智能分布式配電終端FTU-DTU

1、智能分布式配電終端FTU/DTU及智能分布式FA一、架空線路智能分布式饋線自動(dòng)化終端（DAF-810饋線自動(dòng)化終端）1.現(xiàn)狀和問題傳統(tǒng)的架空配電線路發(fā)生短路故障時(shí)，一般由變電站饋線出口斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘，并通過人工切除故障后，恢復(fù)供電。這種方式下，人員的維護(hù)量大，并且停電時(shí)間長，供電可靠性低?，F(xiàn)有的配電網(wǎng)自動(dòng)化中一般是基于電壓時(shí)間型的FTU，不依賴于通訊，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，依然由變電站饋線出口斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘，通過FTU之間時(shí)間的配合，不斷的通過重合，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)恢復(fù)。這種方式下，如果發(fā)生的永久故障，并且故障發(fā)生在末端，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)和用戶設(shè)備造成多次短路沖擊，而且恢復(fù)時(shí)間較長，供電可靠性依然低。

2、 而智能分布式饋線自動(dòng)化能夠不依賴主站通過饋線自動(dòng)化終端內(nèi)部間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位及跳閘。圖1 DAF-810饋線自動(dòng)化終端FTU外觀圖 2.產(chǎn)品特點(diǎn)廣州市智昊電氣技術(shù)有限公司DAF-810饋線自動(dòng)化終端（分布式FTU）具有如下特點(diǎn)：提高故障隔離與恢復(fù)的速度：為了保證系統(tǒng)的快速性，由智能FTU裝置間就地動(dòng)態(tài)決策，快速實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)恢復(fù)，有效減少饋線出口開關(guān)和分段開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，極大的縮短停電時(shí)間。加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性：為了提高系統(tǒng)可靠性，主控FTU為動(dòng)態(tài)的，當(dāng)原主FTU故障時(shí)，其他FTU中編號(hào)最小的一臺(tái)可自動(dòng)取代原主控FTU，實(shí)現(xiàn)FTU協(xié)調(diào)功能。系統(tǒng)基于

3、無線通訊運(yùn)行。在通訊正常的情況下，主控FTU能夠準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，并通過預(yù)置的控制策略來進(jìn)行故障的快速隔離及恢復(fù)，避免了電壓時(shí)間型FTU多次嘗試性重合，減少了恢復(fù)過程中故障對(duì)系統(tǒng)的多次沖擊；在通訊異常的情況下，本裝置自動(dòng)按傳統(tǒng)的電壓時(shí)間型FTU邏輯運(yùn)行。通過本系統(tǒng)的II段近后備保護(hù)，并結(jié)合饋線出口斷路器的保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)、變電站和饋線各類保護(hù)的協(xié)同配合，同時(shí)本系統(tǒng)還具備重合閘、解列、重構(gòu)等功能，完善了智能配電網(wǎng)的自愈體系，提高了配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。 提供強(qiáng)大的分析能力：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、分段開關(guān)四遙功能、以及后臺(tái)輔助分析功能。監(jiān)控功

4、能指常態(tài)下的監(jiān)控，系統(tǒng)維護(hù)功能主要包括饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)維護(hù)、控制策略的配置、定值的計(jì)算及在線下發(fā)等，而后臺(tái)輔助分析功能包括故障場(chǎng)景再現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)作行為分析等。運(yùn)行過程中，本系統(tǒng)能將故障處理的過程信息，包括故障類型、故障點(diǎn)、電流、電壓、DTU狀態(tài)、通訊狀態(tài)、分段開關(guān)狀態(tài)，上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)或配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障處理的全過程監(jiān)視及事后分析，便于檢修人員的故障排除，縮短事故處理時(shí)間。 減少系統(tǒng)的維護(hù)量：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，能提供配電網(wǎng)饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的維護(hù)工具，能方便實(shí)現(xiàn)DTU裝置的拓?fù)湓诰€維護(hù)，并實(shí)現(xiàn)各類整定值的計(jì)算、校核和在線下發(fā)，系統(tǒng)維護(hù)量小。本系統(tǒng)不需要配電自動(dòng)化主站和變電站配網(wǎng)子站系統(tǒng)參與

5、，就可自治實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的故障隔離及重合、故障恢復(fù)功能，安裝實(shí)施簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量小，便于推廣使用。 強(qiáng)化投資的收益比：無線GPRS通訊是架空線型線路的標(biāo)準(zhǔn)配置，本系統(tǒng)要求的無線通訊并不增加投資。在資金充裕時(shí)，采用光纖通訊和斷路器分段，可獲得理想的保護(hù)選擇性和故障智能處理特性；在資金緊張時(shí)，可使用GPRS專網(wǎng)、無線網(wǎng)橋建立通訊網(wǎng)絡(luò)，使用負(fù)荷開關(guān)作為分段裝置，也能建立就地智能FA，實(shí)現(xiàn)故障快速隔離及智能恢復(fù)。但是降低了故障隔離的選擇性。 增強(qiáng)部署的靈活性：適用于市、縣供電公司或大中型工礦企業(yè)中對(duì)供電可靠性有較高要求的架空線型配電線路。系統(tǒng)支持多種饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括手拉手、單電源和多電

