔离，非故障开关动作时限大于二次重合时间，又获得三相正常电压，不再跳闸。环网供电，联络开关(23)一侧失电，延时合闸，跳闸的非故障开关，顺次检测电压合闸。

1、  一种配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：线路上各开关装有短路故障检测器A(29)-M(41)，电源侧或联络开关(23)侧装有重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)，与变电站的出线开关A(1)、B(2)、C(3)继电保护及重合闸继电器A(13)、B(14)、C(15)相配套，短路时检测处理短路故障，重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)选择重合时间，出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)重合，使非故障区段恢复供电，短路故障检测器A(29)-M(41)按开关动作时限t实现馈线自动化，而且短路故障段的非短路侧开关残压开断，使非故障电源供电时不跳闸；重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)，根据出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)测得的短路感抗或阻抗选取重合闸时间，确保短路故障段开关无电流开断，非故障区段开关恢复供电，实现馈线自动化就地控制；开关动作时限t的确定有三种方法，一是预设时限法，二是短路感抗时限法，三是短路感抗附加时限法；因此开关动作时限t包括下列三种时限的任一种时限：预设时限tys，短路感抗时限tx及短路感抗附加时限tf；辐射网络短路故障检测：辐射网络短路故障区段的两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器A(29)、B(30)、C(31)、D(32)检测处理，非短路侧开关不需残压开断；短路时出线开关A(1)继电保护动作，第一次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，出线开关A(1)起动短路故障录波，若无第2次短路，将在1分钟内停止运行；出线开关A(1)延时1S，其原有的重合闸继电器A(13)合闸，使出线开关A(1)第一次重合，若瞬时短路，重合成功，恢复供电；若永久短路，出线开关A(1)继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的开关记忆短路故障2次，出线开关A(1)短路故障录波，并检测每相感抗；计算开关动作时限，可用预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法；不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点A(24)的t最小，靠近电源侧的t最大。出线开关A(1)第2次跳闸后，按开关流过短路电流的开关动作时限t跳闸，t最小的分段开关无电流跳闸，短路故障区段被隔离；出线开关A(1)测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置A(16)，选取出线开关A(1)二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，从而使开关无电流跳闸；tch小于其他较大开关动作时限t，使这些开关在出线开关A(1)二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，非故障区段恢复供电；环网短路故障检测：开关动作时限可用任一种方法确定；环网短路故障区段两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器E(33)-M(41)检测处理，非短路侧开关残压开断，若瞬时短路与辐射网络一样，出线开关B(2)第一次重合，恢复供电，而非故障区段开关第1次检测残压，0.5秒跳闸；现重合成功，已跳闸的非故障区段开关，检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，使非故障区段开关恢复供电；若永久短路，出线开关B(2)继电保护动作第二次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障2次，计算开关动作时限t；可用预设时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t；不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点B(25)的t最小，靠近电源的t最大；出线开关B(2)第二次跳闸后，将按开关动作时限t跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁，闭锁在跳闸位置；非故障区段开关第1次检测残压时已开断，永久短路又使非短路侧开关第2次检测残压，并使靠近短路点B(25)的开关开断并闭锁，这样短路区段的两侧开关，均已跳闸并闭锁，故障区段隔离；二次短路时，出线开关B(2)测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置B(17)或C(18)，选取出线开关B(2)或C(3)二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，使开关能无电流跳闸；tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在出线开关B(2)二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复供电；联络开关(23)一侧失电，延时合闸，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电；已跳闸的非故障区段开关检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，而残压开断闭锁的开关虽测得有三相正常电压，但不合闸；残压开断：残压开断可隔离永久短路，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电，不会因永久短路存在而使非故障电源停电；环网供电有多个分段开关D(7)-I(12)，为确定靠近短点的开关，在第1次短路时，凡未流过短路电流又检测到电压符合残压开断条件的，0.5秒内全部跳闸；第2次短路时，第2次检测残压并闭锁，实现残压开断；残压开断失效补救措施：出线开关B(2)、C(3)用时限速断保护，整定时限0.3秒，联络开关(23)用断路器，装速断保护及重合闸时间选择装置D(19)；当残压开断失效时，联络开关(23)一侧失电，延时合闸；此时故障电源存在永久短路，联络开关(23)一合闸，联络开关(23)的速断保护动作使其跳闸，出线开关B(2)、C(3)时限速断保护不动作；联络开关(23)合闸送电时，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，故障电源侧短路功率方向与故障电源的供电方向相反，短路故障录波，检测每相感抗；非故障电源侧短路功率方向与非故障电源供电方向相同，记忆短路故障1次不检测感抗。故障电源侧各开关根据测得的感抗，可用预测时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t，不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近联络开关(23)的t最大。联络开关(23)合闸后，将按开关动作时限t来跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁；这样，短路故障区段的两侧开关均已跳闸闭锁，隔离了短路区段。联络开关(23)也已测得感抗，输入重合闸时间选择装置D(19)，选取联络开关(23)重合时间Tch；Tch大于最小开关动作时限t，使开关无电流跳闸；Tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在联络开关(23)重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，使非故障区段恢复供电；非故障区段恢复供电方法：主要靠出线开关A(1)、B(2)、C(3)或联络开关(23)检测感抗，根据感抗值由重合闸时间选择装置A(16)、B(17)、C(18)、D(19)选取重合时间，对短路感抗误差进行处理。

2、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述各开关可用预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法来确定开关动作时限，永久短路时，开关按开关动作时限跳闸，实现馈线自动化。

3、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述各开关动作时限、重合闸时限可调，确保短路故障检测及非故障区段恢复供电可靠。

4、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述出线开关A(1)、B(2)、C(3)及联络开关(23)测得短路感抗或阻抗有误差，进行误差处理。

5、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述残压开断失效时，出线开关A(1)、B(2)、C(3)为时限限速断保护，联络开关(23)用断路器装速断保护及重合闸时间选择装置D(19)，另一电源供电时不停电。

6、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，短路故障段开关无电流开断，因此分段开关A(4)-I(12)可用负荷开关、环网开关。

