配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化

配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化主講老師：吳曉清目前，配電網(wǎng)故障處理通常采用繼電保護(hù)與饋線自動(dòng)化相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，利用繼電保護(hù)快速切除故障，利用饋線自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離并恢復(fù)無(wú)故障區(qū)域供電。饋線自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱FA）是指利用自動(dòng)化裝置或系統(tǒng)，監(jiān)視配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)故障，進(jìn)行故障定位、隔離和恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電。包括集中型饋線自動(dòng)化、就地型饋線自動(dòng)化兩種。序論集中型饋線自動(dòng)化第一章就地型饋線自動(dòng)化第二章目錄頁(yè)第一章集中型饋線自動(dòng)化集中型饋線自動(dòng)化集中型饋線自動(dòng)化是通過(guò)配電自動(dòng)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(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)不僅可以在故障發(fā)生時(shí)起作用，而且在正常運(yùn)行時(shí)也可以對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，其故障處理策略也可以根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)。故障定位故障區(qū)域隔離非故障區(qū)域恢復(fù)供電故障原理——1.故障定位當(dāng)線路發(fā)生短路故障或小電阻接地系統(tǒng)的接地故障時(shí)，若為瞬時(shí)故障，變電站出線開關(guān)跳閘重合成功，恢復(fù)供電；若為永久故障，變電站出線開關(guān)再次跳閘并報(bào)告主站，同時(shí)故障線路上故障點(diǎn)上游的所有FTU/DTU由于檢測(cè)到短路電流，也被觸發(fā)，并向主站上報(bào)故障信息。而故障點(diǎn)下游的所有FTU/DTU則檢測(cè)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(diào)度員工作站上自動(dòng)調(diào)出該信息點(diǎn)的接線圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點(diǎn)及相關(guān)信息。故障原理——1.故障定位當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，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(guān)，則通過(guò)人工或遙控方式逐一試?yán)鼍€開關(guān)進(jìn)行選線，然后再通過(guò)人工或遙控方式試?yán)侄伍_關(guān)進(jìn)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(diào)度員工作站上自動(dòng)調(diào)出該信息點(diǎn)的接線圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點(diǎn)及相關(guān)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(dòng)或自動(dòng)。1）手動(dòng)隔離：主站向調(diào)度員提示饋線故障區(qū)段、擬操作的開關(guān)名稱，由調(diào)度員確認(rèn)后，發(fā)令手動(dòng)遙控將故障點(diǎn)兩側(cè)的開關(guān)分閘，并閉鎖合閘回路。2）自動(dòng)隔離：主站發(fā)令給故障點(diǎn)兩側(cè)開關(guān)的FTU/DTU進(jìn)行分閘操作并閉鎖，在兩側(cè)開關(guān)完成分閘并閉鎖后FTU/DTU上報(bào)主站。故障原理——3.非故障區(qū)域恢復(fù)供電主站在確認(rèn)故障點(diǎn)兩側(cè)開關(guān)被隔離后，執(zhí)行恢復(fù)供電的操作?；謴?fù)供電操作也分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。1）由調(diào)度員手動(dòng)或由主站自動(dòng)向變電站出線開關(guān)發(fā)出合閘信息，恢復(fù)對(duì)故障點(diǎn)上游非故障區(qū)段的供電。2）對(duì)故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段的恢復(fù)供電操作，若只有一個(gè)單一的恢復(fù)方案，則由調(diào)度員手動(dòng)或主站自動(dòng)向聯(lián)絡(luò)開關(guān)發(fā)出合閘命令，恢復(fù)故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段的供電。3）對(duì)故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段的恢復(fù)供電，若存在兩個(gè)及以上恢復(fù)方案，主站向調(diào)度員提出推薦方案，由調(diào)度員選擇執(zhí)行。

