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1、1第四章第四章 馈线自动化馈线自动化 基于重合器的馈线自动化基于重合器的馈线自动化 基于基于FTU的馈线自动化系统的馈线自动化系统 配电网简化模型配电网简化模型 配电网络重构配电网络重构 配电网故障判断与隔离配电网故障判断与隔离 馈线自动化的电源问题馈线自动化的电源问题 馈线自动化的若干技术问题馈线自动化的若干技术问题2馈线自动化的概念馈线自动化的概念：就是监视馈线的运行方式和符合，：就是监视馈线的运行方式和符合，指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容之一。之一。作用作用：在正常状态下，实时监视馈线分段开关与联络：在正常状态下，实时监视馈线分段
2、开关与联络开关的状态和亏线电流、电压情况，实现线路开关开关的状态和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸与分闸操作；在故障时，获得故的远方或就地合闸与分闸操作；在故障时，获得故障记录，并能自动判断和隔离馈线故障区段，迅速障记录，并能自动判断和隔离馈线故障区段，迅速恢复非故障区域供电。恢复非故障区域供电。3分类：分类：基于基于自动化开关设备自动化开关设备的馈线自动化系统。的馈线自动化系统。基于基于RTU、通信网络、通信网络、SCADA计算机系统配网计算机系统配网自动化系统自动化系统44.1 4.1 基于重合器的馈线自动化基于重合器的馈线自动化一、一、馈线自动化的概念：就是监视馈线的运行
3、方式和符馈线自动化的概念：就是监视馈线的运行方式和符合，指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内合，指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容之一。容之一。作用作用：在正常状态下，实时监视馈线分段开关与联络开：在正常状态下，实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远关的状态和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸与分闸操作；在故障时，获得故障记录，方或就地合闸与分闸操作；在故障时，获得故障记录，并能自动判断和隔离馈线故障区段，迅速恢复非故障并能自动判断和隔离馈线故障区段，迅速恢复非故障区域供电。区域供电。5一、基于重合器的馈线自动化：一、基于重合器
4、的馈线自动化：指利用配电自动化开关指利用配电自动化开关设备的相互配合关系，不需要建设通信通道，就能够设备的相互配合关系，不需要建设通信通道，就能够达到隔离故障区域和恢复健全区域供电功能的系统。达到隔离故障区域和恢复健全区域供电功能的系统。二、配电自动化的开关设备二、配电自动化的开关设备 1、重合器：、重合器：是一种是一种自具自具控制及保护功能的开关设备，控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在操作后自动复位或者闭锁。作，并在操作后自动复位或者闭锁。4.1 基于重合器的馈线自动化基于重合器的馈线自动化6功能：功
5、能： 在线路正常运行时起到断路器的作用。在线路故在线路正常运行时起到断路器的作用。在线路故障时，如果重合器经历了超过设定值的故障电流，则障时，如果重合器经历了超过设定值的故障电流，则重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序做若干次合、重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序做若干次合、分闸的循环操作，若重合成功则自动终止后续的动作，分闸的循环操作，若重合成功则自动终止后续的动作，并经一段时间后恢复到预先的整定状态，为下一次故并经一段时间后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准本。若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通障做好准本。若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通过手动复位才能解除闭锁。过手动复位才能解除闭锁
6、。 7分类：分类：82、分段器：、分段器：是一种提高配电网自动化程度和可靠性的一是一种提高配电网自动化程度和可靠性的一种设备，它必须和电源侧前级主保护开关相配合，在失种设备，它必须和电源侧前级主保护开关相配合，在失压或无电流的情况下自动分闸。压或无电流的情况下自动分闸。功能：功能：在电路发生永久性故障时，分段器在预定次数的分在电路发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就的目的。若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就被其他设备切除了，则其保持在合闸状态，
7、并经一定时被其他设备切除了，则其保持在合闸状态，并经一定时间后恢复到预先的整定状态。间后恢复到预先的整定状态。9分类：分类：根据判断故障方式的不同可分为根据判断故障方式的不同可分为电压电压时间型分时间型分段器段器和和过流脉冲计数型分段器过流脉冲计数型分段器两类。两类。电压电压时间型分段器：时间型分段器：是凭借加压、失压的时间长短来是凭借加压、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。控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。X时限：时限：分段器电源侧加压开始，到该分段器合闸的时延，分段器电源侧加压开始，到该分段器合闸的时延，也称为合闸时间。也称为合闸时间。10Y时限：时限：
8、又称为故障检测时间，是指分段器合闸后在未超又称为故障检测时间，是指分段器合闸后在未超过过Y时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在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，等到下一次再得电时也不自动闭合。分闸状态，等到下一次再得电时也不自动闭合。 作用是：作用是：当分段器关合后，如果在当分段器关合后，如果在Y时限内一直可检测到时限内一直可检测到电压，则电压，则Y时间之后发生失压分闸，分段器不闭锁，重时间之后发生失压分闸，分段器不闭锁，重新来电时会合闸，如果在新来电时会合闸，如果在Y时间内检测不到电压，则分时间内检测不到电压，则分电器将发生分闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。电器将
