第五章-第三節(jié)-基于FTU的饋線自動化系統(tǒng)

第五章饋線自動化

FeederAutomation,簡稱FA

主講人：周英華QQ:1055455616常州機電職業(yè)技術(shù)學院一、概述基于FTU的饋線自動化系統(tǒng):

是通過在變電所出口斷路器及戶外饋線分段開關(guān)處安裝柱上FTU．以及在配電變壓器處安裝TTU，并建設(shè)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)將它們和配電網(wǎng)控制中心的SCADA系統(tǒng)連接．再配合相關(guān)的處理軟件所構(gòu)成的高性能系統(tǒng)。

第三節(jié)基于FTU的饋線自動化系統(tǒng)2024/3/4第2頁一、概述作用：該系統(tǒng)在正常情況下，遠方實時監(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，并實現(xiàn)線路開關(guān)的遠方合閘和分閘操作以優(yōu)化配網(wǎng)的運行方式，從而達到充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備容量和降低線損的目的；在故障時獲取故障信息，并自動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，從而達到減小停電面積和縮短停電時間的目的。第三節(jié)基于FTU的饋線自動化系統(tǒng)2024/3/4第3頁典型基于FTU的饋線自動化的組成

配電自動化控制系統(tǒng)SCADAFA控制主站配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)FTUFTU斷路器聯(lián)絡(luò)開關(guān)分段開關(guān)控制線通信線第一層：一次設(shè)備（負荷開關(guān)、分段器等）第二層：FTU控制箱主要由開關(guān)操作控制電路、不間斷供電電源、控制箱體等部件組成。各FTU分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運行情況，如負荷、電壓、功率和開關(guān)當前位置、貯能完成情況等，并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠方配電網(wǎng)自動化控制中心。各FTU還可以接受配網(wǎng)自動化控制中心下達的命令進行相應(yīng)的遠方倒閘操作。

第三層：通信子系統(tǒng)第四層：FA控制主站FA控制主站的功能主要是提供人機接口，自動處理來自線路的FTU的數(shù)據(jù)，對故障點進行定位，并遙控線路開關(guān)，實現(xiàn)故障點的自動隔離及恢復(fù)供電。

FTU應(yīng)滿足的基本要求是：①數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾裕虎跁r間響應(yīng)的快速性；③不同的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和不同響應(yīng)時間。

第五層：SCADA／DMS主站

SCADA／DMS主站與饋線自動化控制主站相連，可完成配電線路的SCADA監(jiān)控以及更高級的配電管理功能。

2024/3/44基于FTU的饋線自動化系統(tǒng)的構(gòu)成FTU：是一種具有數(shù)據(jù)采集和通信功能的柱上開關(guān)控制器。作用：各個FTU分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運行情況，如負荷、電壓、功率和開關(guān)當前的位置、儲能完成情況等，并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)給配電網(wǎng)的控制中心；接收配電網(wǎng)自動控制中心的命令進行相應(yīng)的倒閘操作；故障時記錄下故障前和故障時的重要信息，如最大故障電流和故障前的負荷電流、最大故障功率等，并將上述信息發(fā)送給控制中心，經(jīng)計算機系統(tǒng)分析后確定故障區(qū)段和最佳供電恢復(fù)方案，最終以遙控方式隔離故障區(qū)段、恢復(fù)健全區(qū)段供電。二、FTU（饋線終端單元）2024/3/4第5頁（1）FTU組成：（a）主控制器部分、（b）電壓電流信號采集。（c）輸入／輸出(I／O)部分（d）調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、二、FTU（饋線終端單元）2024/3/4第6頁電壓、電流形成部分來自線路的電壓、電流主控制器部分開關(guān)量輸入/輸出（I/O）部分開關(guān)量引入控制開關(guān)MODEM與主站通信（2）FTU內(nèi)部結(jié)構(gòu)2024/3/472024/3/48FTU一般應(yīng)具有下列功能：(a)遙信功能。FTU應(yīng)能對柱上開關(guān)的當前位置、通信是否正常、貯能完成情況等重要狀態(tài)量進行采集。若FTU自身有繼電保護功能的話，還應(yīng)對保護動作情況進行遙信。(b)遙測功能。FTU最重要的遙測功能是采集正常運行時和故障瞬間開關(guān)經(jīng)歷的電流，此外還可增加采集電壓、有功功率及無功功率等模擬量的功能。

(c)遙控功能。FTU應(yīng)能接受遠方命令控制柱上開關(guān)合閘和跳閘。(d)統(tǒng)計功能。FTU還應(yīng)能對開關(guān)遮斷故障電流的次數(shù)和動作時間進行統(tǒng)計（3）FTU的性能要求2024/3/4第9頁(e)對時功能。FTU應(yīng)能接受主系統(tǒng)的對時命令，以便和系統(tǒng)時鐘保護一致。(f)事件順序記錄(SOE)。記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時刻和先后順序。(g)事故記錄：記錄事故發(fā)生時的最大故障電流和事故前一段時間(一般是1分鐘)的平均負荷，以便分析事故，確立故障區(qū)段，并為恢復(fù)健全區(qū)段供電時進行負荷重新分配提供依據(jù)。(h)定值遠方修改和召喚定值。(i)自檢和自恢復(fù)功能。FTU應(yīng)具有自檢測功能，并在設(shè)備自身故障時及時告警；FTU應(yīng)具有可靠的自恢復(fù)功能，一旦受干擾造成死機，應(yīng)能通過監(jiān)視定時器(WDT)重新復(fù)位系統(tǒng)恢復(fù)正常運行(j)遠方控制閉鎖與手動操作功能。(k)抗惡劣環(huán)境

2024/3/4第10頁（3）FTU的性能要求

(l)具有良好的維修性。

(m)可靠的電源。

(o)電度采集。這是一項可選功能，對于實行分片管理的供電部門，安裝在聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的FTU一般應(yīng)具有雙向電度采集功能，這對于電能核算和線損估計有意義。

2024/3/4第11頁（3）FTU的性能要求（4）配變遠方測控單元（TTU）TTU的主要功能：1）實現(xiàn)對配電變壓器實現(xiàn)遠方監(jiān)視。2）采集變壓器的I、U、P、Q、cos

、分時電量、電壓合格率等數(shù)據(jù)。3）根據(jù)監(jiān)視的負荷曲線，準確計算線損、用戶電量核算、防竊電。4）通過低壓配電線載波實現(xiàn)對本臺區(qū)低壓用戶進行抄表數(shù)據(jù)的遠傳。結(jié)構(gòu)特點：

與FTU類似，但增加低壓載波、輸出控制為補償功率因數(shù)的電容器。（4）配變遠方測控單元（TTU）2024/3/42024/3/4第14頁（5）區(qū)域工作站特點：1）一般采用工業(yè)PC、多路串行口擴展板構(gòu)成，采用通用規(guī)約，允許多臺FTU共用同一通道；2）一般設(shè)置在主變電所，并設(shè)UPS。

基于重合器的饋線自動化

優(yōu)點：具有無需通信網(wǎng)絡(luò)，無需遠方控制中心進行干預(yù)，結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低建設(shè)投資費用缺點：對開關(guān)斷開能力要求高，為找到故障點而需要多次重合，對設(shè)備沖擊大，隨網(wǎng)絡(luò)運行方式的變化，需要到現(xiàn)場修改定值，且不能對運行參數(shù)進行監(jiān)控，故障信息不能及時上報配調(diào)中心等。三、兩種饋線自動化方案比較2024/3/4第15頁基于FTU的饋線自動化優(yōu)點：為全面實現(xiàn)配電自動化創(chuàng)造了最為基本的條件