3配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化ppt課件

1、第三章 配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化第3章 配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化 3.1 饋線自動(dòng)化模式 3.2 就地控制方式的饋線自動(dòng)化 3.2.1 重合器的分類和功能 3.2.2 分段器的分類和功能 3.2.3 重合器與電壓-時(shí)間型分段器配合 3.2.5 重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合 3.2.6 基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的不足 3.3 遠(yuǎn)方控制方式的饋線自動(dòng)化 6.3.1 系統(tǒng)概述 6.3.2 饋線故障區(qū)段定位算法簡介 6.3.3 基于網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法 6.3.4 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的定位算法 3.4 饋線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6.4.2 硬件設(shè)計(jì) 6.4.3 軟件設(shè)計(jì)3.1 饋線自動(dòng)化模式 饋

2、線自動(dòng)化FAFeeder Automation是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作以優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行方式，從而達(dá)到充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備容量的目的； 在故障時(shí)獲取故障信息，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對非故障區(qū)域的供電，從而達(dá)到減小停電面積和縮短停電時(shí)間的目的； 在單相接地等異常情況下, 對單相接地區(qū)段的查找提供輔助手段。 配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的作用是提高供電可靠性和質(zhì)量，減少配電網(wǎng)運(yùn)行和檢修的費(fèi)用； 在饋線自動(dòng)化的所有功能中，故障區(qū)域定位、隔離及恢復(fù)非故障區(qū)域供電是一個(gè)主要的功能。 饋線自動(dòng)化方案：1. 就地控制方式2

3、. 遠(yuǎn)方控制模式3.2當(dāng)?shù)乜刂品绞降酿伨€自動(dòng)化 定義：依靠智能配電開關(guān)設(shè)備間的相互配合來實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化 分類： 電流型方案：采用重合器、過流脈沖型分段器、熔斷器相配合，以檢測饋線電流來控制和保護(hù)。 電壓型方案：采用重合器與電壓時(shí)間型分段器配合，以檢測饋線電壓為依據(jù)進(jìn)行控制和保護(hù)。3.2.1電壓型方案 1.重合器與電壓-時(shí)間型分段器配合 如下圖， A為重合器，整定為一慢二快，即第一次重合時(shí)間為15s，第二次重合時(shí)間為5s。B和D采用電壓-時(shí)間型分段器，X時(shí)限均整定為7s。C和E采用電壓-時(shí)間型分段器，X時(shí)限均整定為14s。所有分段器的故障檢測裝置的Y時(shí)限均整定為5s。分段器均設(shè)置在第一套功能。(

4、1). 簡單輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離過程簡單輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離過程2021-12-25A重合器：一慢二快，第一次重合重合器：一慢二快，第一次重合=15S，第二次重合，第二次重合=5S；B、D分段器：分段器：X=7S，Y=5S；C、E分段器：分段器：X=14S，Y=5SAecEDBdbaCAecEDdbaCA29secED 7sB7sdbaCA36secEDB7sdba閉鎖閉鎖C14sA15secEDBdbaCA22secEDB7sdbaCA69secE 14sD 7sB7sdba閉鎖閉鎖C(a)(f)(e)(d)(c)(b)(g)B 各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖lA重合器：重合器：l第一次重合第一次重合時(shí)間

5、時(shí)間=15S，第，第二次重合時(shí)間二次重合時(shí)間=5SlB、D分段器：分段器：X時(shí)限時(shí)限=7S，Y時(shí)限時(shí)限=5SlC、E分段器：分段器：X時(shí)限時(shí)限=14S，Y時(shí)限時(shí)限=5S1)輻射狀網(wǎng)正常工作的情形。2)在c區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器A跳閘，導(dǎo)致線路失電壓，造成分段器B、C、D和E均分閘。3)事故跳閘15s后，重合器A第一次重合。4)經(jīng)過7s的X時(shí)限后，分段器B自動(dòng)合閘，將電供至b區(qū)段。5)又經(jīng)過7s的X時(shí)限后，分段器D自動(dòng)合閘，將電供至d區(qū)段。6)分段器B合閘后，經(jīng)過14s的X時(shí)限后，分段器C自動(dòng)合閘。7)重合器A再次跳閘后，又經(jīng)過5s進(jìn)行第二次重合，分段器B、D和E依次自動(dòng)合閘，而分段器C因

6、閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了健全區(qū)段供電。 圖3-3所示，A采用重合器，整定為一慢二快，即第一次重合時(shí)間為15s，第二次重合時(shí)間為5s。B、C和D采用電壓-時(shí)間型分段器并且設(shè)置在第一套功能，X時(shí)限均整定為7s，Y時(shí)限均整定為5s。E也是采用電壓-時(shí)間型分段器，但設(shè)置在第二套功能，其XL時(shí)限整定為45s，Y時(shí)限整定為5s。 （2） 環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離過程環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離過程聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)AecEDBdbaC(a)(b)F聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDBdbaCF聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC(c)FA15sB7s聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC(d)FA2