9、发生分闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。11过流脉冲计数型分段器：过流脉冲计数型分段器：通常与前级的重合器或断路器通常与前级的重合器或断路器配合使用，在一段时间内，记录前级开关设备开断故配合使用，在一段时间内，记录前级开关设备开断故障电流动作次数，在预定的记录次数后，在前级的重障电流动作次数，在预定的记录次数后，在前级的重合器或断路器将线路从电网中短时切除的无电流间隙合器或断路器将线路从电网中短时切除的无电流间隙内，分段器分闸，达到隔离故障区段的目的，若前级内，分段器分闸，达到隔离故障区段的目的，若前级开关设备未达到预定的动作次数，则分段器在一定的开关设备未达到预定的动作次数，则分段器在一定的复
10、位时间后会清零并恢复到预选整定的初始状态，为复位时间后会清零并恢复到预选整定的初始状态，为下一次故障做准备。下一次故障做准备。12四、四、重合器与分段器配合实现故障区段隔离重合器与分段器配合实现故障区段隔离 1、重合器与电压、重合器与电压时间型分段器配合时间型分段器配合 例例1：辐射状网故障区段隔离：辐射状网故障区段隔离13141516例例2：环状网开环运行时的故障区段隔离：环状网开环运行时的故障区段隔离17181920212、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合 例例1：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔离永久性：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔离永久
11、性故障区域故障区域222324例2：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合处理暂时性重合器与过流脉冲计数器型分段器配合处理暂时性故障区域故障区域2526五、重合器与重合器配合实现故障区段隔离五、重合器与重合器配合实现故障区段隔离六、重合器与电压六、重合器与电压时间型分段器配合的整定方法时间型分段器配合的整定方法 原则：原则：重合器与电压重合器与电压时间型分段器配合方式的整定时间型分段器配合方式的整定的关键条件是不能在同一时刻有两台以上的分段开关的关键条件是不能在同一时刻有两台以上的分段开关同时合闸，只有这样才能判断出故障区域，避免对故同时合闸，只有这样才能判断出故障区域，避免对故障的误判。障的误判
12、。27 整定步骤整定步骤分段器的整定：分段器的整定： 分段器的分段器的Y时限一般统一选为时限一般统一选为5s。 分段器分段器X时限的整定：时限的整定： 第一步第一步：确定分段器合闸时间间隔，并从联络开关出将：确定分段器合闸时间间隔，并从联络开关出将配电网分割成如干以电源开关为根的树状配电子网络。配电网分割成如干以电源开关为根的树状配电子网络。 第二步第二步：在各配电自网络中，以电源节点合闸为时间起：在各配电自网络中，以电源节点合闸为时间起点，分别对各个分段器标注其绝对合闸延时时间，并注点，分别对各个分段器标注其绝对合闸延时时间，并注意不能在任何时刻有一台以上的分段开关同时合闸。意不能在任何时刻
13、有一台以上的分段开关同时合闸。28 第三步：第三步：某台分段器的某台分段器的X时限等于该开关的绝对合闸延时时时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间。间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间。 例：图示配电网例：图示配电网S1、S2、S3代表变电站出口断路器，代表变电站出口断路器，B、C、D、E、F、G、H、M代表分段开关，代表分段开关，E和和H为联络开关，实为联络开关，实心符号代表开关处于合闸状态，空心符号代表开关处于分心符号代表开关处于合闸状态，空心符号代表开关处于分闸状态。闸状态。29X时限整定：时限整定：第一步：第一步：确定分段器开关合闸时间间隔为
14、确定分段器开关合闸时间间隔为7s，并从联络，并从联络开关处将配电网分割成三个辐射状配电子网络：开关处将配电网分割成三个辐射状配电子网络： S1、 B、C、D、E、G、H， S2、 F、 E和和S3 、 M 、H 。第二步：第二步：对于自网络对于自网络S1、 B、C、D、E、G、H， 其各其各台分段器的绝对合闸延时时间分别为：台分段器的绝对合闸延时时间分别为：Xa(B)=7s， Xa(c)=14s， Xa(D)=21s， Xa(G)=28s；30同理，对于子网络同理，对于子网络S2、 F、 E有有Xa(F)=7s；对于子网络；对于子网络S3 、 M 、H 有有Xa(M)=7s.第三步：第三步：某
15、台分段器的某台分段器的X时限等于该开关的绝对合闸延时时时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间，于间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间，于是有：是有： X(B)= Xa(B)-0=7s， X(c)= Xa(c)- Xa(B) =14-7=7s， X(D)= Xa(D)- Xa(c)= 21-14=7s， X(G)= Xa(G)- Xa(c)= 28-14=14s，X(F)= Xa(F)-0= 7s， X(M)= Xa(M)-0= 7s31联络开关的联络开关的XL时限的确定时限的确定 只有一台联络开关参与故障处理时：只有一台联络开关参与故障处理时：分别计
16、算出假设分别计算出假设该联络开关两侧与该开关相连接的区域故障时，从故该联络开关两侧与该开关相连接的区域故障时，从故障发生到与故障区域相连的分段器闭锁在分闸状态所障发生到与故障区域相连的分段器闭锁在分闸状态所需的延时时间需的延时时间tmax（左）（左）和和 tmax（右）（右）取其中较大的一个记取其中较大的一个记作作tmax，则，则XL时限设置应大于时限设置应大于tmax。32七、基于重合器的馈线自动化的不足七、基于重合器的馈线自动化的不足 1、采用重合器或断路器与电压、采用重合器或断路器与电压时间型分段器配合，时间型分段器配合，当线路故障时，分段开关不能立即分断，而要依靠重当线路故障时，分段开关不能立即分断，而要依靠重合器或断路器的保护跳闸，在馈线失压后，分段开关合器或断路器的保护跳闸，在馈线失压后，分段开关才能分断。采用重合器或断路器与过流脉冲计数型分才能分断。采用重合器或断路器与过流脉冲计数型分段器配合时，也要依靠重合器或断路器的保护跳闸，段器配合时，也要依靠重合器或断路器的保护跳闸，导致馈线失压后，分段开关才能分断。导致馈线失压后，分段开关才能分断。33 2、基于重合器的馈线自动
