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1、第 五 章 馈线自动化 一、馈线自动化的作用和基本功能一、馈线自动化的作用和基本功能 馈线自动化的作用馈线自动化的作用： 正常运行时检测线路状态，如电流、电压、开关状态及进正常运行时检测线路状态，如电流、电压、开关状态及进行相关操作；行相关操作； 当线路发生故障时，能准确确定故障所在线路，跳开故障当线路发生故障时，能准确确定故障所在线路，跳开故障线路开关，使故障线路被隔离，并恢复非故障线路的供电线路开关，使故障线路被隔离，并恢复非故障线路的供电； 通过网络重构实现负荷控制和降低网络损耗。通过网络重构实现负荷控制和降低网络损耗。第一节 概述 2023-3-30第2页 站内馈线站内馈线开关数据开关
2、数据的采集和的采集和监视，由监视，由站内站内RTURTU来完成。来完成。 馈线自动化基本功能馈线自动化基本功能数据采集数据采集事故告警事故告警状态监视状态监视与故障处理与故障处理控制控制操作操作无功控制无功控制对时对时报表报表状态状态监视监视事故事故处理处理对正常状态对正常状态和事故状态和事故状态的监控的监控 故障区域自故障区域自动判断、指动判断、指示与自动隔示与自动隔离；故障消离；故障消除后迅速恢除后迅速恢复供电功能。复供电功能。 对安装在线对安装在线路上的无功路上的无功补偿电容器补偿电容器组的自动投组的自动投切控制。切控制。 在电网正常运行过在电网正常运行过程中投、切馈线开程中投、切馈线开
3、关，并能带负荷遥关，并能带负荷遥控投、切馈线环网控投、切馈线环网开关和负荷开关以开关和负荷开关以及遥控调整变压器及遥控调整变压器的分接头位置。的分接头位置。 2023-3-30第3页 1 1减少停电时间，提高供电可靠性减少停电时间，提高供电可靠性 2 2提高供电质量提高供电质量 3 3节省总体投资节省总体投资 4 4减少电网运行与检修费用减少电网运行与检修费用二、实现馈线自动化的优点2023-3-30第4页 （一）（一） 简易模式简易模式 简易模式是指在配电线上必要的节点处装设故障指示器。简易模式是指在配电线上必要的节点处装设故障指示器。这是一种投资少见效快的简易模式。这是一种投资少见效快的简
4、易模式。 （二）（二） 基于重合器模式基于重合器模式 基于重合器模式是以每一条馈线为单元，就地控制模式。基于重合器模式是以每一条馈线为单元，就地控制模式。在本线上自动实施故障检测、隔离及恢复供电的功能，不在本线上自动实施故障检测、隔离及恢复供电的功能，不设专用通道，无需远方集控中心干预。设专用通道，无需远方集控中心干预。 （三）（三） 基于远方终端基于远方终端FTUFTU模式模式 在馈线监控点安装杆上远方终端（在馈线监控点安装杆上远方终端（FTUFTU）。）。通过通道与集通过通道与集控中心相连，进行双向通讯，可以实现遥测、遥信、遥控控中心相连，进行双向通讯，可以实现遥测、遥信、遥控，在国外这是
5、当前最为流行的模式。，在国外这是当前最为流行的模式。 三、馈线自动化系统的模式2023-3-30第5页 这种自动化方案是通过重合器、分段器、熔断器等配电自这种自动化方案是通过重合器、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。供电的目的的。第二节 基于重合器的馈线自动化2023-3-30第6页 （一）重合器的定义（一）重合器的定义 所谓重合器是具有多次重合功能和自具功能的断路器。所谓重合器是具有多次重合功能和自具功能的断路器。是一种能够检测故障电流，并能在给定时间内遮断故障电流是一种能够检测故障电流，并
6、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。以及进行给定次数重合的控制装置。 重合器具有自具功能重合器具有自具功能一、重合器它自带控制和操作电源它自带控制和操作电源 它的操作不受外界继电器控制，而由它的操作不受外界继电器控制，而由微处理器控制。微处理器控制。 2023-3-30第7页 （1 1）按相别分：自动重合器有单相、三相式。）按相别分：自动重合器有单相、三相式。 （2 2）按安装方式分：可分为杆上、地面上、水下或地下）按安装方式分：可分为杆上、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。，可实现串联分闸、并联分闸等多功能自动分闸。 （3 3）按灭弧介质分：
7、可分为油重合器、真空重合器和六）按灭弧介质分：可分为油重合器、真空重合器和六氟化硫重合器。氟化硫重合器。 （4 4）按控制方式分：可分为液压重合器和电子重合器两）按控制方式分：可分为液压重合器和电子重合器两类类 （二）自动重合器的分类及特点 2023-3-30第8页 1 1自动重合器的主要技术参数自动重合器的主要技术参数 （1 1）额定电流额定电流: :表征设备长期承载电流的能力，以有效值表征设备长期承载电流的能力，以有效值表示。设备的额定电流必须等于或大于线路最大预期负荷表示。设备的额定电流必须等于或大于线路最大预期负荷电流。电流。 （2 2）额定电压：即开关设备的标称电压。按）额定电压：即
8、开关设备的标称电压。按IECIEC标准要求标准要求修修订的新标准中，开关设备的额定电压已改为最高电压，订的新标准中，开关设备的额定电压已改为最高电压，即开关设备的额定电压应不低于系统电压。即开关设备的额定电压应不低于系统电压。 （3 3）最小脱扣电流：重合器的最小脱扣电流选择应使得）最小脱扣电流：重合器的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。断，不要误动作又有相应的灵敏度。 （4 4）重合器的时间）重合器的时间电流（电流（t-It-I）特性特性 （三） 自动重合器的主要技术参数及