7、2sBA(i)聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDBdbaCF(e)聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaFA29sAB7sC7s閉鎖閉鎖聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)EDC(f)FA41sB7s聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC(g)FA45s(h)聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaF52sBCB7s45sA重合器：一慢二快，第一次重合重合器：一慢二快，第一次重合=15S，第二次重合，第二次重合=5S；B、C、D分段器：分段器：X=7S，Y=5S；E分段器：分段器：XL=45S，Y=5S各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖lA重合器：重合器：第一次重合第一次重合=15S，第二，第二次重合次重合=5SlB、C、D分段器：分段器：X=7S，Y=5SlE分

8、段器：分段器：X=45S，Y=5S1)該開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)正常工作的情形。2)在c區(qū)段發(fā)生永性故障后，重合器A跳閘，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)左側(cè)線路失電壓，造成分段器B、C和D均分閘，聯(lián)絡(luò)開關(guān)E啟動(dòng)XL計(jì)時(shí)器。3)事故跳閘15s后，重合器A第一次重合。4)又經(jīng)過7s的X時(shí)限后，分段器B自動(dòng)合閘，將電供至b區(qū)段。5)又經(jīng)過7s的X時(shí)限后，分段器C自動(dòng)合閘，此時(shí)由于c區(qū)段存在永久性故障，再次導(dǎo)致重合器A跳閘，從而線路失電壓，造成分段器B和C均分閘。6)重合器A再次跳閘后，又經(jīng)過5s進(jìn)行第二次重合，7s后分段器B自動(dòng)合閘，而分段器C因閉鎖保持分閘狀態(tài)。7)重合器A第一次跳閘后，經(jīng)過45s的XL時(shí)限后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)E自

9、動(dòng)合閘，將電供至d區(qū)段。8)又經(jīng)過7s的X時(shí)限后，分段器D自動(dòng)合閘，此時(shí)由于c區(qū)段存在永久性故障，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)右側(cè)線路的重合器跳閘，從而右側(cè)線路失電壓，造成其上面的所有分段器均分閘。9)聯(lián)絡(luò)開關(guān)以及右側(cè)的分段器和重合器又依順序合閘，而分段器D因閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了健全區(qū)段供電。 （1分段器的時(shí)限整定。 分段器的Y時(shí)限一般可以統(tǒng)一取為5s； 分段器的X時(shí)限的整定。 第一步：確定分段器合閘時(shí)間間隔，并從聯(lián)絡(luò)開關(guān)處將配電網(wǎng)分割成若干以電源開關(guān)為根的樹狀輻射狀配電子網(wǎng)絡(luò)。 第二步：在各配電子網(wǎng)絡(luò)中，以電源節(jié)點(diǎn)合閘為時(shí)間起點(diǎn)，分別對各個(gè)分段器標(biāo)注其相對于電源點(diǎn)合閘時(shí)刻的絕對合閘延

10、時(shí)時(shí)間，并注意不能在任何時(shí)刻有一臺(tái)以上的分段開關(guān)同時(shí)合閘。 第三步：某臺(tái)分段器的X時(shí)限等于該開關(guān)的絕對合閘延時(shí)時(shí)間減去其父節(jié)點(diǎn)分段器的絕對合閘延時(shí)時(shí)間。（3）.重合器與電壓重合器與電壓-時(shí)間型分段器配合的整定方法時(shí)間型分段器配合的整定方法 （2） 聯(lián)絡(luò)開關(guān)的時(shí)限整定 “手拉手的環(huán)狀配電網(wǎng)只有一臺(tái)聯(lián)絡(luò)開關(guān)參與故障處理時(shí)，分別計(jì)算出與該聯(lián)絡(luò)開關(guān)緊鄰的兩側(cè)區(qū)域故障時(shí)，從故障發(fā)生到與故障區(qū)域相連的分段開關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)所需的延時(shí)時(shí)間TL左TR和右），取其中較大的一個(gè)記作Tmax，則XL時(shí)限的設(shè)置應(yīng)大于Tmax 。這樣整定是允許在故障后重合過程中可從任一側(cè)進(jìn)行按順序的依次合閘。 例3-1 對于圖3-4所

