《配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)—CH6配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)—CH6配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù),Distribution Automation Technology,電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 郭謀發(fā),第,6,章 配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化,6.1,饋線自動(dòng)化模式,6.2,基于重合器的饋線自動(dòng)化,6.2.1,重合器的分類和功能,6.2.2,分段器的分類和功能,6.
2、2.3,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合,6.2.5,重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合,6.2.6,基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的不足,6.3,基于饋線監(jiān)控終端的饋線自動(dòng)化,6.3.1,系統(tǒng)概述,6.3.2,饋線故障區(qū)段定位算法簡(jiǎn)介,6.3.3,基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,6.3.4,基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,6.4,饋線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),6.4.1,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),6.4.2,硬件設(shè)計(jì),6.4.3,軟件設(shè)計(jì),6.1,饋線自動(dòng)化模式,饋線自動(dòng)化,FA,（,Feeder Automation,）是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實(shí)現(xiàn)線路開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分
3、閘操作以優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行方式，從而達(dá)到充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備容量的目的；,在故障時(shí)獲取故障信息，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電，從而達(dá)到減小停電面積和縮短停電時(shí)間的目的；,在單相接地等異常情況下,對(duì)單相接地區(qū)段的查找提供輔助手段。,1.,就地控制方式,（,1,）利用重合器和分段器,（,2,）利用重合器和重合器,（,3,）利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,現(xiàn)地隔離故障，故障信息上傳,2.,遠(yuǎn)方集中監(jiān)控模式,遠(yuǎn)方集中監(jiān)控模式由變電站出線斷路器、各柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)、饋線監(jiān)控終端、通信、配調(diào)中心站組成。,每個(gè)開(kāi)關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜的饋線監(jiān)控終端要與配調(diào)中心站通信，故障隔離操作由饋線自動(dòng)化主站以遙控方式進(jìn)行集中控制。,
4、6.1,饋線自動(dòng)化模式,6.2,基于重合器的饋線自動(dòng)化,采用配電網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，不需要建設(shè)通信通道，利用開(kāi)關(guān)設(shè)備的相互配合，實(shí)現(xiàn)隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。,重合器和重合器配合模式，重合器和電壓,-,時(shí)間型分段器配合模式及重合器和過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合模式。,一、重合器的功能,當(dāng)故障發(fā)生后，若重合器監(jiān)測(cè)到超過(guò)設(shè)定值的故障電流，則重合器跳閘，并按預(yù)先整定的動(dòng)作順序做若干次合、分的循環(huán)操作。,若重合成功則自動(dòng)終止后序動(dòng)作，并經(jīng)一段延時(shí)后恢復(fù)到預(yù)先整定狀態(tài)，為下一次故障做好準(zhǔn)備。,若經(jīng)若干次合、分的循環(huán)操作后重合失敗則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過(guò)手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。,二、分段器
