配电自动化课程第七讲.docx
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配电自动化课程第七讲
第七讲:
第4章第1—2节
第4章馈线自动化
第1节基于重合器的馈线自动化
第4节基于重FTU的馈线自动化系统
第4章馈线自动化
一、馈线自动化的作用
1、监视馈线的运行方式和负荷。
2、发生故障时,及时准确地确定故障区域,迅速隔离故障区段,恢复健全区段供电。
3、是配电自动化最重要的内容之一。
二、实现方式
1、采用重合器或断路器与分段器、熔断器配合使用实现馈线自动化。
优点:
对提高供电可靠性、减少运行费用具有一定作用。
缺点:
自动化程度不高,存在许多不足。
2、采用FTU实现馈线自动化。
在户外分段开关处安装柱上RTU(FTU),建设有效、可靠的通信网络,将FTU和配电控制中心的SCADA计算机系统连接起来,构成高性能的配电网自动化系统。
这是目前馈线自动化的发展方向。
4.1基于重合器的馈线自动化
一、优点
采用配电自动化开关设备的馈线自动化系统,不需要建设通信通道,恰当利用配电自动化开关设备的相互配合关系,实现隔离故障区域和恢复健全区域供电的功能。
二、三种典型模式:
1、重合器与重合器配合模式。
2、重合器和电压—时间型分段器配合模式。
3、重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式。
三、重合器的分类和功能
1、定义:
重合器是一种自具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作,并在其后自动复位或闭锁。
2、重合器的分类:
自20世纪问世以来,不断改进和完善。
3、功能:
当事故发生后,如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作若干次合、分循环操作,若重合成功则自动终止后续动作,并经一段延时后恢复到预先的整定状态,为下一次故障做好准备,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。
4、动作特性:
瞬时特性和延时特性。
瞬时特性:
重合器按照快速动作时间—电流特性跳闸。
延时特性:
重合器按照某条慢速动作时间—电流特性跳闸。
动作特性通常可整定为:
一快二慢、二快二慢、一快三慢。
四、分段器的分类和功能
1、定义:
分段器是一种与电源侧前级开关配合,在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。
2、功能:
当发生永久性故障时,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的目的。
若分段器未完成预定次数的分合操作,故障就被其它设备切除了,则其保持在合闸状态,并经一段延时后恢复到预先的整定状态,为下一次故障做好准备。
3、分段器不能断开短路故障电流。
4、关键部件:
故障检测继电器
根据判断故障方式的不同,分段器可分为电压—时间型分段器和过流脉冲计数型分段器
5、电压—时间型分段器:
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。
电压—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。
两个重要参数需要整定:
其一为X时限,是指从分段器电源侧加压至该分段合闸的时延;另一个参数为Y时限,又称为故障检测时间。
其含义是:
若分段器合闸后在未超过Y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。
6、过流脉冲计数型分段器
与前级的重合器或断路器配合使用,不能开断短路故障电流。
但有在一段时间内,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,在前级重合器或断路器将线路从电网中短时切除的无电流间隙内,过流脉冲计数型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,则过流脉冲计数型分段器在一定的复位时间内会清零,并恢复到预先整定的初始状态,为下一次故障做好准备。
五、重合器与电压—时间型分段器配合实现辐射状网故障区段隔离
各开关的动作时序图
六、重合器与电压—时间型分段器配合实现环状网故障区段隔离
重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离永久性故障区段的过程
各开关的动作时序图
七、重合器与过流脉冲计数型分段器配合
各开关的动作时序图
八、基于重合器的馈线自动化系统的不足
1、当线路故障时,分段开关不立即分段,而要依靠重合器或位于主变电所的出线断路器的保护跳闸,存在以下问题:
A、切断故障时间较长.
B、依靠重合器或主变所出线断路器的继电保护装置保护整条馈线,降低了系统的可靠性。
C、对于线路实际扩大了事故范围。
D、采用电压—时间型分段器配合用于开环运行的环状网时,造成唤网供电短时中断,更加扩大事故的影响范围。
2、仅在线路故障时发挥作用,不能在远方通过遥控完成正常的倒闸操作。
3、不能实时监视线路负荷,因此,无法掌握用户用电规律,难于改进运行方式,故障后配电网重构时无法确定最优方案。
4.2基于FTU的馈线自动化系统
一、典型的基于FTU的馈线自动化系统的组成如下:
典型的基于FTU的馈线自动化的组成
二、FTU的性能要求
1、遥信功能;2、遥测功能;3、遥控功能;4、统计功能;5、对时功能;6、事件顺序记录;7、事故记录;8、定值远方修改和召唤定值;9、自检和自恢复功能;10、远方控制闭锁与手动操作功能;11、远程通信功能;12、抗恶劣环境:
雷电、环境温度、防雨防湿、风沙、振动、电磁干扰;13、具有良好的维修性;14、可靠的电源;15、电度采集;16、微机保护;17、故障录波。
三、区域工作站
1、区域工作站是一个集中和转发装置,采用工业控制PC机和多路串行口扩展板构成。
2、将众多分散的采集单元集中起来和配电控制中心联系,并将各采集单元的面向对象的通信规约转换成为标准的远动规约。
3、对FTU通信正常的监视,作为遥信处理。
、4、配备较大容量的UPS以确保其在事故停电期间能正常工作。
5、在停电恢复后必须做到区域工作站完成对其上的所有FTU的查询之前,禁止上报数据。
四、配电远方测控单元(TTU)
1、配电远方测控单元(TTU)实现对配电变压器的远方监视。
2、TTU与FTU除在系统程序上有所不同外,在硬件上的不同只处有两点:
A、TTU增加一路与低压用户抄表器通信的串行口;B、TTU的控制输出增加在配电变压器低压侧投切一组补偿电容器,实现功率因数补偿。
五、两种馈线自动化系统的比较
基于开关设备配合的馈线自动化
基于FTU和通信系统的馈线自动化
主要优点
结构简单,建设费用低,不需要建设通信网络,不存在电源提取问题。
1、故障时隔离故障区域,正常时监控配网运行,可以优化运行方式,实现安全经济运行。
2、适应灵活的运行方式。
3、恢复健全区域供电时,可以采取安全和最佳措施。
4、可以和GIS、MIS等联网,实现全局信息化。
主要缺点
1、仅在故障时起作用,正常运行时不能起监视作用,因此不能优化运行方式。
2、调整运行方式后,需要现场修改定值。
3、恢复健全区域供电时,无法采取安全和最佳措施。
4、需要经过多次重合,对设备的冲击大。
结构复杂、建设费用高、需要建设通信网络和存在电源提取等问题
主要设备
重合器、分段器等
FTU、通信网络、区域工作站、配电自动化计算机系统
适用范围
农网、负荷密度小的偏远地区、供电途径少于两条的网。
城网、负荷密度大的地区、重要工业园区、供电途径多的网格状配电网、其他对供电可靠性要求高的区域
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- 配电 自动化 课程 第七