6、源供電線路。 3.智昊電氣DAF-810饋線自動(dòng)化終端系統(tǒng)原理(中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)的電纜網(wǎng)絡(luò))（1）電源甲側(cè)首端線路故障檢測(cè)圖1 電源甲側(cè)首端線路出口故障（2）聯(lián)絡(luò)開關(guān)間的線路段故障檢測(cè) 圖2 聯(lián)絡(luò)開關(guān)間的線路段故障（3）電源乙側(cè)負(fù)荷開關(guān)間線路段的故障檢測(cè) 圖3 電源乙側(cè)負(fù)荷開關(guān)間故障（4）電源丙側(cè)負(fù)荷開關(guān)間線路段的故障檢測(cè)圖4 電源丙側(cè)負(fù)荷開關(guān)間故障（5）設(shè)備檢修狀態(tài)下（負(fù)2、負(fù)3、負(fù)5之間停電檢修）的故障檢測(cè)圖5 設(shè)備檢修狀態(tài)下故障（6）運(yùn)行方式調(diào)整（聯(lián)絡(luò)開關(guān)調(diào)整）后線路故障檢測(cè)圖6 聯(lián)絡(luò)開關(guān)調(diào)整后故障（7）連續(xù)兩次發(fā)生在不同位置的故障檢測(cè)（故障間隔30秒）圖7 連續(xù)兩次故障

7、（8）支線線路的故障檢測(cè)（重合閘成功，看門狗斷開）圖8支線線路故障處理（9）線路瞬時(shí)故障（其它區(qū)域瞬時(shí)故障，重合成功）檢測(cè)圖9 瞬時(shí)故障5.異常情況包括（非正常狀態(tài)下的處理預(yù)案）l 被控開關(guān)拒動(dòng)（遙控返校出錯(cuò)）l 開關(guān)誤動(dòng)l 與變電站站內(nèi)控制單元通信中斷l(xiāng) 負(fù)荷開關(guān)FTU間通信中斷l(xiāng) 處理過程中通信中斷l(xiāng) 處理過程中收到電源站內(nèi)“事故總信號(hào)”l 恢復(fù)供電過程中預(yù)判出轉(zhuǎn)供線路過載二、電纜型智能分布式配電終端（DAF-830配電自動(dòng)化終端）1.現(xiàn)狀和問題傳統(tǒng)的電纜型配電線路發(fā)生短路故障時(shí)，一般由變電站饋線出口斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘，并通過人工切除故障后，恢復(fù)供電。這種方式下，人員的維護(hù)量大，并且停電時(shí)

8、間長，供電可靠性低?；陔妷簳r(shí)間型的DTU，是通過不斷的重合，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)恢復(fù)。但是電纜型饋線中，過多的重合閘會(huì)造成電纜損壞加速，對(duì)變壓器造成沖擊傷害。僅僅依靠重合閘的電壓時(shí)間型的DTU，并不適合于電纜型線路。 DAF-830電纜型智能分布式饋線自動(dòng)化終端（帶智能分布式FA控制器）2.產(chǎn)品特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)保護(hù)的選擇性：通過智能DTU之間的相互通訊和配合，本系統(tǒng)能自動(dòng)精確定位故障點(diǎn)，先于饋線出口斷路器保護(hù)動(dòng)作，由分段斷路器實(shí)現(xiàn)有選擇性的切除短路故障，最大可能的縮小停電范圍，大大提高配電網(wǎng)的供電可靠性。提高故障隔離與恢復(fù)的速度：為了保證系統(tǒng)的快速性，監(jiān)控后臺(tái)不參與故障處理的決策過程，而直接由智能DT

9、U裝置間就地動(dòng)態(tài)決策，快速實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離和恢復(fù)，有效減少饋線出口開關(guān)和分段開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，極大的縮短停電時(shí)間。加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性：為了提高系統(tǒng)可靠性，主控DTU為動(dòng)態(tài)的，當(dāng)原主DTU故障時(shí)，其他DTU中編號(hào)最小的一臺(tái)可自動(dòng)取代原主控DTU，實(shí)現(xiàn)DTU協(xié)調(diào)功能。系統(tǒng)基于光纖通訊運(yùn)行。在通訊正常的情況下，主控DTU能夠準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，并通過預(yù)置的控制策略來進(jìn)行故障的快速隔離及恢復(fù)，避免了電壓時(shí)間型DTU多次嘗試性重合，減少了恢復(fù)過程中故障對(duì)系統(tǒng)的多次沖擊；在通訊異常的情況下，本裝置自動(dòng)按傳統(tǒng)的電壓時(shí)間型DTU邏輯運(yùn)行。通過本系統(tǒng)的I段過流保護(hù)和II段近后備保護(hù)，并結(jié)合饋線出口斷路器的后備保護(hù)

