馈线自动化技术方案.pptx

馈线自动化技术方案,全国输配电技术协作网配电自动化专委会委员 许继集团 珠海许继电气有限公司 自动化产品线经理 2018年5月,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,定义：指对配电线路运行状态进行监测和控制，在故障发生后实现快速准确定位和迅速隔离故障区段，恢复非故障区域供电。（Feeder Automation，简称FA）,1.1馈线自动化定义,集中调控馈线自动化,1.重合器式馈线自动化,2.智能分布式馈线自动化,3.分界看门狗型,就地型线路自动化,1.主站集中全自动型,2.主站集中半自动型,4.继电保护型,1.2馈线自动化分类,1.3就地型馈线自动化派生,就地型馈线自动化的衍生,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,2.1 馈线自动化建设目标,8,模式优化,1,流程优化,2,指标考核,3,信息传递,4,物资调配,5,设备监控,1,配电自动化,2,网架优化,3,抢修技术,4,故障快速复电,人员和物资快速响应,装备和自动化技术基础,2.1 馈线自动化建设目标,9,配网故障快速复电,设备自动化,快速报告、快速诊断、快速定位、 快速隔离、快速修复、快速沟通。,配电自动化（馈线自动化）,平台,手段,要求,目标,2.1 馈线自动化建设目标,馈 线 自 动 化,无闪隔离区段故障 拦截用户出门故障,快速定位故障 快速隔离故障 躲避瞬时故障,快速报告故障,故障快速复电,2.2 馈线自动化与故障快速复电,2.2 馈线自动化与故障快速复电,“自愈” 经常被误解，我们认为自愈包括： 事前：概率风险评估与预防性控制 1）结合负荷预测进行方式调整避免过负荷 2）结合在线检测（温度、局部放电）进行 相应控制避免酿成严重后果 3）。 事中：馈线自动化 事后：配电自动化修正性控制（转供电）,馈线自动化与故障快速复电,故障快速报告,故障快速复电,故障快速诊断,故障快速定位,故障快速隔离,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,建立配电自动化系统，建立光纤通信信道； 站内出线CB配置常规短路和零序保护; 关键分段点及联络点实现“三遥”。,主干线分段点开关，采用“三遥”集中型成套设备。 “三遥”终端与主站建立光纤或无线通信信道,集中型成套设备,主站集中型FA-建设方案,实施 条件,3.1主站集中型,(1)正常工作,(2)故障跳闸,(3)故障信息上送主站,(4)主站进行故障定位并隔离，恢复供电,主站系统根据终端上送的故障告警信息，进行故障定位,确定故障类型和区段，主站遥控隔离故障和恢复非故障区供电,发生 故障,主站集中型FA故障处理过程,3.1主站集中型,需要配置三遥型配电终端； 故障处理过程依赖通信，需要采用光纤通信方式； 能够快速恢复非故障区域的供电。,特点分析,3.1主站集中型,线路分段点设置为“分段”模式，具备“失压分闸”、“来电延时合闸”以及 电压时间型逻辑的闭锁功能； 联络点设置为“L（联络）”模式，具备单侧失电延时合闸、两侧有压闭锁合闸、瞬时来电闭锁合闸等功能。,电压时间型成套设备FS,不依赖于主站及通信，就地实现故障的定位与隔离； 单相接地故障采用“零序电压突变法”，同步解决小电流系统接地故障的精确选线选段。,电压时间型FA-建设方案,站内出线CB配置常规保护，具备一次或二次重合闸； 自动化分段及联络点采用电压时间型智能成套设备。,实施 条件,3.2电压时间型,若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电,若是永久性故障，再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,(2)故障跳闸,(3)第一次重合,(4)FS2开关关合至故障点,(5)再次跳闸,(6)第二次重合,正常段供电,(7)故障区后 端恢复供电,短路 故障,电压时间型FA-故障处理过程,3.2电压时间型,若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电,若是永久性故障，再次跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)人工拉线,(3)试送电,(4)FS2开关关合至故障点,(5)FS2跳闸，切除接地故障,(6)故障区后 端恢复供电,接地 故障,变电站绝缘监测装置监测到零序电压,电压时间型FA-故障处理过程,3.2电压时间型,开关采用“来电即合、无压释放”的原理，无蓄电池，真正免维护； 不依赖通信及主站实现就地智能保护功能； 除此之外，对于小电流接地系统，通过与“拉线”法配合，实现主干线单相接地故障的定位和隔离。