配電網饋線自動化

配電網饋線自動化主講老師：吳曉清目前，配電網故障處理通常采用繼電保護與饋線自動化相結合的方式實現，利用繼電保護快速切除故障，利用饋線自動實現故障定位、隔離并恢復無故障區(qū)域供電。饋線自動化（簡稱FA）是指利用自動化裝置或系統(tǒng)，監(jiān)視配電網的運行狀況，及時發(fā)現配電網故障，進行故障定位、隔離和恢復對非故障區(qū)域的供電。包括集中型饋線自動化、就地型饋線自動化兩種。序論集中型饋線自動化第一章就地型饋線自動化第二章目錄頁第一章集中型饋線自動化集中型饋線自動化集中型饋線自動化是通過配電自動化主站系統(tǒng)收集配電終端上送的故障信息，綜合分析后定位出故障區(qū)域再采用遙控方式進行故障隔離和非故障區(qū)域恢復供電。配電自動化主站系統(tǒng)不僅可以在故障發(fā)生時起作用，而且在正常運行時也可以對配電網進行監(jiān)控，其故障處理策略也可以根據實際情況自動調節(jié)。故障定位故障區(qū)域隔離非故障區(qū)域恢復供電故障原理——1.故障定位當線路發(fā)生短路故障或小電阻接地系統(tǒng)的接地故障時，若為瞬時故障，變電站出線開關跳閘重合成功，恢復供電；若為永久故障，變電站出線開關再次跳閘并報告主站，同時故障線路上故障點上游的所有FTU/DTU由于檢測到短路電流，也被觸發(fā)，并向主站上報故障信息。而故障點下游的所有FTU/DTU則檢測不到故障電流。主站在接到變電站和FTU的信息后，作出故障區(qū)域定位判斷，并在調度員工作站上自動調出該信息點的接線圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點及相關信息。故障原理——1.故障定位當線路發(fā)生接地故障時，變電站接地告警裝置告警，若配電線路未安裝有選線、選段開關，則通過人工或遙控方式逐一試拉出線開關進行選線，然后再通過人工或遙控方式試拉分段開關進行選段。如果配電線路已安裝有具備接地故障選線功能的配電終端，則配電主站系統(tǒng)在收到變電站接地告警信息和配電終端的接地故障信息后，作出故障區(qū)間定位判斷，并在調度員工作站上自動調出該信息點的接線圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點及相關信息。故障原理——2.故障區(qū)域隔離故障區(qū)域隔離有兩種操作方案，手動或自動。1）手動隔離：主站向調度員提示饋線故障區(qū)段、擬操作的開關名稱，由調度員確認后，發(fā)令手動遙控將故障點兩側的開關分閘，并閉鎖合閘回路。2）自動隔離：主站發(fā)令給故障點兩側開關的FTU/DTU進行分閘操作并閉鎖，在兩側開關完成分閘并閉鎖后FTU/DTU上報主站。故障原理——3.非故障區(qū)域恢復供電主站在確認故障點兩側開關被隔離后，執(zhí)行恢復供電的操作?；謴凸╇姴僮饕卜譃槭謩雍妥詣觾煞N。1）由調度員手動或由主站自動向變電站出線開關發(fā)出合閘信息，恢復對故障點上游非故障區(qū)段的供電。2）對故障點下游非故障區(qū)段的恢復供電操作，若只有一個單一的恢復方案，則由調度員手動或主站自動向聯(lián)絡開關發(fā)出合閘命令，恢復故障點下游非故障區(qū)段的供電。3）對故障點下游非故障區(qū)段的恢復供電，若存在兩個及以上恢復方案，主站向調度員提出推薦方案，由調度員選擇執(zhí)行。

