5-馈线自动化

第5章馈线自动化主讲人：韩国政内容5.1基本概念5.2顺序重合控制模式5.3基于主站和终端的模式5.4分布式智能模式5.5小电流接地故障5.1基本概念馈线自动化馈线自动化利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。FeederAutomation，FAFaultLocation,IsolationandServiceRestoration，FLIR两种模式作用一个独立的系统存在集成到DAS中•是运行在DSCASA系统（平台）之上的一个高级应用软件•是配网自动化的一个关键技术内容馈线自动化的作用（1/2）提高供电可靠性缩小停电范围减小故障停电时间•根据韩国统计，实施FA后，故障处理平均时间从76分钟缩短到6分钟减小故障发生概率•在线监测线路和设备绝缘状态，及时发现并消除故障隐患目前，我国电网因施工、检修原因造成停电时间还占比较大的比例。随着计划停电时间减少，故障停电时间比例增大，配电自动化作用会更加明显。最直接、最核心的作用按照广州的统计，2008年99.797(1040分钟)2013年99.986（72分钟）99.996（21分钟）深圳2008年99.924（389分钟）馈线自动化的作用（2/2）提高用户服务质量减小用户停电范围、停电时间故障后，及时告知用户故障位置、原因、停电范围以及大致的恢复时间提高管理效率及时确定线路故障位置和原因，节约大量的人工现场巡查和操作劳动力提高资产利用率，推迟基建投资设备故障时，可由其它变电所代为供电，减小了对本所设备的备用容量要求根据东京电力公司统计：三分割三连接时，负荷率可达75%；六分割三连接时，负荷率可达85%实施馈线自动化的条件用户对供电可靠性(大于99.99%，51分钟)、供电质量提出了较高要求电网建设、运行、管理达到一定水平。一次网架结构满足要求：环网供电、线路合理分段，回路负荷可以转移。一次设备技术性能与指标满足要求拥有一支具有较高技术素质的自动化系统运行、管理及维护队伍馈线自动化的故障检测短路故障检测原理：过电流FTU检测容易应用普及整体效果：较好接地故障检测原理：多种多样FTU检测困难应用较少整体效果：效果较差简易模式故障指示器顺序重合控制模式以每一条馈线为单元，就地控制模式。重合器、分段器基于配电主站和终端的模式配电主站、配电终端三遥：遥测、遥信、遥控分布式智能型快速自愈馈线自动化系统的模式故障指示器检测故障电流指示故障不带通信的，人工巡线带通信的故障自动定位应用实例5.2顺序重合控制模式顺序重合通过重合器、分段器、熔断器等配电自动化设备之间相互配合实现故障隔离、恢复对非故障区段供电的目的的。就地模式根据就地信号的不同，分为电压就地控制型电流就地控制型电压电流就地控制型重合器具有多次重合功能和自具功能的断路器。能够检测故障电流，并能在给定时间内遮断故障电流以及进行给定次数重合的控制装置。重合器具有自具功能自带控制和操作电源操作不受外界继电器控制，而由微处理器控制。自动重合器分类按相别分：自动重合器有单相、三相式。按安装方式分：杆上、地面上、水下或地下，可实现串联分闸、并联分闸等多功能自动分闸。按灭弧介质分：油重合器真空重合器六氟化硫重合器按控制方式分：液压重合器电子重合器主要技术参数额定电流:额定电流必须等于或大于线路最大预期负荷电流。额定电压：开关设备的标称电压。开关设备的额定电压应不低于系统电压。最小脱扣电流：最小脱扣电流选择应使得当被保护线路出现最小的故障电流时应能检测到且及时切断，不要误动作又有相应的灵敏度。重合器的时间—电流（t-I）特性)(st0)(AIABC0tI1t2t3t4t5t6t7t事故电流正常负荷电流电流开断）特性电流（重合器的时间It）特性曲线（It重合器循环动作示意图快速动作曲线慢速动作曲线选用原则重合器的额定电压必须大于或等于系统电压。