5、的分類和功能,分段器是一種與電源側(cè)前級(jí)開(kāi)關(guān)（如重合器等）配合，在失壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘的開(kāi)關(guān)設(shè)備，一般不能斷開(kāi)短路故障電流。,分段器的關(guān)鍵部件是故障檢測(cè)裝置,(Fault Detecting Device,，,FDD),。根據(jù)故障判斷方式的不同，分段器可分為電壓,-,時(shí)間型分段器和過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器兩類。,1.,電壓,-,時(shí)間型分段器,電壓,-,時(shí)間型分段器,是憑借加壓、失壓的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制其動(dòng)作的，失壓后分閘或閉鎖，加壓后合閘，一般由帶微處理器的分段器故障檢測(cè)裝置根據(jù)饋線運(yùn)行狀態(tài)控制其分閘、合閘及閉鎖。,電壓,-,時(shí)間型分段器有兩個(gè)重要參數(shù)：,X,時(shí)限和,Y,時(shí)限需整定。,X,時(shí)限，
6、從分段器電源側(cè)加壓至該分段器合閘的時(shí)延；,Y,時(shí)限，又稱為故障檢測(cè)時(shí)間，若分段器合閘后在未超過(guò),Y,時(shí)限的時(shí)間內(nèi)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電時(shí)也不再自動(dòng)重合。,分段器故障檢測(cè)裝置一般有兩套功能。第一套是應(yīng)用于常閉狀態(tài)的分段開(kāi)關(guān)；第二套是應(yīng)用于處于常開(kāi)狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)?？赏ㄟ^(guò)參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)兩套功能的切換。,1.,電壓,-,時(shí)間型分段器,對(duì)于輻射狀饋線，將分段器的故障檢測(cè)裝置設(shè)置為第一套功能。當(dāng)分段器的故障檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到分段器電源側(cè)得電后起動(dòng),X,計(jì)時(shí)器，在經(jīng)過(guò),X,時(shí)限規(guī)定的時(shí)間后，令分段器合閘；,同時(shí)起動(dòng),Y,計(jì)時(shí)器，若在計(jì)滿,Y,時(shí)限規(guī)定的時(shí)間以內(nèi)，該分段器又失壓，則該
7、分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動(dòng)重合。,1.,電壓,-,時(shí)間型分段器,安裝于處于常開(kāi)狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的分段器故障檢測(cè)裝置要設(shè)置在第二套功能。,安裝于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的分段器故障檢測(cè)裝置要對(duì)兩側(cè)的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到任一側(cè)失壓時(shí)起動(dòng),X,L,計(jì)數(shù)器，規(guī)定時(shí)間,X,L,時(shí)限后，使分段開(kāi)關(guān)合閘。同時(shí)起動(dòng),Y,計(jì)時(shí)器，若在計(jì)滿,Y,時(shí)限規(guī)定的時(shí)間以內(nèi)，該分段器同一側(cè)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動(dòng)重合。,1.,電壓,-,時(shí)間型分段器,2.,過(guò)電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器,過(guò)電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器,通常與前級(jí)的重合器或斷路器配合使用，它不能開(kāi)斷短路故障電流。但在一段
8、時(shí)間內(nèi)，能記憶前級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備開(kāi)斷故障電流動(dòng)作次數(shù)。,在預(yù)定的記憶次數(shù)后，在前級(jí)的重合器或斷路器，將線路從電網(wǎng)中短時(shí)切除的無(wú)電流間隙內(nèi)，分段器分閘，隔離故障。,若前級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備開(kāi)斷故障電流動(dòng)作次數(shù)未達(dá)到分段器預(yù)設(shè)的動(dòng)作次數(shù)，分段器在一定的復(fù)位時(shí)間后會(huì)清零動(dòng)作次數(shù)并恢復(fù)到預(yù)先整定的初始狀態(tài)，為下一次故障做好準(zhǔn)備。,三、重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合,A,為重合器，整定為一慢二快，即第一次重合時(shí)間為,15s,，第二次重合時(shí)間為,5s,。,B,和,D,采用電壓,-,時(shí)間型分段器，,X,時(shí)限均整定為,7s,。,C,和,E,采用電壓,-,時(shí)間型分段器，,X,時(shí)限均整定為,14s,。,所有分段器的故障檢測(cè)裝
9、置的,Y,時(shí)限均整定為,5s,。,分段器均設(shè)置在第一套功能。,1.,輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離,三、重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合,1.,輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離,A,采用重合器，整定為一慢二快，即第一次重合時(shí)間為,15s,，第二次重合時(shí)間為,5s,。,B,、,C,和,D,采用電壓,-,時(shí)間型分段器并且設(shè)置在第一套功能，,X,時(shí)限均整定為,7s,，,Y,時(shí)限均整定為,5s,。,E,也是采用電壓,-,時(shí)間型分段器，但設(shè)置在第二套功能，其,X,L,時(shí)限整定為,45s,，,Y,時(shí)限整定為,5s,。,三、重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合,2.,環(huán)狀網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離,三、重合器與電壓,-,時(shí)間型分
