第五章 变电站和配电网自动化

第五章变电站和配电网自动化一次设备：母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等二次设备：监视测量仪表、继电保护、远动装置、自动装置、控制及信号器具等5-1变电站自动化一、变电站二次回路微机变电站自动装置投入以前的二次回路称为常规二次回路（系统）。11、开关正常闭合和断开操作；2、同期并列操作；3、母线电压分析计算（据此实行并联电容器的投切和变压器分接头调节）；4、备用电源自动投入操作；5、低频自动减负荷操作；6、执行上一级调度中心的操作命令。变电站所需的控制功能21、控制系统主要完成分合闸操作，分有人值守、无人值守两种（一）变电站常规二次回路的主要组成部分6、继电保护装置5、电源系统蓄电池交流电源复式整流电容储能4、同期系统3、测量系统常测表计选测表计（多数）2、信号系统

事故信号预报信号分析信号利用中央信号装置实现31）按功能分别设置

测量、控制、保护三大功能彼此独立，相关性甚少，互不兼容。2）设备和元器件类别复杂

原因在于二次回路设计、设备选择分别进行。3）没有自检功能

要定期测试校验，不能保证工作的可靠性。4）安装调试、维护工作量大

连接电缆和接线端子多。（二）变电站常规二次系统的特点4三者依然是分立运行、独立工作，分属不同专业技术部门二、变电站自动化主要包括：1）设置微机监控；2）微机远动终端装置（RTU）；3）微机继电保护装置。变电站自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用，其特征是采用微机进行监控和完成部分管理任务。5鉴于监控、远动、继电保护功能所采集的数据量和控制对象基本相同，考虑三大功能由同一装置实现，这一技术起步于20世纪80年代。三、变电站综合自动化新生事物、发展完善中，其内容、结构和工作模式呈多样化电气量的采集和电气设备(如断路器等)的状态监视、控制和调节。实现变电站正常运行的监视和操作，以保证变电站的正常运行和安全。发生事故时，由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢复正常操作。从长远的观点看，还应包括高压电器设备本身的监视信息(如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监视等)。除了需要将变电站所采集的信息传送给调度中心外，还要送给运行方式管理部门和检修中心，以便为电气设备的监视和制定检修计划提供原始数据。变电站综合自动化的内容6一、BZZX构成（多微机分布式变电站综合自动化）变电站综合自动化系统结构示意图主单元保护单元控制单元开关闭锁单元开关闭锁单元控制单元保护单元一次系统设备主控（站控级）现场（现场级）并行串行5-2变电站综合自动化上级调度中心打印机打印制表彩显及专用键盘人机对话绘图机故障录波输出磁盘驱动器数据存储继电保护就地控制信号采集74、系统配置灵活

采用CPU分散式结构，内部模块采用总线连接；软硬件结构实行模块化和分散处理方式;方便配置大、中、小变电站的综合自动化系统。二、BZZX系统构成必须考虑的问题1、抗电磁干扰

采用串行通信或光纤通讯；2、高可靠性

采用专用芯片，高档32位PC；3、每个间隔单元要集中在一起

做在一块屏上，减少二次接线和控制电缆数量；8MPS4000系列变电站综合自动化系统是在BZZX300型变电站综合自动化系统的基础上，总结了几十套系统运行的经验，广泛听取了电力系统用户的意见，将目前最先进的器件和最成熟的技术结合在一起，发展起来的面向二十一世纪的变电站配套系统，亦可成为老电站改造的理想首选设备。三、BZZX完成的功能远动、保护、开关操作、测量、事故顺序记录、运行参数的自动记录、故障录波，具有很高的可靠性，达到无人值守的要求。四、MPS4000系列变电站综合自动化系统适用于10KV-110KV等各种接线方式的变电站二次系统，作为全部的保护、控制、测量信号和远动设备，保证变电站的安全运行，并按运行要求对变电站全部运行参数进行检测、显示、打印和报警，并与上级通讯实现了遥控、遥测、遥信和遥调。9五、变电站综合自动化的总体结构（一）——类型集中式结构的综合自动化系统框图