典型應(yīng)用簡(jiǎn)單故障如果環(huán)網(wǎng)柜是雙電源供電，且滿足N-1原則，即當(dāng)一個(gè)電源點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)段電源能帶動(dòng)環(huán)網(wǎng)上的所有負(fù)荷，系統(tǒng)按簡(jiǎn)單故障處理模式進(jìn)行處理。斷路器出口故障、母線故障、電纜故障、負(fù)荷側(cè)故障、線路末端故障都屬于簡(jiǎn)單故障。復(fù)雜故障如果環(huán)網(wǎng)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(jìn)一步按復(fù)雜故障處理模式進(jìn)行處理。針對(duì)故障電流信號(hào)不連續(xù)故障，一側(cè)多點(diǎn)故障、一側(cè)及對(duì)側(cè)同時(shí)故障、開關(guān)不可控需要擴(kuò)大范圍的故障、負(fù)荷不能全部被轉(zhuǎn)供需要甩負(fù)荷、負(fù)荷拆分的故障、聯(lián)絡(luò)開關(guān)處故障都屬于復(fù)雜故障。典型應(yīng)用——簡(jiǎn)單故障1）斷路器出口故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)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(fù)故障下游，下游故障恢復(fù)原則見(jiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供優(yōu)選原則。圖1斷路器出口故障典型應(yīng)用——簡(jiǎn)單故障2）母線故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)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(fù)故障下游，合上S1恢復(fù)上游供電。圖2母線故障典型應(yīng)用——簡(jiǎn)單故障3）電纜線故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警，A2故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)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(fù)故障下游，合上S1恢復(fù)上游供電。圖3電纜線故障典型應(yīng)用——簡(jiǎn)單故障4）負(fù)荷側(cè)故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警，B1故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)可判定B1下游區(qū)域發(fā)生故障，即負(fù)荷側(cè)故障，斷開B1隔離故障，合上S1恢復(fù)上游供電。圖4負(fù)荷側(cè)故障典型應(yīng)用——簡(jiǎn)單故障5）線路末端故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1、A2、A3、B4故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)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(fù)上游供電。圖5線路末端故障典型應(yīng)用——復(fù)雜故障1）未有轉(zhuǎn)供路徑的處理策略故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警，A2故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)，故障區(qū)域發(fā)生在A2與A3之間，由于此時(shí)下游無(wú)轉(zhuǎn)供路徑，無(wú)需對(duì)下游隔離處理，僅對(duì)上游區(qū)域進(jìn)行隔離和恢復(fù)。因此斷開A2隔離故障，合上S1恢復(fù)上游供電。圖6未有轉(zhuǎn)供路徑故障典型應(yīng)用——復(fù)雜故障2）故障不連續(xù)故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警，A3故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)，故障信號(hào)不連續(xù)，但根據(jù)故障信號(hào)仍可判定故障區(qū)域?yàn)锳3-A4-B4區(qū)域故障，斷開A3、A4、B4隔離故障，合上A6和A9恢復(fù)下游供電，合上S1恢復(fù)上游供電。圖7故障信號(hào)不連續(xù)典型應(yīng)用——復(fù)雜故障3）本側(cè)多點(diǎn)故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1、A2、A3、A4、B4故障告警；根據(jù)動(dòng)作信號(hào)，故障區(qū)域大于一處，根據(jù)故障信號(hào)斷定，可判定故障區(qū)域?yàn)锳4-A5和B4下游區(qū)域故障，斷開A4、A5、B4隔離故障，合上A6恢復(fù)下游供電，合上S1恢復(fù)上游供電。圖8本側(cè)多點(diǎn)故障典型應(yīng)用——復(fù)雜故障4）本側(cè)對(duì)側(cè)同時(shí)故障故障處理：斷路器S1保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A1故障告警；斷路器S2保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A12故障告警，A11故障告警；斷路器S3保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)分閘；A8故障告警，B9故障告警；圖9本側(cè)對(duì)側(cè)同時(shí)故障④根據(jù)故障信號(hào)分析，發(fā)生三個(gè)故障分別導(dǎo)致S1、S2、S3跳閘，根據(jù)故障電流，可判定A1-A2,A11-A10,B9下游三個(gè)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(gè)故障的處理可能沒(méi)有轉(zhuǎn)供方案，如故障一和故障三，但是當(dāng)一個(gè)故障處理完畢之后，可以對(duì)另一個(gè)故障做二次分析處理，可能得到轉(zhuǎn)供方案。如故障三處理之后，對(duì)故障一再次分析，可以得到下游恢復(fù)方案，即合上A6,（僅在交互方式可操作，自動(dòng)方式下不再次分析）。直接根據(jù)過(guò)流保護(hù)（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?yàn)楦鞣N要求，故障隔離區(qū)域還可能需求被擴(kuò)大。比如：隔離開關(guān)被掛有不可操作標(biāo)志牌；隔離開關(guān)已經(jīng)嘗試分閘，但不成功，上送拒動(dòng)標(biāo)志信號(hào)（主站和就地配合時(shí)用到）；開關(guān)是否可遙控，包括該開關(guān)是否有遙控點(diǎn)號(hào)，通信是否正常；是否掛有短接牌。此時(shí)，需要通過(guò)擴(kuò)大隔離范圍，確保隔離故障和最大范圍恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。典型應(yīng)用——復(fù)雜故障5）擴(kuò)大隔離故障圖10擴(kuò)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?yàn)锳1~A2之間，如果開關(guān)A2不可遙控，故障區(qū)域就由A1~A2自動(dòng)擴(kuò)大為下一個(gè)可控的開關(guān)即A1~A3，如圖。所以斷開A3、A1隔離故障，合上A6或者A9恢復(fù)下游供電，合上S1恢復(fù)上游供電。當(dāng)需要轉(zhuǎn)供的負(fù)荷容量大于轉(zhuǎn)供容量時(shí)，需要考慮甩去部分負(fù)荷。故障處理：S2跳閘，A12、A11有故障電流，判定故障區(qū)域?yàn)锳11~A10，斷開A10和A11隔離故障，合上A9恢復(fù)下游負(fù)荷供電，如果此時(shí)可轉(zhuǎn)供容量小于非故障區(qū)域需轉(zhuǎn)供負(fù)荷量即B12+B11+B10，需要甩去部分負(fù)荷。甩負(fù)荷的原則是從最小容量的負(fù)荷甩，掛有保電的負(fù)荷最后甩。典型應(yīng)用——復(fù)雜故障6）甩負(fù)荷圖11甩負(fù)荷第二章就地型饋線自動(dòng)化就地型饋線自動(dòng)化就地型饋線自動(dòng)化是指在配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，不依賴配電主站控制，通過(guò)配電終端相互通信、保護(hù)配合或時(shí)序配合，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和非故障區(qū)域供電的恢復(fù)，并上報(bào)處理過(guò)程及結(jié)果。