重合器的遮断电流必须大于或等于重合地点可能出现的最大故障电流。重合器的长期工作的额定电流，必须大于或等于线路的负荷电流。重合器应能够检测到和遮断它所承担的保护区末端发生短路时可能出现的最小故障电流。重合器与其它保护装置配合时，通过时延和操作程序的选择，应保证有选择地切除故障，将系统中瞬时遮断和长期中止供电的范围尽量缩小，并且与其后续线路的保护设备相配合分段器线路自动分段器(Automaticlinesectionalizer)简称分段器，是一种与电源侧前级开关设备相配合，在无电压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。作用：它广泛地应用在配电网线路的分支线或区段线路上，用来隔离永久性故障。分段器的结构类型结构类型按介质区分六氟化硫分段器按控制功能分真空分段器油分段器电子控制分段器空气分段器液压控制分段器按识别故障原理分过流脉冲记数型电压|时间型必须使分段器的额定电压等于或大于系统最高工作电压。分段器必须串联使用在自动重合器的负荷侧，其额定长期工作电流应等于或大于预期的负荷电流；额定瞬时电流必须等于或大于可能出现的最大故障电流。分段器的热稳定电流必须等于或大于使用场合的最大短路电流，其动、热稳定时间必须大于上级保护的开断时间。分段器的最小动作电流应该为电源侧保护装置最小跳闸电流的80％分段器的选用原则与前级开关设备（重合器或断路器）配合使用，不能开断短路故障电流，具有“记忆”前级开关设备开断故障电流动作次数的能力。在预定的记录次数后，当前级开关设备将线路从电网短时切除的无电流间隙内分段器才分闸，隔离故障线路段，使前级开关设备如重合器或断路器可重合到无故障线路，恢复线路运行。如果故障是瞬时的或未达预定记忆次数，分段器在一定的复位时间之后会“忘记”其所作的记忆而恢复到预先整定的初始状态，为新的故障发生准备另一次循环操作。过流脉冲计数型分段器短路故障的重合器FA模式(1/2)利用重合器和分段开关的时序配合，自动隔离故障重合器（R1，R2）：自具控制和保护功能的开关设备按照预定的开断、重合顺序进行操作，其后复位或闭锁分为瞬动（快速动作）特性和延时动作（慢速动作）特性通常：一快二慢，二快二慢，一快三慢原理和动作特性一致分段开关（Q1~Q3，L）：与电源侧前级开关配合，在失压或无流时自动分闸的设备永久故障时，在预定次数分合操作后闭锁于分闸状态，隔离故障未完成预定次数的分合操作，说明故障被其他设备切除，保持合闸状态，恢复预先整定状态。不同类型、不同原理R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3短路故障的重合器FA模式电流控制方式分段开关根据检测到的过电流次数动作电压—时间控制方式分段开关根据两侧电压变化并结合时间配合动作电压—电流控制方式分段开关同时根据电压和过电流动作R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3电流控制方式（1/2）分段开关的结构特点负荷开关开关安装CT，可检测到过流仅可用于辐射网络，不能用于环状网分段开关的工作过程正常运行时为常闭状态在一定时间内，累计重合器开断故障电流的次数达到预定次数后，在重合器再次断开后，跳闸并闭锁未达到预定次数，在一定时间后清零采用电流控制方式CRTAQFUK2K1电流控制方式（2/2）Q1，Q2累计次数整定为2，R1累计次数整定为3永久故障的隔离过程设线路区段II发生永久性短路故障重合器R1检测到过流，跳闸Q1累计1次开断故障信息，Q2未感受到过电流重合器R1第一次重合，合闸到故障并立即再次跳闸Q1累计2次开断故障信息，跳闸并闭锁重合器R1第二次重合，恢复区段I和III供电类似过程，可以处理瞬时性故障分段开关不能级联过多重合器的快、慢两种时限与熔断器配合，也可隔离故障R1Q2IIIIIⅠQ1R1Q2IIIIIⅠQ111R1Q2IIIIIⅠQ1R1Q2IIIIIⅠQ10R1Q2IIIIIⅠQ1220R1Q2IIIIIⅠQ1R1Q2IIIIIⅠQ1电压—时间控制方式（1/5）分段开关的结构特点为负荷开关•可断开负荷电流•可合闸到故障•不能开断故障电流开关两侧均安装PT（变压器）•提供电源•检测线路是否有电即可用于辐射网络，又可用于环状网分段开关的状态常闭状态：用于普通分段开关常开状态：用于联络开关电压—时间控制方式中的分段开关CLQ2CTTTT电压—时间控制方式（2/5）普通分段开关的工作过程正常运行时为常闭状态两侧均失压后跳闸一侧有压、一次无压后，经过延迟时间T1后合闸合闸后，在T2时间内再次两侧失压，则跳闸并闭锁•闭锁后再次一侧有压不合闸•闭锁需要人工解锁•T2时限称为故障检测时间合闸后，在T2时间以外再次两侧失压，则跳闸不闭锁联络开关的工作过程正常运行时为常开状态一侧有压、一次无压后，经过延迟时间T3后合闸合闸后，在T2时间内再次两侧失压，则跳闸并闭锁合闸后，在T2时间以外再次两侧失压，则跳闸不闭锁时限整定要合理T1T2重合器跳闸时间T3T1*N(失压侧分段开关个数)+重合器跳闸时间CQ2TTLCTTR1Q1ⅢⅡⅠQ2电压—时间控制方式（3/5）放射性线路中永久故障的隔离过程设线路区段III发生永久性短路故障重合器R1检测到过流，跳闸Q1，Q2两侧失压，跳闸重合器R1重合，区段I带电Q1一侧有电，经过T1后合闸Q2一侧有电，经过T1后合闸，合闸到故障R1立即再次跳闸Q1，Q2两侧失压跳闸，Q2闭锁R1重合，区段I带电Q1一侧有电，经过T1后合闸Q2一侧有电，但不再合闸R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2电压—时间控制方式（4/5）放射性线路中瞬时性故障的处理过程设线路区段III发生瞬时性短路故障重合器R1检测到过流，跳闸，故障点恢复Q1，Q2两侧失压，跳闸重合器R1重合，区段I带电Q1一侧有电，经过T1后合闸，区段II带电Q2一侧有电，经过T1后合闸，区段III带电系统恢复正常运行R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2R1Q1ⅢⅡⅠQ2电压—时间控制方式（5/5）环形线路中永久故障的隔离过程设线路区段II发生永久性短路故障左侧的处理过程与放射性线路时相同联络开关L经过时延T3后重合，区段III带电Q2一侧有电，经过T1后合闸，合闸到故障R2感受到故障电流，立即跳闸Q2，Q3和L两侧失压跳闸，Q2闭锁R2重合，区段V带电Q3一侧有电，经过T1后合闸L一侧有电，经过T1后合闸Q2一侧有电，但不再合闸R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3电压—电流控制方式（1/2）分段开关的结构特点断路器：可开断故障电流开关安装CT，两侧安装PT（变压器），即可用于辐射网络，又可用于环状网分段开关的工作过程正常运行时为常闭（普通分段开关）或常开（联络开关）状态两侧均失压后跳闸一侧有压、一次无压后，经过延迟时间T1后合闸合闸后，在T2时间内检测到故障电流，则跳闸并闭锁合闸后，在T2时间以外检测到故障电流，则不跳闸电压—电流控制方式中的分段开关CLQ2CTTTT电压—电流控制方式（2/2）环形线路中永久故障的隔离过程设线路区段II发生永久性短路故障重合器R1检测到过流，跳闸Q1，Q2两侧失压，跳闸重合器R1重合，区段I带电Q1一侧有电，经过T1后合闸，合闸到故障，立即跳闸并闭锁联络开关L经过时延T3后重合，区段III带电Q2一侧有电，经过T1后合闸，合闸到故障，立即跳闸并闭锁重合器和分段开关的动作时限要配合好动作次数少处理时间短R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤⅣⅢⅡⅠQ2Q3R1R2Q1LⅤ