集中式结构，这种系统每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性；由于采用集中式结构，软件复杂，修改工作量大，调试麻烦，组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大。10分层分布布式系统统集中组组屏结构构的综合合自动化化系统框框图(一一)分布式系系统集中中组屏的的结构是把整套套综合自自动化系系统按其其不同的的功能组组装成多多个屏(或称柜柜)。这这些屏都都集中安安装在主主控室中中，这种种形式被被称为““分布集集中式结结构”，，分布集集中式结结构的主主要缺点点是安装装时需要要的控制制电缆相相对较多多，增加加了电缆缆投资。。11分层分布布式系统统集中组组屏结构构的综合合自动化化系统框框图(二二)12分散与集集中相结结合的变变电站综综合自动动化系统统框图分散与集集中相结结合的系统结构构，配电线线路各单单元采用用分散式式结构，，高压线线路保护护和变压压器保护护采用集集中组屏屏结构，，它们通通过现场场总线与与保护管管理机交交换信息息，节约约控制电电缆，简简化了变变电站二二次设备备之间的的互连线线，缩小小了控制制室的面面积；抗抗干扰能能力强，，工作可可靠性高高，而且且组态灵灵活，检检修方便便，还能能减少施施工和设设备安装装工程量量。13采用分散式式结构，引引入局域网网（LAN）技术，，将站内所所有智能化化装置连接接一起。网网上节点分分成主站和和子站。设计原则：：凡是可由由子站完成成的功能，，尽量就地地处理，不要依赖于于通信网络络和主站（（如继电保保护功能））。五、变电站站综合自动动化的总体体结构（一一）——发展趋势全分散式的的结构是今今后的发展展方向。一一方面是分分散式的自自动化系统统具有总投投资低的突突出优点；；另一方面面，随着电电-光传感感器和光纤纤通信技术术的发展，，为分散式式的综合自自动化系统统的研制和和应用提供供了有力的的技术支持持。14多功能的保保护装置要兼有故障障录波功能能（二）局域域网（LAN）1、拓扑结结构环网、总线线形网，peertopeer（倾向）2、通讯规规约1）载波侦侦听多路访访问及冲撞撞检测方法法（CSMA/CD）是一种竞争争性规约，，效率高。。2）令牌（（通行证总总线）(TokenBus)3、通讯媒媒介一般采用电电缆作为媒媒介，倾向向使用光纤纤。（三）子站站的设计原原则15（四）保护护装置的““下放”问问题公认做法：：多功能微微机保护装装置安装在在配电开关关柜上。更高电压设设备的保护护装置，各各国做法不不同：西欧：常规规保护常放放在就地保保护小间内内；美国：保护护装置放在在控制楼，，条件好；；日本：用防防雨密闭罩罩放在室外外开关设备备近旁。（五）变电站综合合自动化的的优点利用先进的的计算机和和通信技术术，改变了了传统的二二次设备模模式，实现现信息共享享，简化了了系统，减减少了连接接电缆，减减少占地面面积，降低低造价，改改变了变电电站的面貌貌。随着电网复复杂程度的的增加，便便于为各级级调度中心心提供各变变电站更多多的信息，，以便及时时掌握电网网及变电站站的运行情情况。提高变电站站的可控性性，易于实实现远方集集中控制、、操作和反反事故措施施等。提高了自动动化水平，，采用无人人值班管理理模式，减减轻了值班班员的操作作量，提高高劳动生产产率，减少少人为误操操作的可能能，也减少少了维修工工作量。。全面提高运运行的可靠靠性和经济济性。16变电站综合合自动化的的目标是提高变电电站全面的的技术水平平和管理水水平，提高安全、、可靠、稳稳定运行水水平，降低运行维维护成本，，提高经济效效益，提高供电质质量，促进配电系系统自动化化。17变电站综合合自动化的的现状与发发展趋势变电站综合合自动化是是在计算机机技术和网网络通信技技术的基础础上发展起起来的。国外在20世纪纪80年年代已有分分散式变电电站综合自自动化系统统问世，以以西门子(SIEMENS)公司为例例，该公司司第一套全全分散式变变电站综合合自动化系系统LSA678，早在1985年就在在德国汉诺诺威投入运运行，至1993年初，，已有300多多套系统在在德国及欧欧洲的各种种电压等级级的变电站站运行。我国的变电电站综合自自动化工作作起步较晚晚，大概从从20世世纪90年代代开始，初初始阶段主主要研制和和生产集中中式的变电电站综合自自动化系统统，例DISA-1、BJ-1、IES-60、XWJK-1000A和FD-97等各种种型号的系系统。90年代中中期开始研研制分散式式变电站综综合自动化化系统，如如DISA-2、、DISA-3、BJ-F3、CSC-2000、DCAP3200、FDK等等，与国外外先进水平平相比，大大约有10年的的差距。18在变电站综综合自动化化系统的具具体实施过过程中，由由于受现有有专业分工工和管理体体制的影响响而有不同同的实施方方法：一种主张站站内监控以以远动(RTU)为为数据采集集和控制的的基础，相相应的设备备也是以电电网调度自自动化为基基础，““保护”则则相对独独立；另一种则主主张站内监监控以保护护(微机保保护)为数数据采集和和控制的基基础，将保保护与控制制、测量结结合在一起起，国内已已有这一类类产品，如如CSC-2000等。。后者正在成成为一种发发展趋势和和共识，因因此设计、、制造、运运行和管理理等部门要要打破专业业界限，逐逐步实现一一体化。