9、选用原则2023-3-30第9页 )(st0)(AIABC0tI1t2t3t4t5t6t7t事事故故电电流流正正常常负负荷荷电电流流电电流流开开断断）特特性性电电流流（重重合合器器的的时时间间It ）特特性性曲曲线线（It 重重合合器器循循环环动动作作示示意意图图快速动快速动作曲线作曲线慢速动慢速动作曲线作曲线2023-3-3010 2 2重合器的选用原则重合器的选用原则 （1 1）重合器的额定电压必须大于或等于系统电压。）重合器的额定电压必须大于或等于系统电压。（2 2）重合器的遮断电流必须大于或等于重合地点可能出现的）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。最大故障电
10、流。（3 3）重合器的长期工作的额定电流，必须大于或等于线路的）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。负荷电流。（4 4）重合器应能够检测到和遮断它所承担的保护区末端发生）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。短路时可能出现的最小故障电流。（5 5）重合器与其它保护装置配合时，通过时延和操作程序的）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止供电的范围尽量缩小，并且与其
11、后续线路的保护设备相配合。 2023-3-30第11页 （一）分段器的概念及作用（一）分段器的概念及作用 线路自动分段器线路自动分段器( (Automatic line sectionalizer)Automatic line sectionalizer)简称分简称分段器，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。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。，用来隔离永久性故障。 二、分段器202
12、3-3-30第12页 分段器的结构类型 结构类型结构类型按介质区分按介质区分 六六氟氟化化硫硫分分段段器器 按控制功能分按控制功能分真真空空分分段段器器 油油分分段段器器 电电子子控控制制分分段段器器 空空气气分分段段器器 液液压压控控制制分分段段器器 按识别故障原理分按识别故障原理分过过流流脉脉冲冲记记数数型型电电压压| |时时间间型型 2023-3-30第13页 （1 1）必须使分段器的额定电压等于或大于系统最高工作）必须使分段器的额定电压等于或大于系统最高工作电压。电压。 （2 2）分段器必须串联使用在自动重合器的负荷侧，其额）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
13、等于或大于预期的负荷电流；额定瞬时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。电流必须等于或大于可能出现的最大故障电流。 （3 3） 分段器的热稳定电流必须等于或大于使用场合的最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。时间。 （4 4）分段器的最小动作电流应该为电源侧保护装置最小）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跳闸电流的8080（二）分段器的选用原则2023-3-30第14页 过流脉冲计数型分段器通常与前级开关设备
14、（重合器或断过流脉冲计数型分段器通常与前级开关设备（重合器或断路器）配合使用，它不能开断短路故障电流，但具有路器）配合使用，它不能开断短路故障电流，但具有“记记忆忆”前级开关设备开断故障电流动作次数的能力。在预定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，
15、分段器在运行。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一定的复位时间之后会“忘记忘记”其所作的记忆而恢复到预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先整定的初始状态，为新的故障发生准备另一次循环操作。 （三）过流脉冲计数型分段器 2023-3-30第15页 图图5-2 5-2 过流脉冲记数型分段器工作示例过流脉冲记数型分段器工作示例 2023-3-3016 电压一时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动电压一时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。电压
16、一时间型分段器既可用于辐射状网和树状网，又可用于环电压一时间型分段器既可用于辐射状网和树状网，又可用于环状网。状网。三个重要参数：三个重要参数：（1 1）x x时限：为延时合闸时限，即指从分段器电源侧加电压至时限：为延时合闸时限，即指从分段器电源侧加电压至该分段合闸的时间。该分段合闸的时间。（2 2）y y时限：又称为故障检测时间或延时分闸时限，其含义是时限：又称为故障检测时间或延时分闸时限，其含义是：若分段器合闸后在未超过：若分段器合闸后在未超过y y时限的时间内又失压，则该分段器时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在分闸状态，待下一次再得电时也不再自动重合分闸并被闭锁在分闸状态，待下一次再得电时也不再自动重合。（3 3）z z时限：闭锁合闸时限。为分段器从失压到自动跳闸之间时限：闭锁合闸时限。为分段器从失压到自动跳闸之间的短暂延时。的短暂延时。 若设重合器或断路器的保护动作时间为若设重合器或断路器的保护动作时间为t t，为使分段器可靠工作为使分段器可靠工作，对于，对于x x，y y，z z时限的整定必须满足如下关系：（时限的整定必须满足如下关系：（t t+ +z z） y y
