饋線自動化在南安市城區(qū)電網改造中的應用

1、饋線自動化在南安市城區(qū)電網改造中的應用    摘要：饋線自動化系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的重要基礎。本文結合在南安市城區(qū)電網改造中對饋線自動化的實際應用，著重介紹饋線自動化的主要功能。 關鍵詞：饋線自動化；電網改造；實際應用；主要功能 0引言 近幾年來，南安市城區(qū)電網發(fā)展迅速，供電可靠性的問題已提到日程上來，為了實施城區(qū)有效的配網自動化方案，緊密結合南安市電力局的具體情況，充分利用現有電網設備、資源，考慮電網若干年的發(fā)展，把南安市城區(qū)配電網自動化系統(tǒng)建設成技術水平先進、功能使用模塊化的配電自動化系統(tǒng)。 1南安市城區(qū)配電網現狀及改造 南安市城區(qū)配電網主要由110

2、kV龍潯變、110kV城關變，共10回10KV饋線供電，分別為龍潯變出線的龍北線、龍南線、龍坪線、龍東線、龍英線共5回，城關變出線的城東回、城北回、城北回、城南I回、城南回共5回，目前部分線路已具備簡單的環(huán)網聯絡。為了適應城市的發(fā)展，已陸續(xù)對城北I、II回和城南I、II回分段改造，增設分段開關和支路開關，增設接地環(huán)，使整個網絡結構趨于合理，便于負荷調整和自動化控制。 2饋線故障自動隔離與恢復供電方式 根據自動化裝置的技術特點和整體方案，一般有就地控制和遠方控制兩種，就地控制以開關設備之間的整定值配合實現，能在不依賴主站和通信系統(tǒng)的條件下隔離故障,一般有分為重合器方案和電壓時間型分段器；遠方控制

3、方式通過主站對FTU上傳信息的分析、判斷及控制現場開關設備以達到對故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復。 饋線自動化方案的選擇本著實用、可靠、先進的原則，對于分段較少的架空線路，重合器方案能夠快速有效地隔離故障，恢復供電；而分段較多時，宜采用遠方控制方式。南安市城區(qū)配網負荷密集，有些線路分段較多且分段開關間距離短，宜采用遠方控制方式；有些線路長而分段少，宜采用重合器方案。綜合考慮，配電自動化開關的一次設備選用具有環(huán)網功能的自動重合器，將保護功能和環(huán)網功能投入即可實現遠方控制方式的饋線自動化。 3饋錢自動化終端（FTU）功能 配電自動化監(jiān)控器可以用作戶外的配電開關的監(jiān)控裝置，與SCADA（數據采

4、集及監(jiān)控）系統(tǒng)、配電自動化主站或變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信，完成對配電系統(tǒng)及設備的遠方監(jiān)視、故障檢測與控制功能。配電自動化監(jiān)控器主要有配電自動化監(jiān)控器、充電電源、蓄電池組、操作回路、操作面板、交流電源等組成，電氣原理框圖如下圖所示：                              FTU電氣原理框圖 配網自動化監(jiān)控器

5、主要功能原理介紹如下： 3.1數據處理功能： 主處理部分通常由一個16位的微處理器CPU和鍵盤顯示板及面板組成，提供串行接口、狀態(tài)輸入、控制輸出、通訊、鍵盤顯示和系統(tǒng)自檢等各種功能。主處理部分還包括靜態(tài)的讀寫存儲器（SRAM）和電可擦除的閃爍存儲器（FLASHRAM/EEPROM）。SRAM是主CPU的工作內存，為保證其內部數據在裝置掉電時不丟失，應給其加裝電池供電。閃爍存儲器是不揮發(fā)存儲器，用于保存系統(tǒng)參數、裝置運行程序、主CPU運行程序、DSP運行程序等配置數據。該處理部分主要對采集的基本數據進行計算和分析處理，結果保存在數據存儲器中，并隨時向外部接口提供信息和進行數據轉發(fā)功能，轉發(fā)附近其

6、他智能設備（如TTU等）的數據。 3.2測量監(jiān)視功能 遙測的基本原理：所有的交流模擬輸入量都經變壓器隔離，直流模擬輸入量使用光電耦合器實現隔離，然后經過濾波電路濾波，再經過多路轉換器選擇，多路轉換器的輸出由電壓跟隨放大器驅動放大，送入高速16位A/D轉換器轉換為數字量，A/D的輸出以串行數據流的形式送入數字信號處理DSP進行處理，從而保證長期運行的穩(wěn)定性和精度,最后再將采集到的各類數據進行處理,并上傳至系統(tǒng)主站。裝置的測量監(jiān)視功能包括：正常負荷狀態(tài)下的電壓、電流、有功、無功、視在功率、功率因數、有功電度、無功電度、頻率、零序電流、交流電流輸入量和電壓輸入量的216次諧波值等常規(guī)電氣量。故障檢測

7、功能，對相間短路故障進行檢測，可測量記錄故障電流及方向、故障距離、故障發(fā)生時間及歷時，能夠滿足故障分析、故障定位及隔離的需要。具有單相接地故障檢測功能，記錄小電流接地系統(tǒng)單相接地故障時的線路暫態(tài)零序電流真有效值。斷路器當前狀態(tài)，動作次數等。 3.3開關遙控功能 遙控功能基本原理：遙控是配網控制中心向各個站點發(fā)布命令,直接進行斷路器分閘或合閘的操作。為了保證高度可靠,通常都采用返送校驗法,對遙控操作分兩步完成。1)先由配網主部端向各個分站端發(fā)送遙控選擇命令,指定遙控的對象和遙控操作的性質(合閘或是分閘)。2)站點端收到主站的遙控選擇命令經校驗合格后并不立即執(zhí)行遙控操作,而是將收到的遙控選擇命令返