7、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，发生永久短路时，出线开关A(1)或B(2)、C(3)切断短路电流2次。

8、  根据权利要求1所述的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法，其特征在于：所述短路故障检测器A(29)-M(41)，不用重合器，不与出线开关A(1)、B(2)、C(3)保护相配合。

配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法
技术领域
本发明涉及一种配网10kv及以下馈线的短路故障处理方法，特别是一种能实现馈线自动化就地控制的配网短路故障检测及非故障区段恢复供电方法。
背景技术
未实现馈线自动化的线路，发生短路故障时，变电站线路出线开关继电保护动作跳闸，切断短路电流，过一定时限，线路的重合闸继电器工作使出线开关合闸，若瞬时短路，合闸成功，恢复供电；若永久短路，出线开关的继电保护又动作，又使出线开关跳闸，重合闸继电器不再动作，这样全线停电，供电可靠性差。实现馈线自动化的线路，在线路上安装分段开关及联络开关，把线路分成几个区段，发生短路故障时，只可能发生在一个区段，此时要使短路故障区段两侧分段开关跳闸，使出线开关或联络开关自动合闸，使非故障区段恢复供电。这样实现馈线自动化后，发生短路只停短路故障区段，非故障区段不停电，从而大大提高供电可靠性。
若想实现馈线自动化就地控制，短路故障则不能用继电保护来解决，因为出线开关的速断保护0秒动作，时限速断保护0.5秒动作，已没有时限可供分段开关使用。
1958年英国及1960年美国，开始推出电流型控制模式，利用重合器—分段器、重合器—重合器方案，实现馈线自动化就地控制。1965年日本开始推出电压型控制模式，利用重合器—自动配电开关方案，实现馈线自动化就地控制。
根据参考书籍《配电网自动化实用技术》，罗毅、丁毓山、李占栓编，中国电力出版社，1999年1月第一版，第95页；又根据参考书籍《配电自动化系统》，刘健、倪建立、邓永辉著，中国水利电力出版社，1999年1月第一版，第66-67页。再根据参考论文《馈线自动化电压型控制模式探讨》，杨万钟，《智能化开关电器及应用文集》第四集，中国电工技术学会智能化电器及应用专委会(筹)、江苏省电工技术学会，2000年11月，第90-99页。可知电流型控制模式、电压型控制模式，存在下列缺点：
(1)切断短路电流次数多，电流型控制模式多达5-6次，对配网安全运行带来不利影响。
(2)开关动作频繁，电流型控制模式13-15次，2×3分段；电压型控制模式11-15次，乙种闭锁失效时25-27次，2×4分段。
(3)故障区段隔离、非故障区段恢复供电，所需时间长。电流型控制模式，故障区段隔离20-29秒，非故障区段恢复供电9-29秒，2×3分段。电压型控制模式，故障区段隔离20-36秒，非故障区段恢复供电20-59秒；乙种闭锁失效时，故障区段隔离45-66秒，非故障区段恢复供电27-161秒。
(4)处理短路故障时，多次停送电，对电力用户造成不利影响。电流型控制模式，采用重合器—重合器方案时，处理短路故障时中间短时送电1-2次。电压型控制模式，处理短路故障中间至少停电2次，且其间短暂运行7-21秒。更不理想的是，乙种闭锁失效时，向故障线路恢复供电的正常线路也要停电1次。
(5)需用价格昂贵的重合器。
(6)电流型控制模式，每条线路只能分三段，只能装2个分段器，如用3个分段器，最后1个分段器不能区分瞬时短路。如用重合器—重合器方案，由于时限级差配合关系，也只宜分三段。
(7)重合器保护与出线开关保护配合难度大，有时要用重合器代替出线开关。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用配网短路故障检测器来检测处理短路故障，利用重合闸时间选择装置对非故障区段恢复供电的方法，以消除现有就地控制模式中，电流型控制模式及电压型控制模式存在的缺点。
为解决上述技术问题，本发明是按如下方式来实现的：线路上各开关装有短路故障检测器，电源侧或联络开关侧装有重合闸时间选择装置，与变电站的出线开关、继电保护及重合闸继电器相配套，短路时检测处理短路故障，重合闸时间选择装置选择重合时间，出线开关或联络开关重合，使非故障区段恢复供电。短路故障检测器将按开关动作时限实现馈线自动化，而且短路故障段的非短路侧开关残压开断，使非故障电源供电时不跳闸。重合闸时间选择装置，根据出线开关、联络开关测得的短路感抗或阻抗选取重合闸时间，确保短路故障段开关无电流开断，非故障区段开关恢复供电，实现了馈线自动化就地控制。
1、配网短路故障检测：
在出线开关、分段开关及联络开关处，均安装短路故障检测器，来检测及处理短路故障。
(1)开关动作时限：