这这一点对110kV及及以下的变变电站尤为为必要。19从信息流的的角度看，，保护(包包括故障录录波等)和和控制、测测量的信息息源都是来来自现场电电流互感器器TA、、电压互感感器TV的二次侧侧输出，只只是其要求求各不同而而已。保护主要采采集一次设设备的故障障异常状态态信息，要要求TA、TV测测量范围围较宽，通通常按10倍额额定值考虑虑，但测量量精度要求求较低，误误差在3%以上。。而控制和和测量主要要采集运行行状态信息息，要求TA、TV测量量范围较窄窄，通常在在测量额定定值附近波波动，对测测量精度有有一定的要要求，测量量误差要求求在1%以内。总控单元(CPU)直接接收收来自上位位机(当地地)或远方方的控制输输出命令，，经必要的的校核后，，可直接动动作至保护护操作回路路，省去了了遥控输出出和遥控执执行等环节节，简化了了设备，提提高了可靠靠性。20从无人值班班角度看，，不仅要求求简化一次次主接线和和主设备，，同时也要要求简化二二次回路和和设备，因因此保护和和控制、测测量的一体体化有利于于简化设备备和减少日日常维护工工作量，对对110kV及及以下，尤尤其是10kV配电站站，除了电电量计费和和功率总加加等有测量量精度要求求而必须接接测量TA、TV外外，其他他测量仅作作监视运行行工况之用用，完全可可与保护TA、TV合用用。此外，，在局域网网(LAN)上各种种信息可以以共享，控控制和测量量等均不必必配置各自自的数据采采集硬件。。常规的控控制屏和信信息屏、模模拟屏等亦亦可取消。。21变电站综合合自动化系系统和无人人值班运行行模式的实实施，在很很大程度上上取决于设设备的可靠靠性。这里里指的设备备不仅是自自动化设备备，更重要要的是电气气主设备。。根据变电电站综合自自动化系统统的特点，，主管部门门应制定出出有关设备备制造和接接口的规范范标准。自自动化设备备制造厂商商应与电气气主设备制制造厂商加加强合作，，以方便设设计和运行行部门选型型。22对数量较多多的10kV配配电站，由由于接线简简单，对保保护相对要要求较低，，为简化设设备，节省省投资，建建议由RTU来来完成线路路保护及双双母线切换换(备自投投)等保护护功能。为为此需在RTU软软件中增加加保护运行行判断功能能，如备用用电源自投投功能，可可通过对相相应母线段段失压和相相关开关状状态信号的的逻辑判断断来实现。。23今后变电站站综合自动动化的运行行模式将从从无人值班班、有人值值守逐步向向无人值守守过渡。因因此遥视警警戒技术(防火、防防盗、防渍渍、防水汽汽泄漏及远远方监视等等)将应运运而生，并并得到迅速速发展。随着计算机机和网络通通信技术的的发展，站站内RTU/LTU或保保护监控单单元将直接接上网，通通过网络与与后台机(上位机)及工作站站通信。取取消传统的的前置处理理机环节，，从而彻底底消除通信信“瓶颈””现象。24设备构成：：配电变电站站、柱上变变压器、配配电线路、、断路器、、开关、保护装置、、无功补偿偿装置等5-3配配电网网的构成及及任务一、配电网网的分类输电网：220KV及以上配电网：110KV及以上25110kV~150kV国国外外常称次输输电线路我国将110kV及及以下电力力线路统称称为配电线线路35kV~110kV高高压配电线线路10kV中中压压配电线路路，一次配配电线路380/220V低低压配电线线路，二次次配电线路路二、配电变变电站按电压等级级划分：高高压变电站站：35kV~110kV中压变电站站：3kV~10kV低压变电站站：380V/220V110kV/0.4kV三、配电线线路具备变电和和配电两种种功能称配配电所。仅有配电功功能称开关关站也称配配电站。2627保证重要用用户供电；；随时掌握，，调整配电电网的工作作状态；保证供电电电压的质量量；提高配电网网运行的经经济性，降降低损耗；；对故障及时时处理，使使其影响面面最小。四、配电网网的特点1、点多，，面广，分分散；2、配电线线路、开关关电器、变变压器结合合在一起。。五、配电网网的任务28以上三项基基本任务的的基础：数据采集配电网自动动化正在以以SCADA与GIS合一一，“营配配合一”，，与地调、、电力MIS等紧密密集成的模模式实行。。5-4配配电网网的自动化化监视：判断断状态的能能力。控制：改变变配电网运运行状态的的能力。保护：识别别故障，隔隔离故障。。具有三项基基本任务：：利用现代电电子、计算算机、通信信及网络技技术,将配配电网在线线数据和离离线数据、、配电网数数据和用户户数据、电电网结构和和地理图29配电自动化主主要意义是电力系统实实现现代化的的必然趋势；；在正常运行情情况下，监视视配网运行工工况，优化配配网运行方；；当配网发生故故障或异常运运行时，迅速速查出故障区区段及异常情情况，快速隔隔离故障区段段，及时恢复复非故障区域域用户的供电电，缩短对用用户的停电时时间，减少停停电面积；根据配网电压压合理控制无无功负荷和电电压水平，改改善供电质量量，达到经济济运行的目的的；合理控制用电电负荷，从而而提高设备利利用率；自动抄表计费费，保证抄表表计费的及时时和准确，提提高了企业的的经济效益和和工作效率，，并可为用户户提供自动化化的用电信息息服务等。