10、、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)、變電站和饋線各類保護(hù)的協(xié)同配合，同時(shí)本系統(tǒng)還具備重合閘、解列、重構(gòu)等功能，完善了智能配電網(wǎng)的自愈體系，提高了配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。 提供強(qiáng)大的分析能力：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、分段開關(guān)四遙功能、以及后臺(tái)輔助分析功能。監(jiān)控功能指常態(tài)下的監(jiān)控，系統(tǒng)維護(hù)功能主要包括饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)維護(hù)、控制策略的配置、定值的計(jì)算及在線下發(fā)等，而后臺(tái)輔助分析功能包括故障場(chǎng)景再現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)作行為分析等。運(yùn)行過程中，本系統(tǒng)能將故障處理的過程信息，包括故障類型、故障點(diǎn)、電流、電壓、DTU狀態(tài)、通訊狀態(tài)、分段開關(guān)狀態(tài)，上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)或配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故

11、障處理的全過程監(jiān)視及事后分析，便于檢修人員的故障排除，縮短事故處理時(shí)間。 減少系統(tǒng)的維護(hù)量：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，能提供配電網(wǎng)饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的維護(hù)工具，能方便實(shí)現(xiàn)DTU裝置的拓?fù)湓诰€維護(hù)，并實(shí)現(xiàn)各類整定值的計(jì)算、校核和在線下發(fā)，系統(tǒng)維護(hù)量小。本系統(tǒng)不需要配電自動(dòng)化主站和變電站配網(wǎng)子站系統(tǒng)參與，就可自治實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的故障隔離及重合、故障恢復(fù)功能，安裝實(shí)施簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量小，便于推廣使用。 強(qiáng)化投資的收益比：光纖通訊是電纜型線路的標(biāo)準(zhǔn)配置，本系統(tǒng)要求的光纖通訊并不增加投資。如果投資允許，建議采用斷路器作為分段開關(guān)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的選擇性切除故障功能，同時(shí)也為智能配電網(wǎng)運(yùn)行方式布置的靈活性提供多

12、種手段；如果投資有限，部分選用負(fù)荷開關(guān)，也能實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)恢復(fù)和重構(gòu)，但是降低了故障隔離的選擇性。 增強(qiáng)部署的靈活性：適用于市、縣供電公司或大中型工礦企業(yè)中對(duì)供電可靠性有較高要求的電纜型配電線路。系統(tǒng)支持多種饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括手拉手、單電源和多電源供電線路。 智昊電氣DAF-830配電終端（分布式DTU）及DAF-8800分布式FA控制器系統(tǒng)原理(中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)的電纜網(wǎng)絡(luò))1）環(huán)網(wǎng)首端電源線路故障檢測(cè)（圖1）圖1環(huán)網(wǎng)首端電源線路故障2）配電站間的線路故障檢測(cè)（圖2）圖2 配電站間的線路故障3）線路末端故障檢測(cè)（圖3）圖3 線路末端故障4）配電站母線故障檢測(cè)（圖4）圖

13、4 配電站母線故障5）運(yùn)行方式調(diào)整（環(huán)網(wǎng)開環(huán)點(diǎn)調(diào)整）后的站間線路故障檢測(cè)（圖5）圖5運(yùn)行方式調(diào)整（環(huán)網(wǎng)開環(huán)點(diǎn)調(diào)整）后的站間線路故障6）環(huán)網(wǎng)中設(shè)備處于檢修狀態(tài)下的故障檢測(cè)（圖6）圖6 環(huán)網(wǎng)中設(shè)備處于檢修狀態(tài)下的故障7）連續(xù)兩次發(fā)生在不同位置的故障檢測(cè)（圖7）第二次第一次圖7 連續(xù)兩次在不同位置的故障8）配電站出線線路故障檢測(cè)（圖8）圖8 配電站出線線路故障9）環(huán)網(wǎng)對(duì)側(cè)線路故障檢測(cè)（圖9）圖9環(huán)網(wǎng)對(duì)側(cè)線路故障 5異常情況處理包括:l 被控開關(guān)拒動(dòng)（遙控返校出錯(cuò)）l 開關(guān)誤動(dòng)l 與變電站站內(nèi)控制單元通信中斷l(xiāng) 配電站間FTU通信中斷l(xiāng) 配電站內(nèi)控制單元與DTU通信中斷l(xiāng) FA處理過程中通信中斷l(xiāng) FA處理過程中收到配電站“事故總信號(hào)（MCB故障信號(hào)、SF6氣體氣壓異常）”l FA處理過程中收到電源站內(nèi)“事故總信號(hào)”l 恢復(fù)供電過程中預(yù)判出轉(zhuǎn)供線路過載 三、效益分析