开关动作时限t是指发生短路时，流过短路电流的开关动作时限，离短路点越近开关动作时限越小，离短路点越远开关动作时限越大。开关动作时限的确定有三种方法，一是预设时限法，二是短路感抗时限法，三是短路感抗附加时限法。因此开关动作时限t包括下列三种时限的任一种时限：预设时限tys，短路感抗时限tx及短路感抗附加时限tf。
(a)预设时限法：
线路装分段开关，分成几个区段，每个分段开关预设一个时限，线路末端区段开关预设时限tys＝1S，越靠近电源侧预设时限tys越大。短路时出线开关继电保护动作跳闸，此时靠近短路点的开关无电流跳闸。
(b)短路感抗时限法：
确定短路感抗时限时，由电源至线路末端按分段开关分成几个区段，当线路末端短路时，各分段开关及出线开关(双电源尚有联络开关)，都测量短路感抗，并按(1)式计算短路感抗时限：
tx＝kX(S)--------------------------------------------(1)
式中：
tx—短路感抗时限，S；
K—常数，根据各开关时限配合要求确定；
X—测出的短路感抗，欧姆。
发生短路时，靠近短路点的开关，在出线开关因继电保护动作跳闸后，无电流跳闸。
(c)短路感抗附加时限法：
电源至线路末端，装分段开关，分成几个区段。发生短路时，由(2)式计算短路感抗时限：
t1x＝X(S)  -------------------------------------------(2)
式中：
t1x—短路感抗时限，取最末区段t1x.4＝0.5S，随着所测感抗增大，t1x也增大。
根据短路功率方向确定的附加时限Δt，越靠近电源侧，附加时限越大。
短路感抗附加时限：
tf＝t1x+Δt(S)---------------------------------------(3)
线路末端区段tf＝1秒，相邻分段开关靠近电源侧，开关动作时限为2S、3S、4S......等，各开关时限级差为1S，可以调整。
(2)辐射网络短路故障检测：
辐射网络短路故障区段的两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器检测处理，非短路侧开关不需残压开断。
短路时出线开关继电保护动作，第一次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，出线开关起动短路故障录波，若无第2次短路，将在1分钟内停止运行。出线开关延时1S，其原有的重合闸继电器合闸，使出线开关第一次重合，若瞬时短路，重合成功，恢复供电。若永久短路，出线开关继电保护第2次动作跳闸，此时流过短路电流的开关记忆短路故障2次，出线开关短路故障录波，并检测每相感抗。计算开关动作时限，可用预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法。不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近电源侧的t最大。出线开关第2次跳闸后，将按开关流过短路电流的开关动作时限t跳闸，t最小的分段开关无电流跳闸，短路故障区段被隔离。而出线开关也已测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置，选取出线开关二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，从而使开关无电流跳闸；tch小于其他较大开关动作时限t，使这些开关在出线开关二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，非故障区段恢复供电。
辐射网络4分段，短路故障区段隔离1-4S，非故障区段恢复供电6-7S，时限级差1S。
(3)环网短路故障检测：
开关动作时限可用任一种方法确定。
环网短路故障区段两侧开关，短路侧开关由短路故障检测器检测处理，非短路侧开关残压开断。若瞬时短路与辐射网络一样，出线开关第一次重合，恢复供电。而非故障区段开关第1次检测残压，0.5秒跳闸。现重合成功，已跳闸的非故障区段开关，检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，使非故障区段开关恢复供电。若永久短路，出线开关继电保护动作第二次跳闸，流过短路电流的开关记忆短路故障2次，计算开关动作时限t。可用预设时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t。不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近电源的t最大。出线开关第二次跳闸后，将按开关动作时限t跳闸，显然开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁，闭锁在跳闸位置。非故障区段开关第1次检测残压时已开断，永久短路又使非短路侧开关第2次检测残压，并使靠近短路点的开关开断并闭锁，这样短路区段的两侧开关，均已跳闸并闭锁，故障区段隔离。二次短路时，出线开关测得每相感抗，输入重合闸时间选择装置，选取出线开关二次重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，使开关能无电流跳闸；tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在出线开关二次重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复供电。联络开关一侧失电，延时合闸，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电。已跳闸的非故障区段开关检测三相有正常电压，依次0.5秒合闸，而残压开断闭锁的开关虽测得有三相正常电压，但不合闸。
