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1、馈线自动化技术方案,全国输配电技术协作网配电自动化专委会委员 许继集团 珠海许继电气有限公司 自动化产品线经理 2018年5月,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,定义:指对配电线路运行状态进行监测和控制,在故障发生后实现快速准确定位和迅速隔离故障区段,恢复非故障区域供电。(Feeder Automation,简称FA),1.1馈线自动化定义,集中调控馈线自动化,1.重合器式馈线自动化,2.智能分布式馈线自动化,3.分界看门狗型
2、,就地型线路自动化,1.主站集中全自动型,2.主站集中半自动型,4.继电保护型,1.2馈线自动化分类,1.3就地型馈线自动化派生,就地型馈线自动化的衍生,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,8,2.1 馈线自动化建设目标,模式优化,1,流程优化,2,指标考核,3,信息传递,4,物资调配,5,设备监控,1,配电自动化,2,网架优化,3,抢修技术,4,故障快速复电,人员和物资快速响应,装备和自动化技术基础,9,2.1 馈线自动化建设目标,配网故障快速复电,设备自动化,快速报告、快速诊断、快速定位、 快速隔离、快速修复、快速沟通。,配
3、电自动化(馈线自动化),平台,手段,要求,目标,2.1 馈线自动化建设目标,馈 线 自 动 化,无闪隔离区段故障 拦截用户出门故障,快速定位故障 快速隔离故障 躲避瞬时故障,快速报告故障,故障快速复电,2.2 馈线自动化与故障快速复电,2.2 馈线自动化与故障快速复电,“自愈” 经常被误解,我们认为自愈包括: 事前:概率风险评估与预防性控制 1)结合负荷预测进行方式调整避免过负荷 2)结合在线检测(温度、局部放电)进行 相应控制避免酿成严重后果 3)。 事中:馈线自动化 事后:配电自动化修正性控制(转供电),馈线自动化与故障快速复电,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化
4、方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,建立配电自动化系统,建立光纤通信信道; 站内出线CB配置常规短路和零序保护; 关键分段点及联络点实现“三遥”。,主干线分段点开关,采用“三遥”集中型成套设备。 “三遥”终端与主站建立光纤或无线通信信道,集中型成套设备,主站集中型FA-建设方案,实施 条件,3.1主站集中型,(1)正常工作,(2)故障跳闸,(3)故障信息上送主站,(4)主站进行故障定位并隔离,恢复供电,主站系统根据终端上送的故障告警信息,进行故障定位,确定故障类型和区段,主站遥控隔离故障和恢复非故障区供电,发生 故障,主站集中型FA故障处理过程,3.1主站集中型,需要配置三遥型配电终端;
5、 故障处理过程依赖通信,需要采用光纤通信方式; 能够快速恢复非故障区域的供电。,3.1主站集中型,线路分段点设置为“分段”模式,具备“失压分闸”、“来电延时合闸”以及 电压时间型逻辑的闭锁功能; 联络点设置为“L(联络)”模式,具备单侧失电延时合闸、两侧有压闭锁合闸、瞬时来电闭锁合闸等功能。,电压时间型成套设备FS,不依赖于主站及通信,就地实现故障的定位与隔离; 单相接地故障采用“零序电压突变法”,同步解决小电流系统接地故障的精确选线选段。,电压时间型FA-建设方案,站内出线CB配置常规保护,具备一次或二次重合闸; 自动化分段及联络点采用电压时间型智能成套设备。,实施 条件,3.2电压时间型,
6、若是瞬时性故障自动躲避,恢复送电,若是永久性故障,再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,(2)故障跳闸,(3)第一次重合,(4)FS2开关关合至故障点,(5)再次跳闸,(6)第二次重合,正常段供电,(7)故障区后 端恢复供电,短路 故障,电压时间型FA-故障处理过程,3.2电压时间型,若是瞬时性故障自动躲避,恢复送电,若是永久性故障,再次跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)人工拉线,(3)试送电,(4)FS2开关关合至故障点,(5)FS2跳闸,切除接地故障,(6)故障区后 端恢复供电,接地 故障,变电站绝缘监测装置监测到零序电压,电压时间型FA-故障
7、处理过程,3.2电压时间型,开关采用“来电即合、无压释放”的原理,无蓄电池,真正免维护; 不依赖通信及主站实现就地智能保护功能; 除此之外,对于小电流接地系统,通过与“拉线”法配合,实现主干线单相接地故障的定位和隔离。,3.2电压时间型,站内出线CB配置常规保护,具备一次或二次重合闸; 分段点开关采用为电压电流型成套设备。,具备电压时间逻辑闭锁及故障电流双重判据 具备小电流接地故障选线定位功能,电压电流型成套设备FS,实施 条件,电压电流型就地FA-建设方案,不依赖于主站及通信,就地实现短路及接地故障的定位与隔离; 相较于电压时间型,电压电流型引入故障电流判据,故障处理时间及开关动作次数均较少
8、。,3.3电压电流型,电压电流型开关合闸后进行Y时间检测,若无故障电流则闭锁分闸,站内保护断路器CB保护跳闸,分段开关失压分闸。,(1)正常工作,(2)CB1保护跳闸,(3)CB1第1次重合,(4)FS1延时合闸,闭锁分闸,(5)FS2开关合至故障点,(6)CB1再次跳闸,(7)故障区前端恢复供电,短路 故障,FS2合闸后Y时间内检测到故障电流,在失压后分闸并闭锁,FS2检测到残压反向来电闭锁,电压电流型就地FA-故障处理过程,基于负荷开关的电压电流型,3.3电压电流型,若是瞬时性故障自动躲避,恢复送电,若是永久性故障,FB2在Y时间跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)