典型應用簡單故障如果環(huán)網柜是雙電源供電，且滿足N-1原則，即當一個電源點發(fā)生故障時，對段電源能帶動環(huán)網上的所有負荷，系統(tǒng)按簡單故障處理模式進行處理。斷路器出口故障、母線故障、電纜故障、負荷側故障、線路末端故障都屬于簡單故障。復雜故障如果環(huán)網具有多電源（大于2），或雖是雙電源供電，但不滿足N-1原則，系統(tǒng)將進一步按復雜故障處理模式進行處理。針對故障電流信號不連續(xù)故障，一側多點故障、一側及對側同時故障、開關不可控需要擴大范圍的故障、負荷不能全部被轉供需要甩負荷、負荷拆分的故障、聯(lián)絡開關處故障都屬于復雜故障。典型應用——簡單故障1）斷路器出口故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；根據動作信號可判定S1~A1之間區(qū)域發(fā)生故障，即出口斷路器S1故障，斷開A1完成故障區(qū)域隔離，合上A9或者A6恢復故障下游，下游故障恢復原則見負荷轉供優(yōu)選原則。圖1斷路器出口故障典型應用——簡單故障2）母線故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警；根據動作信號可判定A1~A2之間區(qū)域發(fā)生故障，即母線I故障，斷開A1、A2故障區(qū)域隔離，合上A9或者A6恢復故障下游，合上S1恢復上游供電。圖2母線故障典型應用——簡單故障3）電纜線故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警，A2故障告警；根據動作信號可判定A2~A3之間區(qū)域發(fā)生故障，即電纜線故障，斷開A2、A3故障區(qū)域隔離，合上A9或者A6恢復故障下游，合上S1恢復上游供電。圖3電纜線故障典型應用——簡單故障4）負荷側故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警，B1故障告警；根據動作信號可判定B1下游區(qū)域發(fā)生故障，即負荷側故障，斷開B1隔離故障，合上S1恢復上游供電。圖4負荷側故障典型應用——簡單故障5）線路末端故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1、A2、A3、B4故障告警；根據動作信號可判定B4下游區(qū)域發(fā)生故障，斷開B4隔離故障，合上S1恢復上游供電。圖5線路末端故障典型應用——復雜故障1）未有轉供路徑的處理策略故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警，A2故障告警；根據動作信號，故障區(qū)域發(fā)生在A2與A3之間，由于此時下游無轉供路徑，無需對下游隔離處理，僅對上游區(qū)域進行隔離和恢復。因此斷開A2隔離故障，合上S1恢復上游供電。圖6未有轉供路徑故障典型應用——復雜故障2）故障不連續(xù)故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警，A3故障告警；根據動作信號，故障信號不連續(xù)，但根據故障信號仍可判定故障區(qū)域為A3-A4-B4區(qū)域故障，斷開A3、A4、B4隔離故障，合上A6和A9恢復下游供電，合上S1恢復上游供電。圖7故障信號不連續(xù)典型應用——復雜故障3）本側多點故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1、A2、A3、A4、B4故障告警；根據動作信號，故障區(qū)域大于一處，根據故障信號斷定，可判定故障區(qū)域為A4-A5和B4下游區(qū)域故障，斷開A4、A5、B4隔離故障，合上A6恢復下游供電，合上S1恢復上游供電。圖8本側多點故障典型應用——復雜故障4）本側對側同時故障故障處理：斷路器S1保護動作、開關分閘；A1故障告警；斷路器S2保護動作、開關分閘；A12故障告警，A11故障告警；斷路器S3保護動作、開關分閘；A8故障告警，B9故障告警；圖9本側對側同時故障④根據故障信號分析，發(fā)生三個故障分別導致S1、S2、S3跳閘，根據故障電流，可判定A1-A2,A11-A10,B9下游三個區(qū)域故障，分別給出故障處理方案，斷開A1合上S1處理故障一，斷開A11、A10合上S2處理故障二，斷開B9合上S3處理故障三；⑤并發(fā)故障，如果是耦合性故障，給出兩個故障的處理可能沒有轉供方案，如故障一和故障三，但是當一個故障處理完畢之后，可以對另一個故障做二次分析處理，可能得到轉供方案。如故障三處理之后，對故障一再次分析，可以得到下游恢復方案，即合上A6,（僅在交互方式可操作，自動方式下不再次分析）。直接根據過流保護（或故障指示器）確定的故障區(qū)域是故障隔離最小區(qū)域，因為各種要求，故障隔離區(qū)域還可能需求被擴大。比如：隔離開關被掛有不可操作標志牌；隔離開關已經嘗試分閘，但不成功，上送拒動標志信號（主站和就地配合時用到）；開關是否可遙控，包括該開關是否有遙控點號，通信是否正常；是否掛有短接牌。此時，需要通過擴大隔離范圍，確保隔離故障和最大范圍恢復非故障區(qū)域的供電。典型應用——復雜故障5）擴大隔離故障圖10擴大隔離范圍故障處理：斷路器S1跳閘，A1有故障電流，判斷故障區(qū)域為A1~A2之間，如果開關A2不可遙控，故障區(qū)域就由A1~A2自動擴大為下一個可控的開關即A1~A3，如圖。所以斷開A3、A1隔離故障，合上A6或者A9恢復下游供電，合上S1恢復上游供電。當需要轉供的負荷容量大于轉供容量時，需要考慮甩去部分負荷。故障處理：S2跳閘，A12、A11有故障電流，判定故障區(qū)域為A11~A10，斷開A10和A11隔離故障，合上A9恢復下游負荷供電，如果此時可轉供容量小于非故障區(qū)域需轉供負荷量即B12+B11+B10，需要甩去部分負荷。甩負荷的原則是從最小容量的負荷甩，掛有保電的負荷最后甩。典型應用——復雜故障6）甩負荷圖11甩負荷第二章就地型饋線自動化就地型饋線自動化就地型饋線自動化是指在配電網發(fā)生故障時，不依賴配電主站控制，通過配電終端相互通信、保護配合或時序配合，實現故障區(qū)域的隔離和非故障區(qū)域供電的恢復，并上報處理過程及結果。