速動(dòng)型智能分布式饋線自動(dòng)化的配電終端通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)，與同一供電環(huán)路內(nèi)相鄰分布式配電終端實(shí)現(xiàn)信息交互，當(dāng)配電線路上發(fā)生故障，在變電站出口斷路器保護(hù)動(dòng)作前，主干斷路器已實(shí)現(xiàn)快速故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。技術(shù)特征

分布式饋線自動(dòng)化主要應(yīng)用于對(duì)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(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)、N供一備、花瓣形等開環(huán)或閉環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)架。適用范圍

分布式FA的故障定位，主要通過(guò)檢測(cè)故障區(qū)段兩側(cè)短路電流的特征差異,從而定位故障發(fā)生在對(duì)應(yīng)區(qū)段。隔離相應(yīng)故障區(qū)段后判斷聯(lián)絡(luò)電源轉(zhuǎn)供條件滿足與否，若滿足，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)完成非故障停電區(qū)域的供電恢復(fù)。故障處理智能分布式饋線自動(dòng)化動(dòng)作案例速動(dòng)型智能分布式饋線自動(dòng)化在配電站1的2#開關(guān)和配電站2的3#開關(guān)之間發(fā)生短路故障，在20ms內(nèi)完成終端間故障信息交互確定故障隔離成功，5s內(nèi)合上開關(guān)站3的5#開關(guān)，完成非故障區(qū)段恢復(fù)供電，F(xiàn)A結(jié)束。分布式FA啟動(dòng)，定位故障發(fā)生在2#開關(guān)、3#開關(guān)之間；在變電站A出口斷路器跳閘之前（0.3s及以上的延時(shí)），2#開關(guān)分閘，3#開關(guān)分閘，150ms內(nèi)故障隔離完成智能分布式饋線自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)：故障處理不需要主站參與，可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)定位、隔離故障，秒級(jí)轉(zhuǎn)供負(fù)荷；停電范圍小，停電感知用戶少。缺點(diǎn)：要與保護(hù)配合，通信質(zhì)量要求高，系統(tǒng)集成測(cè)試成本高，運(yùn)維難度較大，靈活性差。智能分布式饋線自動(dòng)化

就地重合器式饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)不依賴于主站和通信，通過(guò)開關(guān)多次重合實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離，有電壓時(shí)間型、電壓電流時(shí)間型、自適應(yīng)綜合型等。技術(shù)特征

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

電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化主要?jiǎng)幼鬟壿嬍恰笆悍珠l、來(lái)電延時(shí)合閘”，在變電站重合后，開關(guān)來(lái)電延時(shí)合閘，根據(jù)合閘前后的電壓保持時(shí)間，確定故障位置并隔離。電壓電流時(shí)間型是在電壓時(shí)間型基礎(chǔ)上，增加了故障電流輔助判據(jù)，一次快速重合閘躲避瞬時(shí)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(fù)非故障區(qū)段的供電。自適應(yīng)綜合型是在電壓時(shí)間型的基礎(chǔ)上，增加了故障信息記憶和來(lái)電合閘延時(shí)自動(dòng)選擇功能，實(shí)現(xiàn)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(guān)無(wú)壓分閘變電站開關(guān)第一次重合F001開關(guān)等待7s后重合F002開關(guān)等待7s后重合于故障點(diǎn)，變電站開關(guān)第二次跳閘，F(xiàn)002和F003閉鎖。變電站開關(guān)第二次重合F001開關(guān)等待7s后再次重合人工或遙控聯(lián)絡(luò)開關(guān)L1合閘動(dòng)作案例瞬時(shí)故障也需多個(gè)開關(guān)重合1電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化重合式就地型饋線自動(dòng)化FS12與FS13之間發(fā)生永久故障，CB1跳閘，F(xiàn)S11、FS12、FS13失壓計(jì)數(shù)1次，F(xiàn)S11、FS12過(guò)流計(jì)數(shù)1次CB1一次重合失敗，F(xiàn)S11、FS12、F13失壓計(jì)數(shù)2次，F(xiàn)S11、FS12過(guò)流計(jì)數(shù)2次。因失壓計(jì)數(shù)2次到，F(xiàn)S11、FS12、FS13均分閘CB1二次重合，經(jīng)合閘閉鎖時(shí)間X，F(xiàn)S11合閘，并經(jīng)故障確認(rèn)時(shí)間Y，F(xiàn)