301.国内内配电自动化化的现状配电网自动化化给社会及电电力系统带来来的经济和社社会效益是十十分显著的，，我国目前已已步入了配电电网自动化的的发展时期，，城市电网实实行技术改造造，在主设备备选型上作了了重大改进。。如取消油(灭弧)断路路器，采用真真空断路器；；实行环网供供电方案，并并积极采用负负荷开关和熔熔断器配合，，快速对故障障进行隔离。。农网以单元元、分布的结结构，采用分分段器、重合合器以切除、、隔离故障，，有效地提高高了供电的可可靠性及自动动化程度。31我国配电网自自动化方案有有以下几方面面：1)城市市电网以环网网供电方式为为主城市户内型的的环网供电方方案主要是提提高用户供电电的可靠性，，利用负荷开开关快速开断断配电故障。。2)重合合断路器与自自动配电开关关的配合重合断路器安安装在变电所所内，用作保保护开关，具具有二次重合合闸功能。自自动配电开关关安装在线路路上，具有电电压延时自动动合闸功能。。重合断路器器与自动配电电开关配合，，并增设故障障探测器、遥遥控终端RTU及中中央控制中心心，可组成配配电网自动化化系统。另外外，自动配电电开关还具有有分段器功能能，控制中心心对线路中各各点的自动配配电开关可进进行控制。323)农网网(放射型)配电网自动动化方案(1)重重合器、断路路器和分段器器配合使用。。重合器是一一种具有保护护、检测、控控制功能的自自动化设备，，具有不同时时限的安秒曲曲线和多次合合闸功能，能能对合闸次数数和时间进行行记忆和判断断。分段器具具有对通过短短路故障电流流的次数计数数的功能，能能自动进行合合、分闸操作作，并在达到到规定的计数数次数后自动动分断，从而而隔离故障。。它可与重合合器进行较好好的配合。(2)DFW-10(F)型型跌落式分段段器与断路器器的配合。DFW-10(F)型型跌落式分段段器是一种电电子控制的单单相开关设备备，外形与普普通的熔断器器相似，体积积小，安装方方便，使用灵灵活，动作可可靠。分段器器在线路上的的应用能大大大地提高线路路的供电可靠靠性，减少配配电线路故障障查找时间。。33我国配电网中中的断路器一一般不设重合合闸装置，即即使线路发生生的是瞬时性性故障，也不不进行重合。。电力系统中中90%的的故障属于瞬瞬时性故障，，瞬时故障消消失后，线路路恢复正常，，由于没有设设重合闸装置置，不必要地地延长了停电电时间。如果果在线路的每每一分支线上上装设一组重重合分段器或或跌落式分段段器，无论保保护开关在一一次还是两次次重合闸的条条件下，都设设置为一次计计数或两次计计数，则可保保持原来的操操作方式不变变，能得到比比较好的配合合。当分段器器在两次计数数下工作时，，在保护开关关分闸后，分分段器已经将将故障线路分分断，就能保保证非故障线线路的合闸成成功，恢复正正常送电。由由于故障段的的线路被分段段器隔离开，，线路运行检检修人员能非非常容易地找找到故障点。。342.国外外配电自动化化的现状在一些工业发发达国家中，，配电自动化化系统受到了了广泛的重视视，国外的配配电自动化系系统已经形成成了集变电所所自动化、馈馈线分段开关关测控、电容容器组调节控控制、用户负负荷控制和远远方抄表等系系统于一体的的配电网管理理系统(DMS)，其功功能已多达140余余种。国外著名电力力系统设备的的制造厂家基基本都涉足配配电自动化领领域，如德国国西门子公司司、法国施耐耐德公司、美美国COOPER公司司、摩托罗拉拉公司、英国国ABB公公司和日本本东芝公司等等，均推出了了各具特色的的配电网自动动化产品。353配电自自动化系统的的功能配电自动化有有三个基本的的功能要求，，即对配电网网进行安全监监视、控制和和保护。安全监视功能能是指通过采集集配电网上的的状态量(如如开关位置和和保护动作情情况等)和模模拟量(如电电压、电流和和功率等)以以及电度量，，从而对配电电网的运行状状况进行监视视。控制功能是指远方控制制开关的合闸闸或跳闸以及及有载调压设设备升压或降降压，以达到到满足电压质质量、无功补补偿和负荷平平衡的目的。。保护功能是指检测和判判断故障区段段，并隔离故故障区域，恢恢复正常区域域供电。364配电自自动化系统的的组成配电自动化系系统的内容包包括配电网数据采采集和监控(简称SCADA。包括括进线监视；；10kV开闭所、变变电站自动化化；馈线自动动化；变压器器巡检与无功功补偿)；需方管理(简称DSM，包括负负荷监控与管管理；远方抄抄表与计费自自动化)；配电地理信息息系统(简称GIS)；37配电自动化系系统中，从主主变电站的l0kV部部分监视，，到l0kV馈线自自动化以及l0kV开开闭所、配电电变电所和配配电变压器的的自动化，称称为配电SCADA系系统。