速動型智能分布式饋線自動化的配電終端通過高速通信網絡，與同一供電環(huán)路內相鄰分布式配電終端實現信息交互，當配電線路上發(fā)生故障，在變電站出口斷路器保護動作前，主干斷路器已實現快速故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域的恢復供電。技術特征

分布式饋線自動化主要應用于對供電可靠性要求較高的A+、A類城區(qū)域電纜線路。適用于單環(huán)網、雙環(huán)網、N供一備、花瓣形等開環(huán)或閉環(huán)運行的配電網架。適用范圍

分布式FA的故障定位，主要通過檢測故障區(qū)段兩側短路電流的特征差異,從而定位故障發(fā)生在對應區(qū)段。隔離相應故障區(qū)段后判斷聯(lián)絡電源轉供條件滿足與否，若滿足，合上聯(lián)絡開關完成非故障停電區(qū)域的供電恢復。故障處理智能分布式饋線自動化動作案例速動型智能分布式饋線自動化在配電站1的2#開關和配電站2的3#開關之間發(fā)生短路故障，在20ms內完成終端間故障信息交互確定故障隔離成功，5s內合上開關站3的5#開關，完成非故障區(qū)段恢復供電，FA結束。分布式FA啟動，定位故障發(fā)生在2#開關、3#開關之間；在變電站A出口斷路器跳閘之前（0.3s及以上的延時），2#開關分閘，3#開關分閘，150ms內故障隔離完成智能分布式饋線自動化優(yōu)點：故障處理不需要主站參與，可實現毫秒級定位、隔離故障，秒級轉供負荷；停電范圍小，停電感知用戶少。缺點：要與保護配合，通信質量要求高，系統(tǒng)集成測試成本高，運維難度較大，靈活性差。智能分布式饋線自動化

就地重合器式饋線自動化的實現不依賴于主站和通信，通過開關多次重合實現故障定位、隔離，有電壓時間型、電壓電流時間型、自適應綜合型等。技術特征

適用于配電網架空、架空電纜混合線路的單輻射或單環(huán)網柜等網架。適用范圍

電壓時間型饋線自動化主要動作邏輯是“失壓分閘、來電延時合閘”，在變電站重合后，開關來電延時合閘，根據合閘前后的電壓保持時間，確定故障位置并隔離。電壓電流時間型是在電壓時間型基礎上，增加了故障電流輔助判據，一次快速重合閘躲避瞬時性故障，二次重合閘用于定位隔離故障區(qū)段，三次重合用于恢復非故障區(qū)段的供電。自適應綜合型是在電壓時間型的基礎上，增加了故障信息記憶和來電合閘延時自動選擇功能，實現故障路徑優(yōu)先處理。故障處理故障，變電站第一次跳閘，線路開關無壓分閘變電站開關第一次重合F001開關等待7s后重合F002開關等待7s后重合于故障點，變電站開關第二次跳閘，F002和F003閉鎖。變電站開關第二次重合F001開關等待7s后再次重合人工或遙控聯(lián)絡開關L1合閘動作案例瞬時故障也需多個開關重合1電壓時間型饋線自動化重合式就地型饋線自動化FS12與FS13之間發(fā)生永久故障，CB1跳閘，FS11、FS12、FS13失壓計數1次，FS11、FS12過流計數1次CB1一次重合失敗，FS11、FS12、F13失壓計數2次，FS11、FS12過流計數2次。因失壓計數2次到，FS11、FS12、FS13均分閘CB1二次重合，經合閘閉鎖時間X，FS11合閘，并經故障確認時間Y，F