,特点分析,3.2电压时间型,站内出线CB配置常规保护，具备一次或二次重合闸; 分段点开关采用为电压电流型成套设备。,具备电压时间逻辑闭锁及故障电流双重判据 具备小电流接地故障选线定位功能,电压电流型成套设备FS,实施 条件,电压电流型就地FA-建设方案,不依赖于主站及通信，就地实现短路及接地故障的定位与隔离； 相较于电压时间型，电压电流型引入故障电流判据，故障处理时间及开关动作次数均较少。,3.3电压电流型,电压电流型开关合闸后进行Y时间检测，若无故障电流则闭锁分闸,站内保护断路器CB保护跳闸，分段开关失压分闸。,(1)正常工作,(2)CB1保护跳闸,(3)CB1第1次重合,(4)FS1延时合闸，闭锁分闸,(5)FS2开关合至故障点,(6)CB1再次跳闸,(7)故障区前端恢复供电,短路 故障,FS2合闸后Y时间内检测到故障电流，在失压后分闸并闭锁，FS2检测到残压反向来电闭锁,电压电流型就地FA-故障处理过程,基于负荷开关的电压电流型,3.3电压电流型,若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电,若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)CB保护 跳闸,(3)试送电,(4)FB2开关关合至故障点,(5)FB2跳闸，隔离故障,(6)故障区后 端恢复供电,短路 故障,电压电流型就地FA-故障处理过程,基于断路器的电压电流型,3.3电压电流型,若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电,若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)CB保护 跳闸,(3)试送电,(4)FB2开关关合至故障点,(5)FB2跳闸，隔离故障,(6)故障区后 端恢复供电,接地 故障,电压电流型就地FA-故障处理过程,3.3电压电流型,基于断路器的电压电流型,负荷开关模式可以加快非故障区域供电，变电站需具备2次重合闸； 断路器模式变电站只需具备1次重合闸；主干线安装的分段断路器需与变电站保护配合，要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上； 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。,特点分析,3.3电压电流型,3.4自适应综合型,自适应重合闸型-故障就地隔离,26,CB重合闸，有故障记忆的开关延时7s合闸，无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障，则恢复供电,若是永久性故障，再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,短路 故障,(2)故障跳闸,(3)CB第一次重合闸,(4)FS2合到故障后CB再次跳闸,(5)第二次重合,3.4自适应综合型,自适应重合闸型-故障就地隔离,27,CB重合闸，有故障记忆的开关延时7s合闸，无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障，则恢复供电,若是永久性故障，再次跳闸,故障隔离完毕 恢复正常区段供电,(1)正常工作,接地 故障,(2)故障跳闸,(3)CB第一次重合闸,(4)FS2合到故障后CB再次跳闸,(5)第二次重合,针对复杂网架，无需在分支处整定不同的延时定值，可以实现网架自适应，比传统的电压时间型更具优点； 单相接地故障与短路故障处理逻辑类似，更易理解； 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。,特点分析,3.4自适应综合型,CB配置常规保护，速动型需站内具备保护延时级差裕度; 建立光纤通信信道，缓动型可采用无线代替； 分段点开关具备对等通信配置及功能。,实施 条件,主干线分段点开关（柜）配置智能分布式终端 每个终端之间建立光纤对等通信通道,智能分布式成套设备,不依赖主站，通过设备之间对等通信完成信息交互就地实现故障的定位与隔离； 速动型可实现毫秒级故障定位与隔离，缓动型需站内跳闸1次。