环网2×4分段，短路故障区段隔离1-4S，非故障区段恢复供电6-7S，时限级差1S。
(4)残压开断：
残压开断可隔离永久短路，使非故障电源向故障电源的非故障区段恢复供电，不会因永久短路存在而使非故障电源停电。但环网供电有多个分段开关，短路也不知道发生在哪个区段，因此短路时非故障侧的开关可能有多个要残压开断，不好区分哪个开关靠近短点。为此，在第1次短路时，凡未流过短路电流又检测到电压符合残压开断条件的，0.5秒内全部跳闸。第2次短路时，第2次检测残压并闭锁，实现残压开断。
残压数值，日本东芝公司介绍在150ms或更长时间内，仅有额定电压的30％或多些。短路时会产生电弧，电弧有电阻，对架空线路及电缆线路进行了估算，电弧电阻压降约90-2700v。残压的测量，可测量相电压，因为两相短路有一相电压近似相电压，接地时接地相电压近似为0。
残压开断值：测量相电压，若有两相的相电压为50-1800v，且两相均无短路电流，即残压开断值。残压中，相电压50v是防止正常运行时线路停电误认为残压开断。残压50v也可提高到80v。
(5)残压开断失效补救措施：
残压开断失效，出现概率极少，也有补救措施。出线开关用时限速断保护，整定时限0.3秒即可，联络开关用断路器，装置速断保护及重合闸时间选择装置。当残压开断失效时，联络开关一侧失电，延时合闸。此时故障电源存在永久短路，联络开关一合闸，联络开关的速断保护动作使其跳闸，出线开关时限速断保护不动作。联络开关合闸送电时，流过短路电流的开关记忆短路故障1次，故障电源侧短路功率方向与故障电源的供电方向相反，短路故障录波，检测每相感抗；而非故障电源侧短路功率方向与非故障电源供电方向相同，记忆短路故障1次不检测感抗。故障电源侧各开关根据测得的感抗，可用预测时限法、短路感抗时限法或短路感抗附加时限法确定t，不管用哪种方法确定开关动作时限t，靠近短路点的t最小，靠近联络开关的t最大。联络开关合闸后，将按开关动作时限t来跳闸，开关动作时限t最小的分段开关无电流跳闸闭锁。短路故障区段的两侧开关均已跳闸闭锁，隔离了短路区段。联络开关也已测得感抗，输入重合闸时间选择装置，选取联络开关重合时间tch。tch大于最小开关动作时限t，使开关无电流跳闸；tch小于其他较大的开关动作时限t，使这些开关在联络开关重合后，又获得三相正常电压，不再按开关动作时限t跳闸，恢复正常，使非故障区段恢复供电。
2、非故障区段恢复供电方法：
非故障区段恢复供电，主要靠出线开关或联络开关检测感抗，根据感抗值由重合闸时间选择装置选取重合时间，短路感抗有误差应进行处理；此外要求各开关间有较好的时限配合，联络开关的一侧失电延时合闸时间有较好的选择，使有充足的时间能对非故障区段恢复供电。
(1)时限配合：
各开关的开关动作时限，都存在时限配合问题，使电源侧时限最大，线路侧时限最小，相邻开关时限级差为1秒，也可以设置为2秒，有充足的时限检测短路故障。
(2)电源侧重合闸时间选择装置：
如一条线路分四个区段，要装三个分段开关，自电源侧出线开关CK(环网为CK1、CK2)起，至线路侧分段开关为FK1、FK2、FK3。CK-FK1为第一区段，感抗值为0-X1；FK1-FK2为第2区段，感抗值为X1-X2；FK2-FK3为第3区段，感抗值X2-X3；FK3至线路末端，环网为FK3-LL为第4区段，感抗值为X3-X4，见图2～4。
出线开关测出的每相感抗为下列值时，二次重合时间如下：
0-X1欧：无二次重合；X1-X2欧：tch.1；X2-X3欧：tch.2；X3-X4欧：tch.3。tch.1>tch.2>tch.3。
第一区段短路时CK或CK1跳闸，但不二次重合，因为短路存在，二次重合后又将跳闸。
二次重合时间根据如下关系确定：
(a)根据开关动作时限确定：
短路时每个开关都有一个开关动作时限，CK(或CK1)为t1，FK1为t2，FK2为t3，FK3为t4。
tch..1＝(t1-t2)/2+t2(S)------------------------------(4)
tch..2＝(t2-t3)/2+t3(S)------------------------------(5)
tch..3＝(t3-t4)/2+t4(S)------------------------------(6)
预设时限法tys.1-tys.4，短路感抗时限法tx.1-tx..4，短路感抗附加时限法tf.1-tf.4，同(4)-(6)式。
