馈线自动化-安徽工业大学(不同类型分段器工作原理及参ppt课件

1、1第四章 馈线自动化基于重合器的馈线自动化基于FTU的馈线自动化系统配电网简化模型配电网络重构配电网缺点判别与隔离馈线自动化的电源问题馈线自动化的假设干技术问题.2馈线自动化的概念：就是监视馈线的运转方式和符合，指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容之一。作用：在正常形状下，实时监视馈线分段开关与联络开关的形状和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸与分闸操作；在缺点时，获得缺点记录，并能自动判别和隔离馈线缺点区段，迅速恢复非缺点区域供电。.3分类：基于自动化开关设备的馈线自动化系统。基于RTU、通讯网络、SCADA计算机系统配网自动化系统.44.1 基于重合器的馈线自动化一、

2、馈线自动化的概念：就是监视馈线的运转方式和符合，指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容之一。作用：在正常形状下，实时监视馈线分段开关与联络开关的形状和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸与分闸操作；在缺点时，获得缺点记录，并能自动判别和隔离馈线缺点区段，迅速恢复非缺点区域供电。.5一、基于重合器的馈线自动化：指利用配电自动化开关设备的相互配合关系，不需求建立通讯通道，就可以到达隔离缺点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 1、重合器：是一种自具控制及维护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进展开断和重合操作，并在操作后自动复位或者闭锁。4.1

3、基于重合器的馈线自动化.6功能： 在线路正常运转时起到断路器的作用。在线路缺点时，假设重合器阅历了超越设定值的缺点电流，那么重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序做假设干次合、分闸的循环操作，假设重合胜利那么自动终止后续的动作，并经一段时间后恢复到预先的整定形状，为下一次缺点做好准本。假设重合失败那么闭锁在分闸形状，只需经过手动复位才干解除闭锁。 .7分类：.82、分段器：是一种提高配电网自动化程度和可靠性的一种设备，它必需和电源侧前级主维护开关相配合，在失压或无电流的情况下自动分闸。功能：在电路发生永久性缺点时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸形状，从而到达隔离缺点线路区段的目的。假设分段

4、器未完成预定次数的分合操作，缺点就被其他设备切除了，那么其坚持在合闸形状，并经一定时间后恢复到预先的整定形状。.9分类：根据判别缺点方式的不同可分为电压时间型分段器和过流脉冲计数型分段器两类。电压时间型分段器：是凭仗加压、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。X时限：分段器电源侧加压开场，到该分段器合闸的时延，也称为合闸时间。.10Y时限：又称为缺点检测时间，是指分段器合闸后在未超越Y时限的时间内又失压，那么该分段器分闸并被闭锁在分闸形状，等到下一次再得电时也不自动闭合。 作用是：当分段器关合后，假设在Y时限内不断可检测到电压，那么Y时间之后发生失压分闸，分段器不闭锁，重

5、新来电时会合闸，假设在Y时间内检测不到电压，那么分电器将发生分闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。.11过流脉冲计数型分段器：通常与前级的重合器或断路器配合运用，在一段时间内，记录前级开关设备开断缺点电流动作次数，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内，分段器分闸，到达隔离缺点区段的目的，假设前级开关设备未到达预定的动作次数，那么分段器在一定的复位时间后会清零并恢复到预选整定的初始形状，为下一次缺点做预备。.12四、重合器与分段器配合实现缺点区段隔离 1、重合器与电压时间型分段器配合 例1：辐射状网缺点区段隔离.13.14.15.16例2：环状网开环运转时的

6、缺点区段隔离.17.18.19.20.212、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合 例1：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔离永久性缺点区域.22.23.24例2：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合处置暂时性缺点区域.25.26五、重合器与重合器配合实现缺点区段隔离六、重合器与电压时间型分段器配合的整定方法 原那么：重合器与电压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辰有两台以上的分段开关同时合闸，只需这样才干判别出缺点区域，防止对缺点的误判。.27 整定步骤分段器的整定： 分段器的Y时限普通一致选为5s。 分段器X时限的整定： 第一步：确定分段器合闸时间间隔，并从联络开关出将配电网