10、段器配合,2.,環(huán)狀網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離,（,1,）分段器的時(shí)限整定。,分段器的,Y,時(shí)限一般可以統(tǒng)一取為,5s,；,分段器的,X,時(shí)限的整定。,第一步：確定分段器合閘時(shí)間間隔，并從聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處將配電網(wǎng)分割成若干以電源開(kāi)關(guān)為根的樹(shù)狀（輻射狀）配電子網(wǎng)絡(luò)。,第二步：在各配電子網(wǎng)絡(luò)中，以電源節(jié)點(diǎn)合閘為時(shí)間起點(diǎn)，分別對(duì)各個(gè)分段器標(biāo)注其相對(duì)于電源點(diǎn)合閘時(shí)刻的絕對(duì)合閘延時(shí)時(shí)間，并注意不能在任何時(shí)刻有一臺(tái)以上的分段開(kāi)關(guān)同時(shí)合閘。,第三步：某臺(tái)分段器的,X,時(shí)限等于該開(kāi)關(guān)的絕對(duì)合閘延時(shí)時(shí)間減去其父節(jié)點(diǎn)分段器的絕對(duì)合閘延時(shí)時(shí)間。,三、重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器
11、配合的整定方法,（,2,）聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的時(shí)限整定,“手拉手”的環(huán)狀配電網(wǎng)只有一臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)參與故障處理時(shí)，分別計(jì)算出與該聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)緊鄰的兩側(cè)區(qū)域故障時(shí)，從故障發(fā)生到與故障區(qū)域相連的分段開(kāi)關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)所需的延時(shí)時(shí)間,T,L,（左）,T,R,和（右），取其中較大的一個(gè)記作,T,max,，則,X,L,時(shí)限的設(shè)置應(yīng)大于,T,max,。這樣整定是允許在故障后重合過(guò)程中可從任一側(cè)進(jìn)行按順序的依次合閘。,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,例,6-1,對(duì)于圖,6-4,所示的配電網(wǎng)，,S1,、,S2,和,S3,代表具有兩次重合功能的變電站出口重合
12、器，第一次重合時(shí)間為,15s,，第二次重合時(shí)間為,5s,。,B,、,C,、,D,、,F,、,G,和,M,代表線路上的電壓,-,時(shí)間型分段開(kāi)關(guān)，設(shè)置在第一套功能，,X,時(shí)限均整定為,7s,。,E,和,H,為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；實(shí)心符號(hào)代表該開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)，空心符號(hào)代表該開(kāi)關(guān)處于分閘狀態(tài)。假設(shè)相鄰兩臺(tái)分段開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間間隔為,7s,。要求整定：,（,1,）虛線框內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中，各臺(tái)分段開(kāi)關(guān)的,X,時(shí)限及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),E,的,XL,時(shí)限；,（,2,）整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),E,、,H,均參與故障處理的情況下，分別整定聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),E,、,H,的,XL,時(shí)限。,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,3.,重
13、合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,3.,重合器與電壓,-,時(shí)間型分段器配合的整定方法,四、重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合,1.,隔離永久故障區(qū)段,四、重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合,1.,隔離暫時(shí)性故障區(qū)段,五、基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不足,（,1,）為了隔離故障，重合器和分段器要進(jìn)行多次分合操作，切斷故障的時(shí)間較長(zhǎng)，且對(duì)設(shè)備及負(fù)荷造成一定的沖擊。當(dāng)采用重合器與電壓時(shí)間型分段器配合隔離開(kāi)環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)的故障區(qū)段時(shí)，要使聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)另一側(cè)的健全區(qū)段所有的開(kāi)關(guān)都分一次閘，造成供電短時(shí)