9、CB保护 跳闸,(3)试送电,(4)FB2开关关合至故障点,(5)FB2跳闸,隔离故障,(6)故障区后 端恢复供电,短路 故障,电压电流型就地FA-故障处理过程,基于断路器的电压电流型,3.3电压电流型,若是瞬时性故障自动躲避,恢复送电,若是永久性故障,FB2在Y时间跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)CB保护 跳闸,(3)试送电,(4)FB2开关关合至故障点,(5)FB2跳闸,隔离故障,(6)故障区后 端恢复供电,接地 故障,电压电流型就地FA-故障处理过程,3.3电压电流型,基于断路器的电压电流型,负荷开关模式可以加快非故障区域供电,变电站需具备2次重合闸; 断路器
10、模式变电站只需具备1次重合闸;主干线安装的分段断路器需与变电站保护配合,要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上; 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。,3.3电压电流型,3.4自适应综合型,自适应重合闸型-故障就地隔离,CB重合闸,有故障记忆的开关延时7s合闸,无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障,则恢复供电,若是永久性故障,再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,短路 故障,(2)故障跳闸,(3)CB第一次重合闸,(4)FS2合到故障后CB再次跳闸,(5)第二次重合,3.4自适应综合型,自适应重合闸型-故障就地隔离,CB重合闸,有故障记忆的开关延时7s合闸
11、,无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障,则恢复供电,若是永久性故障,再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,接地 故障,(2)故障跳闸,(3)CB第一次重合闸,(4)FS2合到故障后CB再次跳闸,(5)第二次重合,针对复杂网架,无需在分支处整定不同的延时定值,可以实现网架自适应,比传统的电压时间型更具优点; 单相接地故障与短路故障处理逻辑类似,更易理解; 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。,3.4自适应综合型,CB配置常规保护,速动型需站内具备保护延时级差裕度; 建立光纤通信信道,缓动型可采用无线代替; 分段点开关具备对等通信配置及功能。,实施 条件,主干线
12、分段点开关(柜)配置智能分布式终端 每个终端之间建立光纤对等通信通道,智能分布式成套设备,不依赖主站,通过设备之间对等通信完成信息交互就地实现故障的定位与隔离; 速动型可实现毫秒级故障定位与隔离,缓动型需站内跳闸1次。,智能分布型就地FA-建设方案,3.5智能分布式,DTU01、DTU1检测到CB1、K1有故障电流,CB1保护跳闸,(1)正常工作,(2)发生故障,DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间,发出指令,联络开关LS合闸,恢复故障后段供电,(5)故障后段恢复供电,CB保护延时0.3S,零序1S,一次重合闸,智能分布式就地FA-故障处理过程,3.5智能分布式,DTU1检测到K1、K2
13、有故障电流,(1)正常工作,(2)发生故障,DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间,开放联络开关LS合闸,恢复故障后段供电,(5)故障后段恢复供电,CB保护延时 0.3S,零序1S,智能分布式就地FA-故障处理过程,3.5智能分布式,依赖配电终端之间的对等通信,需采用光纤对等通信方式; 负荷开关模式变电站只需配置一次重合闸; 断路器模式变电站不需要跳闸;但要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上;,3.5智能分布式,直接切除接地故障,在延时过程中,故障消失,看门狗不动作,看门狗有故障电流记忆,在线路无压无流条件下分闸,3.瞬时性故障与重合闸,3.瞬时性故障与重合闸,变电站出线断路器重合,非
14、恢复区域恢复供电,变电站出线断路器保护跳闸,若延时完毕故障仍存在,看门狗分闸,接地故障,看门狗需经过延时判断,2.相间短路故障,负荷开关架空看门狗的故障处理,1.单相接地故障,VSR3,FDK,FFK,1.单相接地故障,2.相间短路故障,5,4,3,2,1,6,7,8,9,10,5,4,3,2,1,3.6分界看门狗型,经过重合闸延时,断路器看门狗重合,若瞬时性故障,则恢复供电,检测到故障电流,断路器看门狗跳闸,直接切除短路故障,直接切除接地故障,若是永久性故障,断路器看门狗后加速保护跳闸,2.相间短路故障,断路器架空看门狗的故障处理,1.单相接地故障,3.瞬时性故障与后加速,VSR3,FDK,
15、FFK,1.单相接地故障,2.相间短路故障,3.重合闸与后加速,5,4,3,2,1,6,7,8,9,10,3.7继电保护型,自动切除用户单相接地故障; 自动隔离/切除用户相间短路故障; 自动躲避用户侧瞬时性故障; 故障信息自动上报,快速定位故障点。,特点分析,3.8分界看门狗&继电保护型,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,思考,不同的馈线自动化模式之间的 差异是什么? 如何选择? 怎么建设,4.1不同馈线自动化模式对比,最佳故障复电方案,投资少,见效快,易实施,防停电,少停电,知停电,不依赖通信,不依赖主站,维护工作少,技术因素,经济因素,(1)就地型馈线自动化的优势,4.2就地FA的优势,无需建立故障定位系统或配电自动化系统 无需建立通信信道; 通过智能设备自动化功能,与变电站出线开关配合实现故障自动定位和隔离、非故障区间恢复供电,就地智能故障处理,故障快速定位系统,配电自动化系统,管,建立2/3/4G无线通信信道和故障快速定位系统; 自动上传故障信号、开关动作信号等; 快速定位系统实现线路实时状态监测和故障快速定位。,建立配电自动化系统,建立光纤、无线等通信信道; 自动上传故障信号、开关动作信号等; 主站系统远方遥控开关