(b)根据开关跳闸确定：
短路发生在FK3-线路末端(或联络开关)：靠近短路点的开关FK3跳闸，远离短路点的开关FK2、FK1、CK(或CK1)不跳闸。
短路发生在FK2-FK3区段：靠近短路点的开关FK2跳闸，远离短路点的开关FK1、CK(或CK1)不跳闸。
短路发生在FK1-FK2区段，FK1跳闸，CK(或CK1)不跳闸；短路发生在CK(或CK1)-FK1区段，CK(或CK1)跳闸，但不重合。
(c)二次重合时间：
若四个区段，每个区段感抗为0.5欧，开关动作时限t1＝4S，t2＝3S，t3＝2S，t4＝1S，则根据(4)-(6)式：tch.1＝3.5S，tch.2＝2.5S，tch.3＝1.5S，CK跳闸不二次重合(CK测得95％～100％X1，CK按tch＝4.5S重合)。
二次重合时间根据实际情况确定，且可调整。重合闸时间选择装置，根据上述要求进行设计，当出线开关测出的感抗输入本装置时，自动给出相应的二次重合时间。
(3)联络开关侧重合闸时间选择装置：
联络开关侧重合闸时间选择装置，只有残压开断失效时由非故障电源向故障电源送电才使用。此时联络开关一侧失电延时合闸，联络开关供电，短路功率方向与故障电源供电方向相反。环网供电时，离联络开关最近分段开关的开关动作时限T最大，线路末端分段开关的开关动作时限T最小。因此联络开关的重合时间，线路末端区段短路为Tch.3；线路末端前一个区段短路为Tch.2；线路末端前二个区段短路为Tch..1；联络开关附近短路，联络开关跳闸，不重合。Tch.1>Tch.2>Tch.3。
各分段开关间的感抗值、重合时间的选取、时限级差，类同于电源侧重合闸时间选择装置。
(4)联络开关一侧失电，延时合闸：
环网供电，故障电源出线开关跳闸，即着故障区段短路侧开关无电流跳闸，都将使联络开关一侧失电。一侧失电，联络开关延时合闸时间t1h：
t1h＝tmax+Δt1h(S)--------------------------------(7)
式中：
tmax—故障电源侧分段开关最大开关动作时限t，(S)；
Δt1h—联络开关合闸延时，Δt1h＝1-2秒。
(5)确定重合时间的短路感抗误差处理：
出线开关、联络开关都要测量短路感抗以确定重合时间，测量值与实际值有误差，约±3％；线路按参考资料得出设计感抗，与线路的实际感抗也有误差，将这两项误差合并起来，误差按±5％计算，也可>±5％，但不得超过50％。在分段开关处两侧短路，测得短路感抗X，有误差就有两个数据：X-5％X，X+5％X。分段开关处两侧短路，在上述两个短路感抗误差范围内，可正确处理。
所述各开关都可按预设时限法、短路感抗时限法及短路感抗附加时限法来确定开关动作时限，永久短路时，开关按开关动作时限跳闸，实现馈线自动化。
所述各开关动作时限、重合闸时限可调，确保短路故障检测及非故障区段恢复供电可靠。
所述出线开关及联络开关测得短路感抗或阻抗有误差，进行误差处理。
所述残压开断失效时，出线开关为时限限速断保护，联络开关用断路器装速断保护及重合闸时间选择装置，另一电源供电时不停电。
所述短路故障检测器，短路故障段开关无电流开断，因此分段开关可用负荷开关、环网开关。
所述短路故障检测器，发生永久短路时，出线开关只切断短路电流2次。
所述短路故障检测器，不用重合器，不需与出线开关保护相配合。
本发明的积极效果在于：本发明在发生永久短路时，只切断短路电流2次；开关不频繁动作；故障区段隔离、非故障区段恢复供电快速；处理短路故障时，不频繁停送电；不用重合器，同时解决了重合器保护与出线开关保护配合难度大的问题；线路分段数根据用户要求决定，分段数不受限制；可消除瞬时短路：瞬时短路由原有的重合闸继电器1S内合闸处理，同于目前的事故处理，这样快速处理数量较多的瞬时短路，对配网安全运行有利；短路故障区段开关无电流开断，因此分段开关可用负荷开关、环网开关；分段开关的开关动作时限可调，此外时限级差可调，重合时间可调，从而确保无电流开断短路故障区段开关，确保非故障区段开关恢复供电；对确定重合时间的短路感抗误差进行处理，在误差范围内短路，可正确处理；确保残压开断，隔离短路故障区段，并使非故障电源向故障电源非故障区段恢复供电时，不停电；残压开断失效，出现概率极少，也有补救措施，可防非故障电源供电时不停电；区段感抗大小配合不受影响，分区段方便，使用方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的馈线自动化示意图。
图2是本发明的预设时限tys曲线图。
图3是本发明的短路感抗时限tx曲线图。
图4本发明的短路感抗附加时限tf曲线图。
图5是本发明短路故障发生在分段开关处电源侧时确定重合时
间的短路感抗误差处理图。
图6是本发明短路故障发生在分段开关处负荷侧时确定重合时
间的短路感抗误差处理图。
图中，1出线开关A                2出线开关B         3出线开关C
      4分段开关A                5分段开关B         6分段开关C
      7分段开关D                8分段开关E         9分段开关F