14、中斷，更加擴(kuò)大了事故的影響范圍。,（,2,）基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)僅在線路發(fā)生故障時(shí)發(fā)揮作用，而不能在遠(yuǎn)方通過(guò)遙控完成正常的倒閘操作。,（,3,）基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)監(jiān)視線路的負(fù)荷。,（,4,）當(dāng)故障區(qū)段隔離后，在恢復(fù)健全區(qū)段供電，進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，無(wú)法確定最優(yōu)方案。,6.3,基于饋線監(jiān)控終端的饋線自動(dòng)化,系統(tǒng)由饋線監(jiān)控終端、通信網(wǎng)絡(luò)及主站系統(tǒng)構(gòu)成。,一、系統(tǒng)概述,當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，各相關(guān)饋線監(jiān)控終端將相應(yīng)的分段開(kāi)關(guān)及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的實(shí)時(shí)信息通過(guò)數(shù)據(jù)通信傳到主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)根據(jù)一定的故障區(qū)段定位算法自動(dòng)定位出故障所在區(qū)段，并下發(fā)命令給相關(guān)饋線監(jiān)控終端操作開(kāi)關(guān)設(shè)備將故障區(qū)段隔
15、離，并恢復(fù)非故障區(qū)段供電。,對(duì)于輻射網(wǎng)、樹(shù)狀網(wǎng)和處于開(kāi)環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，故障區(qū)段定位只需要判斷沿線的各個(gè)開(kāi)關(guān)是否流過(guò)故障電流。,假如線路出現(xiàn)單一故障，沿電源到負(fù)荷的方向最后一個(gè)經(jīng)歷了故障電流和第一個(gè)沒(méi)有經(jīng)歷故障電流的開(kāi)關(guān)之間為故障區(qū)段。,為了確定開(kāi)關(guān)上是否流過(guò)故障電流，需要對(duì)安裝于其上的各臺(tái)饋線監(jiān)控終端進(jìn)行整定，由于不是通過(guò)對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)整定值的區(qū)別來(lái)定位故障區(qū)段，所以這種整定較方便。,配電網(wǎng)故障區(qū)段定位最基本的問(wèn)題就是如何用合理的數(shù)學(xué)方式來(lái)描述故障區(qū)段定位問(wèn)題，并快速求解。,一、系統(tǒng)概述,二、基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,通過(guò)網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣,D,和故障信息矩陣,G,的運(yùn)算，得到一個(gè)故障判斷矩陣,P,，
16、根據(jù)故障判斷矩陣,P,判斷和隔離故障區(qū)段。,1.,網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣,D,網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣,D,描述了配電網(wǎng)的潛在聯(lián)接方式,它取決于配電線路的架設(shè)。,圖,6-8,一個(gè)簡(jiǎn)單的配電網(wǎng),二、基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,2.,故障信息矩陣,G,如果節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)經(jīng)歷了超過(guò)整定值的故障電流，則故障信息矩陣,G,的第行第列的元素置,0,；反之則第行第列的元素置,1,；,故障信息矩陣,G,的其他元素均置,0,。,也即故障信息反映在矩陣,G,的對(duì)角線上。,二、基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,如圖,6-4,所示，節(jié)點(diǎn),3,和節(jié)點(diǎn),4,之間發(fā)生故障，則相應(yīng)的故障信息矩陣,G,為,3.,故障判斷矩陣,P,故障區(qū)段兩側(cè)的開(kāi)關(guān)必定一個(gè)經(jīng)歷了故障電流，另一個(gè)未經(jīng)歷故障電流。而且故障區(qū)段的一個(gè)沒(méi)有故障信息節(jié)點(diǎn)的所有相鄰節(jié)點(diǎn)中，不存在兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)有故障信息。,二、基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣,D,和故障信息矩陣,G,相乘后得到矩陣,Q,，再對(duì)矩陣,Q,進(jìn)行規(guī)格化后就得到了故障判斷矩陣,P,，即,其中 代表規(guī)格化處理,三、基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法,如果矩陣,D,中的元素 為,1,（表示節(jié)點(diǎn) 與節(jié)點(diǎn) 相鄰）；,矩陣,G,中
配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)—CH6配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化