,智能分布型就地FA-建设方案,3.5智能分布式,DTU01、DTU1检测到CB1、K1有故障电流，CB1保护跳闸,(1)正常工作,(2)发生故障,DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间，发出指令，联络开关LS合闸，恢复故障后段供电,(5)故障后段恢复供电,CB保护延时0.3S，零序1S，一次重合闸,智能分布式就地FA-故障处理过程,3.5智能分布式,DTU1检测到K1、K2有故障电流,(1)正常工作,(2)发生故障,DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间，开放联络开关LS合闸，恢复故障后段供电,(5)故障后段恢复供电,CB保护延时 0.3S，零序1S,智能分布式就地FA-故障处理过程,3.5智能分布式,依赖配电终端之间的对等通信，需采用光纤对等通信方式； 负荷开关模式变电站只需配置一次重合闸； 断路器模式变电站不需要跳闸；但要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上；,特点分析,3.5智能分布式,直接切除接地故障,在延时过程中,故障消失，看门狗不动作,看门狗有故障电流记忆，在线路无压无流条件下分闸,3.瞬时性故障与重合闸,3.瞬时性故障与重合闸,变电站出线断路器重合，非恢复区域恢复供电,变电站出线断路器保护跳闸,若延时完毕故障仍存在，看门狗分闸,接地故障，看门狗需经过延时判断,2.相间短路故障,负荷开关架空看门狗的故障处理,1.单相接地故障,VSR3,FDK,FFK,1.单相接地故障,2.相间短路故障,5,4,3,2,1,6,7,8,9,10,5,4,3,2,1,3.6分界看门狗型,经过重合闸延时，断路器看门狗重合，若瞬时性故障，则恢复供电,检测到故障电流，断路器看门狗跳闸,直接切除短路故障,直接切除接地故障,若是永久性故障，断路器看门狗后加速保护跳闸,2.相间短路故障,断路器架空看门狗的故障处理,1.单相接地故障,3.瞬时性故障与后加速,VSR3,FDK,FFK,1.单相接地故障,2.相间短路故障,3.重合闸与后加速,5,4,3,2,1,6,7,8,9,10,3.7继电保护型,自动切除用户单相接地故障； 自动隔离/切除用户相间短路故障； 自动躲避用户侧瞬时性故障； 故障信息自动上报，快速定位故障点。,特点分析,3.8分界看门狗&继电保护型,目 录,馈线自动化的认识,馈线自动化建设目标,典型馈线自动化方案,1,2,3,4,馈线自动化建设原则,思考,不同的馈线自动化模式之间的 差异是什么？ 如何选择？ 怎么建设,4.1不同馈线自动化模式对比,最佳故障复电方案,投资少,见效快,易实施,防停电,少停电,知停电,不依赖通信,不依赖主站,维护工作少,技术因素,经济因素,（1）就地型馈线自动化的优势,4.2就地FA的优势,无需建立故障定位系统或配电自动化系统 无需建立通信信道； 通过智能设备自动化功能，与变电站出线开关配合实现故障自动定位和隔离、非故障区间恢复供电,就地智能故障处理,故障快速定位系统,配电自动化系统,管,建立2/3/4G无线通信信道和故障快速定位系统； 自动上传故障信号、开关动作信号等； 快速定位系统实现线路实时状态监测和故障快速定位。,建立配电自动化系统，建立光纤、无线等通信信道； 自动上传故障信号、开关动作信号等； 主站系统远方遥控开关分合，具备合环转供电功能。,监,控,优,就地型馈线自动化支撑平滑升级,3.8就地馈线自动化升级过程,若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电,若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸,故障隔离完毕 恢复故障后段供电,(1)正常工作,(2)CB保护 跳闸,(3)试送电,(4)FB2开关关合至故障点,(5)FB2跳闸，隔离故障,(6)故障区后 端恢复供电,短路 故障,电压电流型就地FA-故障处理过程为例,基于断路器的电压电流型,4.3就地重合式时效性分析,站内CB掉闸、一次重合；线路FB失压分闸、自适应重合闸，Y时间内保护跳闸,故障后端复电_,E. 故障前端复电_,F. 线路及设备冲击_,故障隔离时间_,D. 故障定位时间_,A. 站内CB动作次数_,B. 故障前端停电次数_,跳闸1次，重合闸1次 （集中型FA跳闸2次、重合1次）,16s,16s,站内CB重合,联络开关手合或电合,CB、FB2切除故障电流各1次，FB2关合短路电流1次 CB 切除故障电流2次，关合短路电流1次（集中型FA）,1次 （集中型FA停电2次）,C. 瞬时性故障能否识别_,可以，前端停电1次 （集中型FA停电1次）,线路断路器FB X/Y时间=7/5s,4.4就地重合式与主站集中型的对比分析,电压电流型就地FA-故障处理过程为例,4.4就地重合式与主站集中型的对比分析,4.5以馈线为单位的建设,以馈线为单元，而不是以设备为单元，