智能配電網(wǎng)的故障處理自動化技術(shù)20100821-北京科銳-袁欽成

1、智能電網(wǎng)的特點智能電網(wǎng)的特點是“自愈、安全、經(jīng)濟、清潔自愈、安全、經(jīng)濟、清潔，能夠提供適應(yīng)未來社會經(jīng)濟發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)電力與服務(wù)”。自愈自愈實時掌控電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預(yù)下，快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生，提升電網(wǎng)運行的可靠性。配電系統(tǒng)故障處理自動化技術(shù)配電系統(tǒng)故障處理自動化技術(shù)：解決配電網(wǎng)故障的自動切除、故障區(qū)段的自動隔離、非故障區(qū)域的自動恢復(fù)供電、故障點的自動定位問題，提高供電可靠性。配電系統(tǒng)的故障處理過程的三個階段： n 1、故障發(fā)生瞬間，故障的開斷和清除。 一般在毫秒級時間內(nèi)完成。問題：選擇性和快速性的矛盾。一般技術(shù)只能是變電站出

2、口斷路器跳閘，擴大了停電范圍。n 2、故障處理的第二階段：故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。 持續(xù)時間一般是秒級至分鐘。一般采用集中控制方案，存在缺陷，可靠性不高。n 3、故障處理的第三個階段是故障點的定位和排除故障。 通常需要數(shù)十分鐘至若干小時。配電網(wǎng)故障點精確定位困難，故障查找時間一般占故障處理時間的50，供電可靠性的提高受到限制。l現(xiàn)象：城市配網(wǎng)線路短、多開關(guān)串聯(lián)，短路電流差別小，保護的電流定值配合困難。用時間配合，會造成出口保護的動作時間太長，因此一般都是變電站出口跳閘，停電時間長，停電范圍擴大。l原因：傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)電流保護其實質(zhì)是一個獨立的單元保護，它只檢測流過所監(jiān)測開關(guān)的電流

3、而決定保護的動作與否及動作延時，而不關(guān)心相鄰開關(guān)的保護動作情況，這是造成相鄰保護相互配合困難的主要原因。 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F傳統(tǒng)保護問題：保護配合困難傳統(tǒng)保護問題：保護配合困難網(wǎng)絡(luò)式保護：任一點故障均可以有選擇性的速斷跳閘網(wǎng)絡(luò)式保護：任一點故障均可以有選擇性的速斷跳閘 特點：解決了選擇性和快速性的矛盾。特點：解決了選擇性和快速性的矛盾。35kV母線所用變主變35 kV進線35 kV進線PT避雷器10kV母線I10kV母線避雷器 主變出線出線K1: 4222K3: 4222K2:4226K4:4251K5:4253K6:4241K7:4231K8:4231K9:4231

4、K10:4231K11:4241F6F8F7F9F11F10F3F4F1F2正方向K13: 42214221K14: 422542714222功能：限時速斷、三相三段、方向、低壓、負序、三段過負荷、測控4221功能：差動、速斷保護、差動保護帶諧波制動和斜率制動4253功能：三相三段式保護、測控、備投、功率方向4226功能：限時速斷、三相三段、方向、低壓、負序、過負荷、測控、備投4225功能：電壓電流功率測量4231功能：2相三段、測控、低周、重合閘、反時限4241功能：3相三段、低壓、過壓、不平衡電壓、測控、反時限4271功能：PT測量、解并列K17: 4232K16: 42324232功能：

5、三相三段、方向、低壓、低周、重合閘、同期、測控F1F2F3F4F5S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4RDCU-3A控制器控制器 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點：不需要主站和通信缺點：只檢測電壓、動作次數(shù)多應(yīng)用狀況：日本應(yīng)用較多 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點：不需要主站和通信缺點：只檢測電流、不適合主環(huán)路應(yīng)用狀況：一般與重合器配合使用 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點：

6、不需要主站和通信，可以自己切斷故障，增加環(huán)網(wǎng)功能后可以進行故障隔離和供電轉(zhuǎn)供缺點：保護配合比較困難F1F2CB1S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15CB2CB3CB4CB5CB6開閉所開閉所2#變電站變電站1#變變電電站站自動隔離故障分支故障自動隔離和轉(zhuǎn)供RDCU-1A控制器控制器l有通信時自動實現(xiàn)遠程自動化 F1F2F3F4F5S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4RDCU-3A控制器控