7、分割成如干以电源开关为根的树状配电子网络。 第二步：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，并留意不能在任何时辰有一台以上的分段开关同时合闸。.28 第三步：某台分段器的X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。 例：图示配电网S1、S2、S3代表变电站出口断路器，B、C、D、E、F、G、H、M代表分段开关，E和H为联络开关，实心符号代表开关处于合闸形状，空心符号代表开关处于分闸形状。.29X时限整定：第一步：确定分段器开关合闸时间间隔为7s，并从联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、

8、E、G、H， S2、 F、 E和S3 、 M 、H 。第二步：对于自网络S1、 B、C、D、E、G、H， 其各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S2、 F、 E有Xa(F)=7s；对于子网络S3 、 M 、H 有Xa(M)=7s.第三步：某台分段器的X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

9、(G)= Xa(G)- Xa(c)= 28-14=14s，X(F)= Xa(F)-0= 7s， X(M)= Xa(M)-0= 7s.31联络开关的XL时限确实定 只需一台联络开关参与缺点处置时：分别计算出假设该联络开关两侧与该开关相衔接的区域缺点时，从缺点发生到与缺点区域相连的分段器闭锁在分闸形状所需的延时时间tmax左和 tmax右取其中较大的一个记作tmax，那么XL时限设置应大于tmax。.32七、基于重合器的馈线自动化的缺乏 1、采用重合器或断路器与电压时间型分段器配合，当线路缺点时，分段开关不能立刻分断，而要依托重合器或断路器的维护跳闸，在馈线失压后，分段开关才干分断。采用重合器或断

10、路器与过流脉冲计数型分段器配合时，也要依托重合器或断路器的维护跳闸，导致馈线失压后，分段开关才干分断。.33 2、基于重合器的馈线自动化系统只能在线路发生缺点时发扬作用，而不能在远方经过遥控完成正常的倒闸操作。 3、基于重合器的馈线自动化系统不能实时监视野路的负荷，因此，无法掌握用户用电规律，也难于改良运转方式，当缺点区域隔离后，在恢复健全区域供电，进展配电网重构时，也无法确定最优方案。.344.2 基于FTU的馈线自动化系统一、基于FTU的馈线自动化系统的组成.35二、FTU:是一种具有数据采集和通讯功能的柱上开关控制器。作用：各个FTU分别采集相应柱上开关的运转情况，如负荷、电压、功率和开

11、关当前的位置、贮能完成情况等，并将上述信息由通讯网络发给配电网的控制中心；接纳配电网自动控制中心的命令进展相应的倒闸操作；缺点时记录下缺点前和缺点时的重要信息，如最大缺点电流和缺点前的负荷电流、最大缺点功率等，并将上述信息发送给控制中心，经计算机系统分析后确定缺点区段和最正确供电恢复方案，最终以遥控方式隔离缺点区段、恢复健全区段供电。.36FTU的性能：遥信功能对柱上开关的当前位置、通讯能否正常、贮能完成情况等形状量进展采集。遥测功能采集线路的电压、开关阅历的负荷电流、有功和无功功率的等模拟量，监视电源电压和蓄电池剩余容量等。遥控功能接纳远方命令控制柱上开关合闸和分闸，以及启动贮能过程等。统计

12、功能对开关的动作次数、动作时间和累计切断电流的程度进展监视。对时功能接受主系统的对时指令，以便和系统时钟坚持一致.37事件顺序记录记录形状量发生变化的时辰和先后顺序。事故记录记录事故发生时的最大缺点电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析事故，隔离缺点区域，恢复健全区域供电和进展负荷重新分配。定值远方修正和定值呼唤能接纳控制中心的指令修正整定值，并使控制中心可以随时呼唤FTU的当前整定值。使整定值可以随着配电网运转方式的改动而改动。.38自检和自恢复功能具有自检和自恢复功能，缺点时报警，死机时可以重新复位。远方控制闭锁与手动操作功能在进展检修线路或开关时，相应的FTU应有远方控制闭锁的功能，确

