《(刘健)配电网故障处理关键技术剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(刘健)配电网故障处理关键技术剖析（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、配电网故障处理 关键技术,刘 健 教授、博士生导师、博士、 Senior Member, IEEE 百千万人才工程国家级人选、国务院政府特殊津贴专家 国家电网公司优秀工程技术专家、陕西电力科学研究院总工程师,主要内容,配电自动化概述 继电保护与配电自动化协调配合 模式化故障处理 大面积断电快速恢复 自愈式故障处理 备用电源 小结,1、配电自动化概述,电力系统及其自动化,35kV/10kV/6kV/0.4kV,配电系统自动化的难度,我国配电自动化系统的发展,1995年东芝、Cooper产品进入中国 1997年银川DAS、上海金滕开发区DAS 1998年大规模试点，部分地区过于豪华，指标追求过于高
2、（不必要！）、摊子过于大（不必要！） 韩国、法国、日本（注重投入产出） 2004年反省 2005年制定标准 2009智能电网。,我国配电自动化的5种模式,简易型（自动开关配合、故障指示器） 实用型（两遥、无FA） 标准型（SACDA+FA） 集成型（标准型+信息交换总线） 智能型（集成型+自愈+经济运行）,配电自动化的核心问题,配电网故障处理,配电网故障处理研究意义,配电自动化对于提高供电可靠性具有重要意义 配电自动化式智能电网建设的重要组成部分 国网公司系统北京、杭州、厦门、银川、上海、南京、宁波、青岛、大连、太原、西安、唐山、兰州、西宁、天津、武汉、重庆、成都、石家庄、长沙、合肥、福州、郑
3、州 23个城市开展配电自动化试点工程 南网公司系统广州、深圳等也开展配电自动化工程 故障处理是配电自动化的核心功能之一,配电网故障类型,永久故障和瞬时性故障 相间短路和单相接地 用户故障、分支线故障和主干线故障 馈线故障和中压母线故障 造成配电网大面积停电的灾害性故障 。,配电网故障处理的困难性,开关级联个数多 分支多 中性点非直接接地 户外（恶劣条件、备用电源） 设备分散 分布式电源接入,面临的实际问题,馈线开关选型？ 断路器? 负荷开关? 怎样充分利用继电保护资源？与 FA协调配合? 怎样有效提高配电设施的利用率？ 模式化接线? 怎样实现“自愈”? 只有重合器模式吗? 哪种储能手段最适合于
4、配电自动化？只有电池? 。,设计不当会导致,造价高 复杂 不可靠 设备利用率低 维护工作量大 逐渐被废弃,本报告,讨论上述问题 给出一些建议,2、继电保护与配电自动化 协调配合,继电保护的应用,优点： 切除故障的速度快 对健全区域不会造成停电 问题: 造价高. 需要配断路器 对于配电网，选择性难以实现,继电保护的困难,电流定值整定困难 馈线沿线短路电流差别不大, CT难以准确分辨 含分支馈线整定困难 延时时间整定困难 难以实现太多级差.,不好的配合,Multi-tripping Bypass tripping,tripped,tripped,tripped,tripped,outage,out
5、age,outage,outage,outage,不好的恢复,Multi-tripping,tripped,Looped switch,outage,多级保护配合的可行性,对于供电半径短的城市配电网，电流、阻抗定值都难以整定以实现选择性，只有依赖级差配合来实现选择性 变电站10kV后备保护（母线进线开关过流保护）延时时间一般整定为0.5s，因此10kV线路保护只能在此时间段内进行级差配合,两级保护配合的可行性,馈线开关的动作时间： 弹跳、继电器驱动 、常规算法： 20ms(检测)+20ms(继电器驱动)+80ms(开关动作)120ms 两级保护配合： 第1级（分支开关或用户开关）：0s、速断
6、第2级（变电站出线开关）：0.20.25s延时速断,三级保护配合的可行性,馈线开关的动作时间： 永磁、继电器IGBT驱动 、快速算法： 10ms(检测)+2ms(继电器驱动)+30ms(开关动作)50ms 两级保护配合： 第1级开关：0s、速断 第2级开关：0.150.2s、速断 第3级（变电站出线开关）：0.250.35s延时速断,两级保护FA配合典型设计,主干线采用负荷开关 分支线开关（或用户开关）采用断路器 分支线开关（或用户开关）与变电站出线开关实现两级保护配合 依靠FA进行修正性控制,Example 1: overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB
7、,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on a branch,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on a branch,Example 1: overhead feeder,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,
8、CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,Re-closing,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,C
9、B,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Fail of re-closing,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified restoration by FA (telecontrol),Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified
10、restoration by FA (telecontrol),Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified restoration by FA (telecontrol),Example 2: cables,Ring main unit,Ring main unit,优点,经济 分支线或用户故障不影响主干线. 级差整定方便 瞬时故障时只须 0.5 sec.就可以恢复 瞬时故障与永久故障判别简单 配电自动化逻辑简单,3、模式化故障处理,典
11、型模式化接线,“手拉手”环状网 多分段多连接 多供一备电缆网 46 接线 ,一条馈线需要留有能带动对侧全部负荷的备用容量，因此正常情况下配电 资源的利用率小于50%.,“手拉手”环状网,50%,Each feeder is divided into two parts. The two parts of a feeder are linked to two different feeders, respectively. Each feeder only has to consider one half of the back-up loading of the other feeder be
12、sides its own loading. Thus, the efficiency can be improved to 67% in the normal situation.,2分段2连接,67%,Each feeder is divided into three parts. The three parts of a feeder are linked to three different feeders, respectively. Each feeder only has to consider one third of the back-up loading of the ot
13、her feeder besides its own loading. Thus, the efficiency can be improved to 75% in the normal situation.,3分段3连接,75%,3供1备电缆网,Three cables in service are linked to one cable. Each cable may reach its loading limitation in the normal situation. Thus, the averaged efficiency may be 75% .,75%,注意,模式化接线可以提
14、高配电设备的利用率. 但是： 必须采取模式化故障处理才能达到上述目的！,模式化故障处理步骤,对于多分段多联络模式化接线，永久故障发生后，FA将故障所在馈线分为多段，每段分别由不同的电源恢复。 对于多供一备模式，故障后健全区域的恢复一律由备用电缆实现。 即使负荷很轻、一个电源就可以完成全部健全区域恢复的情形，也严格执行上述步骤。 因一成不变，配电自动化系统的故障处理逻辑将容易实现,Example 1,A fault occurs on the first section of a feeder. The main CB trips, recloses and trips, again. Thus
15、, the fault is identified as a permanent fault.,Example 1,The two healthy section are separated and restored by its corresponding feeders, respectively, even when the loading is so small that F2 can restore both of the healthy sections.,Example 1,F1,F2,Example 2,A permanent fault occurs on the first section of a feeder.,Example 2,After the f