8、送回主站進行校核。CPU將主站下發(fā)的遙控命令進行處理,執(zhí)行,并通過返校寄存器，檢查校對繼電器輸出控制過程中硬件控制電路及繼電器驅動器狀態(tài)是否正確通過。可編程控制器按照一定的邏輯順序選通硬件控制電路及繼電器驅動器，執(zhí)行信號放大生成直接驅動繼電器的信號,經校驗合格后,由并行接口經驅動器使指定的對象輸出繼電器動作。同時在操作面板上裝有操作方式選擇開關，扳動開關可選擇“當地”或“遠方”操作方式。操作方式開關撥到“遠方”時，開關工作在遠方遙控方式；操作方式開關撥到“當地”時，中間繼電器的電源經由手動合、分閘按鈕提供，開關工作在當地控制狀態(tài)。通過“當地”或“遠方”兩種操作方式，起動合、分閘中間繼電器，中間

9、繼電器接點閉合，接通柱上負荷開關的合、分閘操作回路，完成對高壓開關的合、分閘操作。裝置內部可提供24VDC或48VDC操作電源，在線路停電時由裝置的可充電蓄電池提供高壓開關分、合操作的能量。 3.4遙信功能 在電力系統(tǒng)運行中,斷路器的閉合或斷開直接關系到電網的結構,斷路器和隔離開關等位置狀態(tài)都取自它們的輔助觸點。為防止因輔助觸點接觸不良或電磁干擾而造成差錯(觸點回路電壓高,有24V或48V)。在遙信采樣裝置中,除了要設置RC濾波器濾除高頻干擾外還要采取光電耦合隔離措施。 裝置的開關量輸入接點均經過光電隔離后轉換成邏輯信號，通過可編程控制器PLC的邏輯電路自動檢測輸入接點狀態(tài)的變化，并向主CPU

10、申請中斷，由主CPU讀出PLC邏輯電路鎖存的變位信息，記錄和保存事項記錄和區(qū)分正常遙信與事故遙信。并將進一步信息上傳CPU,最后經FTU通信接口上傳系統(tǒng)主站。 3.5供電電源的功能 裝置可由兩路交流供電電源輸入。交流供電電源可來自線路的電壓互感器或變壓器，它們輸出的220V或110V交流電壓通過接線端子引入監(jiān)控裝置，經過抗干擾電路、交流電源切換電路接至裝置內部的充電電源，充電電源作為供電電源的核心部件，主要完成三方面的功能，第一，交流電源有電壓輸出時，直接作為穩(wěn)壓電源使用，為配電自動化監(jiān)控器、中間繼電器等裝置運行提供24V穩(wěn)壓輸出，還應為通信裝置提供一路穩(wěn)定的12V直流電壓輸出，并為高壓開關操

11、作提供24V或48V直流操作電源；第二，交流電源有電壓輸出且當面板電池開關打在“開”位時，對外輸出浮充電電流，為蓄電池補充電能。第三，在交流電源掉電時，充電電源完成自動轉換，使蓄電池組由浮充電狀態(tài)轉為放電狀態(tài)，為裝置的運行提供所需的電能。同時在蓄電池過放電時，自動切斷對外供電回路，以防止蓄電池損壞。此外，充電電源還應具有電池活化測試等功能，并能對外輸出交流掉電報警和電池低壓指示等信號。 3.6通信功能 作為FTU，通信能力要強，且支持IEC870-5-101、DNP3.0、MODBUS、SC1801等通信規(guī)約。在裝置內可裝入光纖收發(fā)器以及調制解調器等通信終端，并能提供多種接口類型，能夠提供23

12、2接口、458接口或422接口?？赏ㄟ^對配電自動化監(jiān)控器的RS-232主站通信口與通信終端的RS-232口相連接，完成高壓開關的監(jiān)視與控制功能。同時裝置應設計有維護通信口，把該口與PC機相連，通過該口可監(jiān)視裝置的實時運行狀態(tài)對裝置進行檢查維護。此外還可作為主機實現將附近的TTU的數據轉發(fā)到主站前置機。 4配變監(jiān)測終端（TTU）的功能 配電監(jiān)測終端（TTU）是對配變變壓器的各種運行參數的監(jiān)視、測量與控制的遠方終端，是配電自動化系統(tǒng)中的一部分。通過采集和保存變壓器的各種運行數據，利用通信網絡與配網、SCADA系統(tǒng)交換數據，實現主站對柱上配電變壓器、箱式變的遙測、遙信、遙控功能。 配電監(jiān)測終端（TTU）一般由電流互感器、A/D轉換器、專用高智能芯片、實時時鐘、數據存儲器、液晶顯示器，I/O接口、和數據通訊接口等組成。各模擬信號通過互感器和A/D轉換等信號處理電路后，進入智能芯片進行計算和分析處理，結果保存在數據存儲器中，隨時向外部接口提供信息和進行數據交換。 4.1數據采集功能： 包括對運行電量參數（變壓器低壓測三相電壓、三相電流、有功、無功、功率因數及電能量等參數）的遠方測量，設備狀態(tài)的遠方監(jiān)視，根據監(jiān)測點的電壓和無功大小，控制電容器的運行狀態(tài)，達到無功就地平衡，提高電壓質量，減小線路損耗。 4.2數據處理功能： 對的采集