7、制器1、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障電流通路的智能裝置。電流通路的智能裝置。2、批量安裝故障指示器是一種、批量安裝故障指示器是一種最實用的配電自動最實用的配電自動化方案化方案3、不需要開關(guān)和智能控制器就能實現(xiàn)實現(xiàn)故障定、不需要開關(guān)和智能控制器就能實現(xiàn)實現(xiàn)故障定位，因而更經(jīng)濟位，因而更經(jīng)濟4、與用開關(guān)和智能控制器進行故障區(qū)段定位和隔、與用開關(guān)和智能控制器進行故障區(qū)段定位和隔離不同，由于故障指示器成本低，因而安裝數(shù)量可離不同，由于故障指示器成本低，因而安裝數(shù)量可以更多，故障區(qū)段定位可以更精確，從而大大縮短以更多，故障區(qū)段定位可以更精確，從而大大

8、縮短故障巡查時間故障巡查時間6kV-35kV6kV-35kV 架空線導(dǎo)線架空線導(dǎo)線 電纜電纜 母排母排用于指示短路故障電流通路，確定故障分支和故障點用于指示短路故障電流通路，確定故障分支和故障點適用范圍功能工作原理過流動作的指示原理類似于過流繼電器，當(dāng)線路中流過類似于過流繼電器，當(dāng)線路中流過的電流大于其設(shè)定值時，故障指示的電流大于其設(shè)定值時，故障指示器給出動作信號器給出動作信號。自動適應(yīng)負荷變化的故障指示器原理ItIsItDTD I 該原理獲得國家發(fā)明專利：該原理獲得國家發(fā)明專利：指示器自動適應(yīng)負荷變化，指示器是指示器自動適應(yīng)負荷變化，指示器是否動作動作主要取決于故障電流分否動作動作主要取決于

9、故障電流分量而不是總電流。智能化程度高，量而不是總電流。智能化程度高，判據(jù)比較全面，可以大大減少誤動判據(jù)比較全面，可以大大減少誤動的可能性；的可能性；。1、零序電流和零序電壓的檢測方法不適合在架空線路上的故障指示器使用2、需用比較各出線和各分支的檢測結(jié)果的方法不適合在故障指示器上直接使用3、隨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化而變化、隨接地情況變化而變化的故障特征不適合用在在故障指示器上作為故障檢測判據(jù) 所以需要設(shè)法產(chǎn)生一個容易檢測的故障特征信號所以需要設(shè)法產(chǎn)生一個容易檢測的故障特征信號在變電站接地變壓器的中性點對地之間接入可控的中電阻（100多歐姆）。故障時在變電站接地變的中性點上（無中性點時可接在母線上）的動態(tài)

10、阻性負載信號源自動短時投入, 在變電站和現(xiàn)場接地點之間產(chǎn)生特殊的小的編碼信號電流，通過對信號源對地電阻的編碼控制，產(chǎn)生疊加在負載電流上的編碼信號電流。變電站出線和線路分支點處安裝的接地故障指示器，檢測這個電流信號，可自動動作指示，達到指示故障的目的系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：信號源裝置+故障檢測裝置接地信號源消弧線圈接地變接地故障檢測(信號源接在母線上)主變接地點EFS-2信號源FI-3A故障指示器接地故障點AC220VLN78變電站PT654123CBAN故障指示正常指示 故障發(fā)生后：故障發(fā)生后：（1）信號源延時投入；（）信號源延時投入；（2）變電站出線的故障指示）變電站出線的故障指示器指示出故障出線（器指示出故障出線（k號指示器動作）；（號指示器動作）；（3）選線裝）選線裝置自動顯示和記錄故障出線（置自動顯示和記錄故障出線（4）線路上故障通路上的線路上故障通路上的的故障指示器的故障指示器k1-k3自動翻牌，給出紅色指示。自動翻牌，給出紅色指示。將故障指示器的動作狀態(tài)通過適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剿偷娇刂浦行牡囊詫⒐收现甘酒鞯膭幼鳡顟B(tài)通過適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剿偷娇刂浦行牡囊訥IS為為基礎(chǔ)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)在地理圖上的故障自動定位基礎(chǔ)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)在地理圖上的故障自動定位 接地故障信息處理過程 GSMGSM通信網(wǎng)通信網(wǎng)正常狀態(tài)動作狀態(tài) FI FI FI FI