11、示的配電網(wǎng)，S1、S2和S3代表具有兩次重合功能的變電站出口重合器，第一次重合時(shí)間為15s，第二次重合時(shí)間為5s。B、C、D、F、G和M代表線路上的電壓-時(shí)間型分段開關(guān)，設(shè)置在第一套功能，X時(shí)限均整定為7s。E和H為聯(lián)絡(luò)開關(guān)；實(shí)心符號(hào)代表該開關(guān)處于合閘狀態(tài)，空心符號(hào)代表該開關(guān)處于分閘狀態(tài)。假設(shè)相鄰兩臺(tái)分段開關(guān)合閘時(shí)間間隔為7s。要求整定： （1虛線框內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中，各臺(tái)分段開關(guān)的X時(shí)限及聯(lián)絡(luò)開關(guān)E的XL時(shí)限； （2整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)開關(guān)E、H均參與故障處理的情況下，分別整定聯(lián)絡(luò)開關(guān)E、H的XL時(shí)限。3.2.2電流型方案電流型方案2、重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合、重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配

12、合 （1）.隔離永久故障區(qū)段過程隔離永久故障區(qū)段過程 圖3-5重合器與過電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合隔離永久性故障區(qū)段的過程a)正常運(yùn)行bd)故障隔離過程e)故障隔離1)該輻射狀網(wǎng)正常工作的情形。2) 在c區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器A跳閘，分段器C計(jì)過電流一次，由于未達(dá)到整定值2次，因此不分閘而保持在合閘狀態(tài)。3)經(jīng)一段延時(shí)后，重合器A第一次重合。4)由于再次合到故障點(diǎn)處，重合器A再次跳閘，并且分段器C的過電流脈沖計(jì)數(shù)值達(dá)到整定值2次，因此分段器C在重合器A再次跳閘后的無電流時(shí)期分閘并閉鎖。5)又經(jīng)過一段延時(shí)后，重合器A進(jìn)行第二次重合，而分段器C保持在分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了健全區(qū)段

13、的供電。（2）.隔離暫時(shí)性故障區(qū)段隔離暫時(shí)性故障區(qū)段 圖3-6重合器與過電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合處理暫時(shí)性故障的過程a)正常運(yùn)行b)故障隔離過程 c)故障消失1)輻射狀網(wǎng)正常工作的情形。2)在c區(qū)段發(fā)生暫時(shí)性故障后，重合器A跳閘，分段器C計(jì)過電流一次，由于未達(dá)到整定值2次，因此不分閘而保持在合閘狀態(tài)。3)經(jīng)一段延時(shí)后，暫時(shí)性故障消失，重合器A重合成功恢復(fù)饋線供電，再經(jīng)過一段整定的時(shí)間以后，分段器C的過電流計(jì)數(shù)值清除，又恢復(fù)到其初始狀態(tài)。3.2.3、基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不足 （1為了隔離故障，重合器和分段器要進(jìn)行多次分合操作，切斷故障的時(shí)間較長，且對設(shè)備及負(fù)荷造成一定的沖擊。當(dāng)采用重合器與

14、電壓時(shí)間型分段器配合隔離開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)的故障區(qū)段時(shí)，要使聯(lián)絡(luò)開關(guān)另一側(cè)的健全區(qū)段所有的開關(guān)都分一次閘，造成供電短時(shí)中斷，更加擴(kuò)大了事故的影響范圍。 （2基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)僅在線路發(fā)生故障時(shí)發(fā)揮作用，而不能在遠(yuǎn)方通過遙控完成正常的倒閘操作。 （3基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)監(jiān)視線路的負(fù)荷。 （4當(dāng)故障區(qū)段隔離后，在恢復(fù)健全區(qū)段供電，進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，無法確定最優(yōu)方案。3.3遠(yuǎn)方控制方式的饋線自動(dòng)化 遠(yuǎn)方控制方式FA的基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò) 主要設(shè)備：具有數(shù)據(jù)采集和通信能力的配電遠(yuǎn)方終端單位 1.遠(yuǎn)方監(jiān)控方式FA的功能： 正常時(shí)：遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)的“4Y功能 異常時(shí)負(fù)荷不均勻時(shí)）

15、：優(yōu)化運(yùn)行方式 故障時(shí)：記錄的故障電流、時(shí)間等上報(bào)SCADA控制中心，遠(yuǎn)方自動(dòng)判別、隔離故障區(qū)，恢復(fù)非故障區(qū)供電 2.遠(yuǎn)方控制方式FA系統(tǒng)組成：配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)SCADA）RTURTUFTU聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)分段開關(guān)分段開關(guān)斷路器斷路器區(qū)域工作站區(qū)域工作站區(qū)域工作站區(qū)域工作站區(qū)域工作站區(qū)域工作站饋線饋線控制線控制線通信線通信線 系統(tǒng)由饋線監(jiān)控終端、通信網(wǎng)絡(luò)及主站系統(tǒng)構(gòu)成。 配電子站結(jié)構(gòu)：（1硬件：MCU及外圍電路，SDRAM和FLASH電路，雙以太網(wǎng)，CAN總線，RS232和RS485串行口，電源、復(fù)位電路和JTAG接口，液晶顯示模塊和鍵盤輸入接口。（2軟件：采用VxWorks，可以大大提高系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)