进线监视一般般完成对配电电网进线变电电所的开关位位置、母线电电压、线路电电流、有功和和无功功率以以及电度量的的监视。开闭所和配电电变电站自动动化(SubstationAutomation，SA)完成对对配网中10kV开开闭所，小区区变的开关位位置，保护动动作信号，小小电流接地选选线情况，母母线电压，线线路电流，有有功和无功功功率以及电度度量的远方监监视、开关远远方控制和变变压器远方有有载调压等。。馈线自动化(FeederAutomation，FA)是指在正正常情况下，，远方实时监监视馈线分段段开关与联络络开关的状态态和馈线电流流、电压情况况，并实现线线路开关的远远方合闸和分分闸操作；在在故障时获取取故障记录，，并自动判别别和隔离馈线线故障区段以以及恢复对非非故障区域供供电。变压器器巡检检是指指对配配电网网中变变压器器台的的参数数进行行远方方监视视，并并监视视补偿偿电容容器的的自动动投切切和远远方投投切情情况等等。38需方管管理(DemandSideManagement，DSM)。。DSM实实际上上是电电力的的供需需双方方共同同对用用电市市场进进行管管理，，以达达到提提高供供电可可靠性性，减减少能能源消消耗及及供需需双方方的费费用支支出的的目的的。其内容容包括括负荷监监控、、管理理和远方抄抄表、、计费费自动动化两方面面负荷监监控和和管理理(LoadControl&Management，，LCM)，是是根据据用户户的用用电量量、分分时电电价、、天气气预报报以及及建筑筑物内内的供供暖特特性等等进行行综合合分析析，确确定最最优运运行和和负荷荷控制制计划划，对对集中中负荷荷及部部分工工厂用用电负负荷进进行监监视、、管理理和控控制，，并通通过合合理的的电价价结构构引导导用户户转移移负荷荷，平平坦负负荷曲曲线。。远方抄抄表与与计费费自动动化(AutomaticMeterReading，，AMR)是是指通通过各各种通通信手手段读读取远远方用用户电电表数数据，，并将将其传传至控控制中中心，，自动动生成成电费费报表表和曲曲线等等。39地理信信息系系统(GeographicInformationSystem，，GIS)是把把配电电网管管理工工作和和一些些与地地理位位置有有关的的数据据库结结合，，可以以更加加直观观地进进行运运行管管理。。内容主主要包包括以以下几几部分分：设备管管理(FacilitiesManagement，，FM)是是指将将变电电站、、馈线线、变变压器器、开开关和和电杆杆等设设备的的技术术数据据反映映在地地理背背景图图上。。用户信信息系系统(CustomerInformationSystem，，CIS)是指指借助助GIS，对对大量量用户户信息息，如如用户户名称称、地地址、、账号号、电电话、、用电电量和和负荷荷、供供电优优先级级和停停电记记录等等进行行处理理，便便于迅迅速判判断故故障的的影响响范围围，而而用电电量和和负荷荷的统统计信信息还还可作作为网网络潮潮流分分析的的依据据。405、用用户负负荷控控制:降低高高峰负负荷和和提高高负荷荷率。一、对对配电电自动动化系系统的的基本本要求求1、实实时检检测与与控制制2、故故障控控制3、电电能质质量控控制：：保证配配电网网供电电电压压和频频率处处在规规定的允许许范围围内。。4、线线路损损耗控控制：：有效节节约电电力功功率在在传输输过程程中的的能量损耗耗，减减少运运输成成本。。41最显著著特点点：a)配配电网网系统统图形形显示示功能能设备数数据和和图形形分开开处理理，分分开维维护b)事事故作作业状状态下下系统统的优优化切切换功功能发生故故障时时，对对于可可正常常运行行的无无故障障区段段配电电线路路，尽尽快恢恢复供供电二、、对对配配电电自自动动化化系系统统的的分分类类（一一））配配电电线线路路自自动动化化（2））配配电电线线路路开开关关远远方方监监视视控控制制系系统统（1））配电电自自动动化化计计算算机机系系统统配电电自自动动化化计计算算机机系系统统通通过过通通信信系系统统和和许许多多终终端端装装置置（（RTU））相相连连构构成成的的一一个个能能够够完完成成各各种种指指定定任任务务的的自自动动化化系系统统。。421配电电线线路路自自动动化化概述述馈线线自自动动化化就就是是监监视视馈馈线线的的运运行行方方式式和和负负荷荷，，当当故故障障发发生生后后，，能能及及时时准准确确地地确确定定故故障障区区段段，，迅迅速速隔隔离离故故障障区区段段并并恢恢复复健健全全区区段段供供电电。。馈馈线线自自动动化化是是配配电电网网自自动动化化中中最最重重要要的的内内容容之之一一。。