      10分段开关G               11分段开关H        12分段开关I
      13重合闸继电器A           14重合闸继电器B
      15重合闸继电器C           16重合闸时间选择装置A
      17重合闸时间选择装置B     18重合闸时间选择装置C
      19重合闸时间选择装置D
      20变电站内三相五柱电压互感器A
      21变电站内三相五柱电压互感器B
      22变电站内三相五柱电压互感器C
      23联络开关                24短路点A          25短路点B
      26三相电压互感器组A                          27三相电压互感器组B
      28三相电压互感器组C                          29短路故障检测器A
      30短路故障检测器B                            31短路故障检测器C
      32短路故障检测器D                            33短路故障检测器E
      34短路故障检测器F                            35短路故障检测器G
      36短路故障检测器H                            37短路故障检测器I
      38短路故障检测器J                            39短路故障检测器K
      40短路故障检测器L                            41短路故障检测器M
具体实施方式
如图1所示是本发明的馈线自动化示意图：
变电站内已有设备：出线开关A1、出线开关B2或出线开关C3，能切断短路电流。出线开关A1、B2、C3有继电保护，重合闸继电器A13、B14、C15。变电站内10KV母线都装有三相五柱电压互感器A20、B21、C22，与出线开关A1、B2、C3的电流互感器配合，出线开关A1、B2、C3就可检测短路感抗。
馈线自动化需装设备：分段开关A4-I12，架空线路用负荷开关，电缆线路用环网开关，负荷开关及环网开关只能切断负荷电流，不能切断短路电流。联络开关23，环网残压开断失效采取的补救措施是用断路器，并装速断保护及重合闸时间选择装置D19。分段开关A4-I12两侧装三相电压互感器组A26、B27、C28，这是分段开关A4-I12，联络开关23的直流操作电源及工作电源所必须的，另外与分段开关A4-I12，联络开关23的电流互感器配合，就可检测短路感抗。每个分段开关A4、B5、C6、D7、E8、F9、G10、H11、I12及联络开关23都安装短路故障检测器B30、C31、D32、F34、G35、H36、M41、L40、K39及I37。变电站内出线开关A1、B2、C3也安装短路故障检测器A29、E33、J38，及重合闸时间选择装置A16、B17、C18。
如图2所示是本发明的预设时限tys曲线图：
(1)预设时限：
短路时开关动作时限按预设实现法确定，当区段感抗为0.5欧时，各开关预设时限见表1。
表1：预设时限tys


另一电源供电时，故障线路的短路功率方向与供电方向相反；下同。
当短路功率方向与供电方向相反时：用Tys代替tys；感抗用X代替x。
(2)动作过程：
若短路发生在分段开关C6-线路末端或联络开关23，分段开关C6应跳闸，出线开关A1的二次重合时间tch.3＝1.5s，tch.3>tch.4＝1s，因此出线开关A1跳闸后，分段开关C6无电流开断；tch.3<tys.3<tys.2<tys1，因此分段开关B5、分段开关A4、出线开关A1不再按tys.3、tys.2、tys.1跳闸，重又获得三相正常电压，非故障区段出线开关A1-分段开关C6恢复供电。
短路发生在分段开关B5-分段开关C6区段时，出线开关A1跳闸后分段开关B5按tys.3＝2s无电流跳闸。二次重合时间tch.2＝2.5s，tch.2>tys.3，可保证分段开关B5无电流开断；tch.2<tys.2<tys1，可保证分段开关A4、出线开关A1不跳闸，出线开关A1二次重合后恢复对非故障区段出线开关A1-分段开关B5的供电。
短路发生在分段开关A4-分段开关B5区段、出线开关A1-分段开关A4区段，同上原理动作；但短路发生在出线开关A1-分段开关A4时，出线开关A1跳闸，不二次重合。
(3)二次重合时间：
tch.1＝(tys.1-tys.2)/2+tys.2＝(4-3)/2+3＝3.5S
tch.2＝(tys.2-tys.3)/2+tys.3＝(3-2)/2+2＝2.5S
tch.3＝(tys.3-tys.4)/2+tys.4＝(2-1)/2+1＝1.5S
二次重合时间由出线开关A1、B2或C3测得相感抗，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得。