13、保操作平安。同时应具有手动合闸/分闸功能，可以实现手动操作。远程通讯功能具有远程通讯功能，提供必要的规范通讯接口。抗恶劣环境功能安装在户外，要求恶劣环境下仍能正常任务。包括雷电、环境温度、防雨防潮、风沙、振动、电磁干扰等。.39良好的可维修性可以实现不停电维修，改换方便。可靠的任务电源当缺点和其它缘由导致电路停电时，FTU应坚持有任务电源。其他功能电度采集、微机维护、缺点录波。.40三、区域任务站：是一个通道集中器和转发安装，它将众多分散的采集单元集中起来和控制中心联络，并将采集单元的面向对象的通讯规约转换成为规范的远动规约。四、配变远方测控单元TTU：构造和功能与FTU类似，目的是为了对配电

14、变压器进展远方监视，采集配电变压器的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、分时电量和电压合格率等数据，并以这些运转参数作为考核和经济运转分析的根据。.41五、两种馈线自动化系统的比较 采用配电自动化设备相互配合的馈线自动化系统和基于馈线终端设备FTU的馈线自动化系统目前国内外均大量运用，它们的比较和适用范围如下表所示：.42.434.3 配电网简化建模一、配电网的简化处置 从负荷的角度将配电网看作是一种赋权图可以处理配电网简化的问题。将线路上的电源点、馈线沿线、开关、和T接点看作是节点，节点的权为流过节点的负荷。将相邻两个节点间的配电馈线和配电变压器综合看作是图的边，边的权即是该条边上一切

15、配电变压器供出的负荷之和。.44.45二、配电网简化模型的数学描画 1、网基构造邻接表DT ： 第一列各元素描画各节点类型，其值可以取0、1、2或3，分别表示该节点为普通点、T接点、源点或末梢点。 第二列元素描画各顶点能否过负荷，过负荷为1，不过负荷为0. 第三列至第五列元素描画和该顶点邻接的各个顶点的序号，网基构造邻接表中的空闲位置的元素填-1. 网基构造邻接表描画配电网的潜在衔接方式，决议于配电线路的架设，称为网基。.462、弧构造邻接表CT : 第一列元素描画个顶点所处的形状，如顶点处于合闸形状那么为1，否那么为0，第二列和第三列表示以该顶点为终点的弧的起点的序号，第四列和第五列表示以该

16、顶点为起点的弧的终点的序号，空闲位置的元素填-1. 弧构造邻接表描画了配电网的当前运转方式，称这样的图为“网形。.473、负荷邻接表RT ： 第一列元素描画相应的顶点的负荷，第二列至第四列元素描画以相应的顶点为端点的边的负荷，空闲位置的元素填-1.第二列至第四列的顺序与网基构造邻接表中的第三至第五列对应的边的顺序一致。.484、额定负荷邻接表RT ： 第一列元素描画相应的顶点的额定负荷，第二列至第四列元素描画以相应的顶点为端点的边的额定负荷，空闲位置的元素填-0.01.表中元素的顺序和负荷邻接表中元素的顺序一致。.495、归一化负荷表邻接表LnT ：表中元素为.50例：写出图示配电网的DT、