它它对对每每条条馈馈线线的的分分段段和和分分支支开开关关线线路路实实现现数数据据采采集集、、运运行行控控制制和和优优化化管管理理。。1））.馈馈线线自自动动化化的的主主要要任任务务(1)远远方方终终端端(RTU)对对各各馈馈线线上上自自动动重重合合器器和和自自动动分分段段器器及及负负荷荷开开关关进进行行数数据据采采集集，，建建立立SCADA数数据据库库，，对对配配电电网网络络的的所所有有馈馈线线进进行行监监视视、、控控制制与与优优化化管管理理。。(2)馈馈线线故故障障时时，，能能及及时时准准确确地地诊诊断断故故障障线线路路和和区区段段，，并并由由故故障障线线路路上上的的保保护护器器件件快快速速隔隔离离故故障障区区段段，，及及时时恢恢复复对对非非故故障障区区段段的的供供电电，，从从而而缩缩小小停停电电范范围围，，减减少少对对用用户户停停电电的的时时间间，，提提高高了了对对用用户户供供电电的的可可靠靠性性。。432））馈馈线线自自动动化化的的主主要要功功能能(1)数数据据采采集集功功能能：：采采集集所所有有馈馈线线开开关关的的电电流流、、电电压压和和开开关关位位置置信信号号。。(2)数数据据处处理理功功能能：：当当配配电电网网络络中中有有馈馈线线故故障障时时，，根根据据RTU和和FTU所所采采集集的的信信息息，，自自动动、、准准确确地地诊诊断断故故障障的的区区段段、、性性质质(相相间间故故障障或或单单相相故故障障)，，并并对对各各类类开开关关动动作作的的顺顺序序和和次次数数进进行行统统计计登登记记，，以以图图形形或或表表格格方方式式显显示示或或打打印印有有关关信信息息，，供供运运行行人人员员及及时时了了解解故故障障情情况况。。(3)控控制制操作功功能：在在正常运运行过程程中，根根据运行行方式的的需要，，带负荷荷遥控投投切馈线线开关或或线路上上的其他他开关，，遥控投投切空载载线路、、空载变变压器或或线路电电容器等等；当馈馈线上发发生故障障时，能能自动隔隔离故障障区段，，自动恢恢复对非非故障线线路的供供电。44(4)报报表表功能：：自动生生成各种种表格，，表格形形式和大大小由用用户任意意生成，，各类报报表可以以定时打打印，也也可以随随时打印印。(5)事事故故告警功功能：遥遥测量越越限、设设备运行行异常、、保护和和开关动动作时发发出声、、光报警警信号，，并登记记、打印印和归档档备查。。(6)图图形形功能：：用户可可自行编编辑、绘绘制各种种图表，，提供多多窗口的的画面显显示，画画面具有有平移、、滚动、、缩放、、漫游和和自动整整理等功功能。(7)数数据据库管理理功能：：借助窗窗口，通通过数据据库管理理软件，，用户可可以方便便地对数数据库进进行创建建、删除除、修改改、读写写、检索索和显示示，但不不能修改改实时数数据，特特别是电电量数据据。通过过该软件件，可以以保证配配电网在在自动化化系统内内各工作作站数据据的一致致性。(8)对对时时功能：：为保证证全网时时钟的统统一，配配电网主主机和RTU与与FTU的时钟钟应保持持一致。。45重合器(reclose)是是一种自自具控制制及保护护功能的的开关设设备，它它能按按预定的的开断和和重合顺顺序自动动进行开开断和重重合操作作，并在在其后自自动复位位或闭锁锁。重合器的的功能是是，当事事故发生生后，如如果重合合器经历历了超过过设定值值的故障障电流，，则重合合器跳闸闸，并按按预先整整定的动动作顺序序作若干干次合、、分的循循环操作作，若重重合成功功则自动动终止后后续动作作，并经经一段延延时后恢恢复到预预先的整整定状态态，为下下一次故故障做好好准备。。若重合合失败则则闭锁在在分闸状状态，只只有通过过手动复复位才能能解除闭闭锁。重合器的的功能不不同于断断路器46重合器的的功能不不同于断断路器，，重合器器的作用用强调开开断、重重合操作作顺序、、复位和和闭锁，，以识别别故障所所在地，，而断路路器的作作用仅强强调开断断、关合合；重合器是是自我控控制设备备，本身身具有过过电流检检测、操操作顺序序选择、、开断和和重合特特性的调调整等功功能，其其操作电电源直接接取自高高压线路路，无需需附加装装置，这这些功能能在设计计上是统统一考虑虑的，而而断路器器与其控控制系统统在设计计上是分分别考虑虑的，其其操作电电源也另另外提供供；二者开断断特性也也不同，，重合器器的开断断特性有有反时限限和双时时性，反反时限是是为了和和熔断器器的安秒秒特性曲曲线相配配合，双双时性指指重合器器有快慢慢两种安安-秒特特性曲线线，它的的第一次次开断都都整定在在快速曲曲线，以以后各次次开断可可根据保保护配合合需要选选择不同同的曲线线，继电电保护常常用的电电流速断断和过电电流保护护，也有有不同的的开断时时延，但但这种时时延只与与保护范范围有关关，一种种故障电电流对应应一种开开断时间间，这与与重合器器在同一一故障电电流下可可对应两两种开断断时间的的双时性性是不同同的。