当短路功率方向与供电方向相反时，用Tch代替tch。
(4)时限级差：
时限级差＝tys.1-tys.2＝tys.2-tys.3＝tys.3-tys.4＝1S。时限级差可以调整，如2S。
说明：
(a)区段短路感抗，根据《城市电力网规划设计导则》，10KV架空线铝线截面积150-240mm2，感抗X＝0.326-0.341欧/km；铝芯电缆截面积150～300mm2，X＝0.087-0.093欧/km(150-240mm2)。10KV线路长5km，分成四个区段，则每一区段感抗架空线为0.408-0.426欧/区段；电缆为0.109-0.116欧/区段。按感抗0.5欧/区段进行计算，不影响论述。
(b)二次重合时间tch.1-tch.3标注点，是短路发生处，其前边一个开关(靠近电源侧)无电流开断，出线开关A1按此时间二次重合。
本说明用于图2、图3、图4。
如图3所示是本发明的短路感抗时限tx曲线图：
(1)短路感抗时限：短路时开关动作时限按短路感抗时限法确定。根据公式(1)：tx＝KX(S)，则区段感抗为0.5欧时，各开关的短路感抗时限见表2
表2：短路感抗时限tx(S)


当短路功率方向与供电方向相反时：用Tx代替tx；感抗用X代替x。
(2)动作过程：
短路地点不同，各开关所测短路感抗也不同，但相邻区段短路感抗时限要相互配合，即一下区段首端短路，上一区段的开关测得的短路感抗时限，能使下一区段开关在出线开关A1跳闸后无电流开断，并使本开关大于二次重合时间不开断。如：分段开关C6-线路末端或联络开关23区段，X4处短路，见图3，分段开关C6的tx.4＝2×0.5＝1S，分段开关B5的t″x.3＝4×1＝4S；X3处短路，分段开关C6的tx.4＝0，分段开关B5的tx.3＝4×0.5＝2S。二次重合时间tch.3＝1.5S，tch.3>tx.4，保证出线开关A1跳闸后分段开关C6无电流开断；tch3<tx.3，分段开关B5不开断，出线开关A1二次重合后，恢复供电，文字符号带“″”的，为相邻区段配合时限，见图3。
分段开关B5-分段开关C6区段，X3处短路，分段开关B5的tx.3＝4
×0.5＝2S，分段开关A4的t″x.2＝6×1＝6S；X2处短路，分段开关B5的tx.3＝0，分段开关A4的tx.2＝6×0.5＝3S。tch.2＝2.5S，tch.2>tx.3，分段开关B5可无电流开断；tch.2<tx.2，分段开关A4不开断。
分段开关A4-分段开关B5区段，X2处短路，分段开关A4的tx.2＝6×0.5＝3S，出线开关A1的t″x.1＝8×1＝8S；X1处短路，分段开关A4的tx.2＝0，CK的tx.1＝8×0.5＝4S。tch.1＝3.5S，tch.1>tx.2，分段开关A4可无电流开断；tch.1<tx.1，出线开关A1不开断。
出线开关A1-分段开关A4区段，X1处短路，出线开关A1的tx.1＝8
×0.5＝4S，靠近出线开关A1处短路，短路感抗时限<tx.1＝4S。出线开关A1跳闸后不再二次重合。
若线路末端短路，如图3中X4处短路，各开关测得短路感抗时限：分段开关C6为tx.4＝1S；分段开关B5为t′x.3＝4×1＝4S，分段开关A4为t′x.2＝6×1.5＝9S；出线开关A1为t′x.1＝8×2＝16S，文字符号带“′”的，为线路末端短路各开关的短路感抗时限，见图3。
(3)二次重合时间：
tch.1＝(tx.1-tx.2)/2+tx.2＝(4-3)/2+3＝3.5S；
tch.2＝(tx.2-tx.3)/2+tx.3＝(3-2)/2+2＝2.5S；
tch.3＝(tx.3-tx.4)/2+tx.4＝(2-1)/2+1＝1.5S。
二次重合时间由出线开关A1、B2或C3测得相感抗，输入重合闸时间选择装置A16、B17、C18，自动取得。
当短路功率方向与供电方向相反时，用Tch代替tch。
(4)时限级差：
时限级差＝tx.1-tx.2＝tx.2-tx.3＝tx.3-tx.4＝1S.
时限级差可以调整，如2S。
短路感抗时限tx，满足各种短路要求，各开关的短路感抗时限能相互配合，且相邻区段的配合时限t″x.1～t″x.3及线路末端短路的t′x.1～t′x.3，远大于tx.1～tx.3，可靠性大大提高，见图3。
如图4所示是本发明的短路感抗附加时限tf曲线图：
(1)短路感抗附加时限：
短路时开关动作时限按短路感抗附加时限法确定。根据公式(3)：tf＝t1x+Δt(S)，则区段感抗为0.5欧时，各开关的短路感抗附加时限见表3。
表3：短路感抗附加时限tf(s)


当短路功率方向与供电方向相反时：用Tf代替tf；感抗用X代替x。
(a)短路感抗时限t1x；
本区段末端短路，根据公式(2)：t1x＝x(S)，则t1x.1-t1x.4，均为0.5S，别的区段发生短路，则t1x.1会增加，如相邻区段短路、线路末端短路，见图4。
(b)附加时限Δt：
附加时限Δt的选取，与短路功率方向及供电方向有关，而辐射网络是单电源，不需短路功率方向，只需短路电流。附加时限Δt的选取，见表4～5。
表4：辐射网络短路电流流过时确定的附加时限Δt(S)