17、CT、 LT。.51.52.53三、配电网络拓扑： 是根据配电网架构造DT和开关的当前形状CT第一列求出配电网的运转方式CT其他各列的过程，该过程称为基形变换。 连通系：具有潜在连通关系等一个子系统。四、负荷间的关系： 点弧变换：知电网中各节点的负荷，根据弧构造邻接表CT可以计算各条弧的负荷，这个过程称为点弧变换。 弧点变换：知配电网中各条弧的负荷，根据弧构造邻接表CT可以计算出各个节点的负荷，这个过程称为弧点变换。.54五、配电网简化模型中参数的提取： 网基构造邻接表DT中的参数提取 弧构造邻接表CT中的参数提取 负荷邻接表LT中的参数提取 额定负荷邻接表RT中的参数提取.554.4 配电网

18、络重构网络重构启动的条件： 1. 连通系优化、馈线偶内优化 2. 历史、如今、未来等运转情况 3. 轻载时重构阈值 4. 设置优化控制阈值 5. 执行确认制度.564.4 配电网络重构网络重构：即是配电网络运转方式的改动，经过网络重构可以实现负荷的转移。网络重构的研讨普通分两类：以配电负荷平衡化为目的的网络重构，以线损最小为目的的网络重构。网络重构启动的条件：.574.5 配电网缺点与判别一、配电网最小配电区域： 假设一个区域的一切端点都是开关且没有内点或一切内点都是T接点，那么称该区域为最小配电区域。当线路发生缺点时最小配电区域是缺点隔离的最小范围，没有内点的最小配电区域就是一条首尾都是开关

19、的馈线段弧。.58.59二、缺点区域的判别和隔离 判别规那么：假设一个最小配电区域的始点阅历了过电流，并且该区域的一切末点均未阅历过电流，那么该最小配电区域内有缺点。缺点区域判别出来后，只需将该区域等端点断开就可以了。.60三、缺点后健全区域优化恢复供电 配电网发生缺点后，控制中心可以根据配电自动化设备上报的信息及时准确的判别缺点区域，并将缺点隔离在最小范围。健全区域优化恢复供电方案的选择如下，首先搜索出和受缺点影响的健全区域相连的一切联络开关，分别合上各个联络开关，就分别对应了一种健全区域的营救方案，然后采用计算机分别计算各个方案的主要目的，从中挑选出最正确方案。.614.6 馈线自动化的电

20、源问题一、馈线自动化的各个环节在停电时，应拥有可靠的备用任务电源。对馈线自动化控制中心，可以为控制系统安装大容量的UPS，以保证其在停电后仍可以长时间平安运转。对区域任务站，也应采用较大容量的UPS，保证其平安运转。.62对于开闭所和小区变的RTU，可以采用双电源供电，并经过自动切换安装保证当短少任一路供电时，其电源不延续。对于FTU，电源获取采取以下方法： 1、操作电源和任务电源均取自馈线：这种方法不需求蓄电池，FTU的任务电源和柱上开关的操作电源均取自馈线。 2、操作电源和任务电源均取自蓄电池：FTU机箱安放一个较大容量的蓄电池，任务电源和开关的操作电源均从蓄电池获得，即使馈线停电，FTU

21、和柱上开关都能任务。.63 3、操作电源取自馈线，任务电源取自蓄电池：FTU的任务电源取自蓄电池，柱上开关的操作电源和蓄电池的充电电源经过变压器从馈线上获得。 4、此外还有采用不延续电源UPS为FTU提供任务电源和操作电源的方法，适宜于采用220V交流操作机构和交流储能电机的柱上开关的情形，同时UPS必需特殊制造，使其可以满足在恶劣条件下任务的要求。.644.7 馈线自动化的假设干技术问题一、合闸过程中的励磁涌流 产生励磁涌流的根源是在变压器一侧绕组遭到外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压器原来的剩磁极性一样时，就能够因偏磁与剩磁和稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌流。由于偏磁的极性及数值是可以经过选择外施电压合闸相位角进展控制的，可以经过控制变压器空投时的电源电压相位角，实现让偏磁与剩磁极性相反，从而消除产生励磁涌流的土壤磁路饱和，实现对励磁涌流的抑制。.65二、接点抖动和遥信误报 在电