47一般重重合器器的动动作特特性可可以分分为瞬瞬动特特性和和延时时动作作特性性两种种。瞬动特特性是是指重重合器器按照照快速速动作作时间间-电电流特特性跳跳闸；；延时时动作作特性性则是是指重重合器器按照照某条条慢速速动作作时间间-电电流特特性跳跳闸。。通常重重合器器的动动作特特性可可整定定为““一快快二慢慢”、、“二二快二二慢””和““一快快三慢慢”等等。48在配电电网中中应用用重合合器具具有下下述优优点：：(1)节节省省变电电站的的综合合投资资。重重合器器装设设在变变电所所的构构架和和线路路杆塔塔上，，无需需附加加控制制和操操纵装装置，，故操操作电电源、、继电电保护护屏、、配电电间皆皆可省省去，，因此此，基基建面面积可可大大大缩小小，土土建费费用可可大幅幅度降降低。。(2)提提高高重合合闸的的成功功率。。(3)缩缩小小停电电范围围。重重合器器与分分段器器、熔熔断器器配合合使用用，可可以有有效地地隔离离发生生故障障的线线路，，缩小小停电电范围围。(4)提提高高操作作自动动化程程度。。重合合器可可按预预先整整定的的程序序自动动操作作，而而且配配有远远动附附件，，可接接收遥遥控信信号，，适于于变电电所集集中控控制和和远方方控制制，提提高了了变电电所自自动化化程度度。(5)维维修修工作作量小小。重重合器器多采采用SF6和和真空空作介介质，，在其其使用用期间间，一一般不不需保保养和和检修修。492.重重合器器的分分类重合器器自20世世纪30年年代问问世以以来，，不断断改进进和完完善，，目前前重合合器的的品种种很多多，按按绝缘缘介质质和灭灭弧介介质分分为油油、真真空空和SF6三三种种；按控制制装置置分为为电子子控制制(分分立元元件控控制电电路、、集成成电路路控制制电路路、微微处理理机控控制电电路)、液液压控控制和和电子子液压压混合合控制制三种种；按相数数分为为单相相、三三相两两种；；按安装装方式式分为为柱上上、地地面和和地下下三种种。503分分段段器分段器器(sectionalizer)是是一种种与电电源侧侧前级级开关关配合合，在在失压压或无无电流流的情情况下下自动动分闸闸的开开关设设备。。当发发生永永久性性故障障时，，分段段器在在预定定次数数的分分合操操作后后闭锁锁于分分闸状状态，，从而而达到到隔离离故障障线路路区段段的目目的。。若分分段器器未完完成预预定次次数的的分合合操作作，故故障就就被其其他设设备切切除了了，则则其将将保持持在合合闸状状态，，并经经一段段延时时后恢恢复到到预先先的整整定状状态，，为下下一次次故障障做好好准备备。分分段器器一般般不能能断开开短路路电流流。分段器可以以整定在一一、二和三三次计数状状态下工作作。在线路路中，分段段器可以装装设在重合合器之后，，或者装设设在重合器器和熔断器器之间。其其只能用来来检测超过过指定电平平的电流，，且不具有有时延特性性，这将使使分段器的的电流配合合范围扩展展，即从其其最小激励励值起，到到所能允许许的最大瞬瞬时值止，，分段器所所累计的计计数值，经经一段时间间后自动清清除，为下下次动作做做好准备。。分段器的关关键部件是是故障检测测继电器(FaultDetectingRelay，FDR)。根根据判断故故障方式的的不同，分分段器可分分为电压-时间型分分段器和过过流脉冲计计数型分段段器两类。。511）.电电压-时时间型分段段器电压-时间间型分段器器是凭借加加压、失压压的时间长长短来控制制其动作的的，失压后后分闸，加加压后合闸闸或闭锁。。电压-时时间型分段段器既可用用于辐射状状网和树状状网，又可可用于环状状网。电压-时间间型分段器器有两个重重要参数需需要整定。。其一为X时限，，它是指从从分段器电电源侧加压压至该分段段器合闸的的时延；另一个参数数为Y时时限，它它又称为故故障检测时时间，是指指若分段器器合闸后在在未超过Y时限限的时间内内又失压，，则该分段段器分闸并并被闭锁在在分闸状态态，待下一一次再得电电时也不再再自动重合合。522.）过过流脉冲计计数型分段段器过流脉冲计计数型分段段器通常与与前级的重重合器或断断路器配合合使用，它它不能开断断短路故障障电流，但但有在一段段时间内记记忆前级开开关设备开开断故障电电流动作次次数的能力力。在预定定的记录次次数后，在在前级的重重合器或断断路器将线线路从电网网中短时切切除的无电电流间隙内内，过流脉脉冲计数型型分段器分分闸达到隔隔离故障区区段的目的的。若前级级开关设备备未达到预预定的动作作次数，则则过流脉冲冲计数型分分段器在一一定的复位位时间后会会清零并恢恢复到预先先整定的初初始状态，，为下一次次故障做好好准备。53馈线智能终终端设备FTU———是基基于FTU的馈馈线自动化化系统的核核心设备1）FTU的性能能要求(1)遥遥信功能能。FTU应应能对柱上上开关的当当前位置、、通信是否否正常、储储能完成情情况等重要要状态量进进行采集。。若FTU自身身有微机继继电保护功功能，还应应对保护动动作情况进进行遥信。。(2)遥遥测功能能。FTU应应能采集线线路的电压压、开关经经历的负荷荷电流和有有功功率、、无功功率率等模拟量量。一般线线路的故障障电流远大大于正常负负荷电流，，要采集故故障信息，，必须能适适应输入电电流较大的的动态变化化范围。测测量故障电电流是为了了进行继电电保护和判判断故障区区段，因此此对测量精精度要求不不高，但要要求响应速速度快；测测量在正常常运行情况况下的电流流，对测量量精度有很很高要求，，但响应可可以慢些。。因此，用用于保护的的数据和用用于测量的的数据一般般不能共享享，而必须须分别独立立采集。(3)遥遥控功能能。FTU应能能接受远方方命令，控控制柱上上开关合闸闸和跳闸以以及起动储储能过程等等。(4)统统计功能能。FTU还还应能对开开关的动作作次数和动动作时间及及累计切断断电流的水水平进行监监视。(5)对对时功能能。FTU应应能接受主主系统的对对时命令，，以便和系系统时钟保保持一致。。(6)事事件顺序序记录(SOE)。。记录状态量量发生变化化的时刻和和先后顺序序。54(7)事事故记录录。记录事故发发生时的最最大故障电电流和事故故前一段时时间(一般般是1min)的的平均负荷荷，以便分分析事故，，确立故障障区段，并并为恢复健健全区段供供电时进行行负荷重新新分配提供供依据。(8)定定值远方方修改和召召唤定值。。为了能够在在故障发生生时,及时时地起动事事故记录等等过程，必必须对FTU进进行整定，，并且整定定值应能随随着配网运运行方式的的改变而自自适应。(9)自自检和自自恢复功能能。FTU应应具有自检检测功能，，并在设备备自身故障障时及时告告警，FTU应具有有可靠的自自恢复功能能，一旦受受干扰造成成死机，则则通过监视视定时器(WDT)重新复位位，系统恢恢复正常运运行。(10)远远方控控制闭锁与与手动操作作功能。在检修线路路或开关时时，相应的的FTU应能具具有远方控控制闭锁的的功能，以以确保操作作的安全性性，避免误误操作造成成的恶性事事故。同时时，FTU应能提提供手动合合闸/拉闸闸按钮，以以备当通道道出现故障障时，能进进行手动操操作，避免免上杆直接接操作开关关。(11)远远程通通信功能。。(12)抗抗恶劣劣环境。FTU通通常安装在在户外，因因此要求它它在恶劣环环境下仍能能可靠地工工作。(13)具具有良良好的维修修性。由于FTU安放放于分段开开关处，因因此当FTU发发生故障时时，必须能能够不停电电检修，否否则会造成成较大面积积停电。(14)可可靠的的电源。当当故障或其其他原因导导致电路停停电时，FTU应应保持有工工作电源。。55另外，还有有以下三项项功能可以以进行选择择。(1)电电度采集集。FTU对对采集到的的有功和无无功功率进进行积分可可以获得粗粗略的有功功和无功电电能值，这这对于核算算电费和估估算线损有有一定的意意义。(2)微微机保护护。利用FTU中的的CPU进行交交流采样构构成的微机机保护，具具有更强的的功能和灵灵活性，这这样做可以以使定值自自动随运行行方式调整整，从而实实现自适应应的继电保保护策略。。(3)故故障录波波。对于我国国中性点不不接地的配配网，可以以采用零序序电流的录录波来判断断单相接地地区段。565馈电电线路故障障隔离与自自动恢复原原理1）基基于重合器器和分段器器的故障区区段隔离(1)辐辐射状网网故障区段段隔离。图图7所所示为一个个典型的辐辐射状网在在采用重合合器与电压压-时间型型分段器配配合时，隔隔离故障区区段的过程程示意图，，图8为为各开关关的动作时时序图。5758图7中，，A采用用重合器，，整定为一一慢一快，，即第一次次重合时间间为15s，第二二次重合时时间为5s。B、、D和E采用用电压-时时间型分段段器，其X时限限均整定为为7s；；C亦采采用电压-时间型分分段器，其其X时时限整定为为14s，Y时时限整定为为5s。。分段器均均设置在第第一套功能能。图7(a)为该辐辐射状网正正常工作的的情形；图7(b)是在c区段发发生永久性性故障后，，重合器A跳闸，，导致线路路失压，造造成分段器器B、C、D和和E均分分闸；图7(c)是事故故跳闸15s后，，重合器A第一次次重合；图7(d)是又经经过7s的X时限后，，分段器B自动合合闸，将电电供至b区区段；图7(e)是又经经过7s的X时限后后，分段器器D自自动合闸，，将电供至至d区区段；图7(f)是分段段器B合合闸后，，经过14s的X时限后后，分段器器C自自动合闸，，由于c段存在在永久性故故障，再次次导致重合合器A跳跳闸，从从而线路失失压，造成成分段器B、C、、D和E均分分闸，由于于分段器C合闸后后未达到Y时限限(5s)就又失压压，该分分段器将被被闭锁；图7(g)是重合合器A再再次跳闸闸后，又经经过5s进行第二二次重合，，