智能馈线自动化就地控制系统.doc

袆芀蒈蒆螂艿膈蚂蚈芈莀蒄肆芇蒃螀羂芆薅薃袈芅芅螈螄袂莇薁蚀袁葿螇罿羀腿蕿袅罿芁螅螁羈蒄薈螇羇薆蒀肅羇芆蚆羁羆莈葿袇羅蒀蚄螃羄膀蒇虿肃节蚂羈肂莄蒅袄肁薇蚁袀肁芆薄螆肀荿蝿蚂聿蒁薂羁肈膁螇袇肇芃薀螃膆莅螆虿膅蒈薈羇膅膇莁羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁膁芄蒈羀膀莆蚃袆芀蒈蒆螂艿膈蚂蚈芈莀蒄肆芇蒃螀羂芆薅薃袈芅芅螈螄袂莇薁蚀袁葿螇罿羀腿蕿袅罿芁螅螁羈蒄薈螇羇薆蒀肅羇芆蚆羁羆莈葿袇羅蒀蚄螃羄膀蒇虿肃节蚂羈肂莄蒅袄肁薇蚁袀肁芆薄螆肀荿蝿蚂聿蒁薂羁肈膁螇袇肇芃薀螃膆莅螆虿膅蒈薈羇膅膇莁羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁膁芄蒈羀膀莆蚃袆芀蒈蒆螂艿膈蚂蚈芈莀蒄肆芇蒃螀羂芆薅薃袈芅芅螈螄袂莇薁蚀袁葿螇罿羀腿蕿袅罿芁螅螁羈蒄薈螇羇薆蒀肅羇芆蚆羁羆莈葿袇羅蒀蚄螃羄膀蒇虿肃节蚂羈肂莄蒅袄肁薇蚁袀肁芆薄螆肀荿蝿蚂聿蒁薂羁肈膁螇袇肇芃薀螃膆莅螆虿膅蒈薈羇膅膇莁羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁膁芄蒈羀膀莆蚃袆芀蒈蒆螂艿膈蚂蚈芈莀蒄肆芇蒃螀羂芆薅薃袈芅芅螈螄袂莇薁蚀袁葿螇罿羀腿 智能馈线自动化就地控制系统国内自主产权无通信阻抗型控制模式简介专利发明人：杨万钟2010.5.25智能馈线自动化就地控制系统国内自主产权无通信阻抗型控制模式简介1 馈线自动化发展概况目前未实现馈线自动化的线路，当线路发生短路故障时，变电站出线开关速断保护动作跳闸，切断短路电流，而后重合闸继电器动作，使出线开关合闸。若瞬时短路，重合成功，恢复供电；若永久短路，出线开关速断保护又动作，又使出线开关跳闸，但重合闸继电器不再动作，而使全线停电，供电可靠性差，且对线路断线、接地故障，不作处理。实现馈线自动化的线路，在线路上安装分段开关，环网再装联络开关，把线路分成几个区段。发生故障（短路、断线、接地）时，只可能发生在一个区段，此时，使故障区段两侧开关跳闸，并使非故障区段恢复供电，因而故障时只停故障区段，从而大大提高供电可靠性。要实现馈线自动化，用继电保护来解决是不行的，因为出线开关装有速断保护，0秒动作，必须采用特殊方法。所以1960年美国推出电流型控制模式，1965年日本推出电压型控制模式，这是两套无通信就地控制模式，但这两套模式存在不少缺点。1985年随着通信系统的发展，美英等国推出了有通信配网自动化系统。专利发明人，自2000年11月至今，从事就地控制系统研究，终于取得了成果。申请了一项发明专利：配网短路故障及非故障区段恢复供电方法（公开号：CN101534001A），用来处理短路故障；利用发明人专利外特有技术，处理断线、接地故障。根据作用原理，将这套装置取名为阻抗型控制模式馈线自动化系统（以下简称发明装置）。这是就地控制系统中的第三种模式，国外是没有的，国内是第一种自主产权的控制模式，从而为就地控制系统开辟了新模式。2 目前就地控制模式存在的问题美国、日本就地控制模式，存在不少问题：（1）美国电流型控制模式，处理短路故障时，短路电流冲击次数多达56次，对配网自动化安全运行不利。（2）开关动作频繁，约1115次。（3）故障区段隔离约30秒，恢复供电约60秒，时间太长。（4）短路故障处理时，多次停送电。（5）需用重合器。（6）重合器继电保护与出线开关继电保护相配合，难度大，只能用重合器保护。（7）不能寻找断线故障。（8）难以寻找中性点不接地系统的接地故障。 （9）电流型控制模式，只能将线路分成三个区段；电压型控制模式超过四个区段，故障隔离、恢复供电时间更长。3 阻抗型控制模式的优点（1）消除瞬时短路。（2）永久短路时，切断短路电流2次，同于目前事故处理。（3）短路故障区段隔离、非短路区段恢复供电快速，只需几秒。（4）出线开关二次重合所检测的阻抗，在误差达50%以内时，仍可正确处理短路故障。（5）无电流开断短路故障区段开关，因此开关可用负荷开关、环网开关。（6）短路故障检测及非故障区段恢复供电，时限可调，分段开关动作时限可调，分段开关时限级差可调，二次重合时间可调，从而确保无电流开断短路故障区段开关，确保非故障区段恢复供电。（7）短路故障区段另一侧开关，永久短路时，残压开断闭锁，另一电源恢复供电时，永久短路区段开关已被断开。（8）残压开断失效（几率极少），有补救措施。（9）开关不频繁动作，只动作必要的开关。（10）短路故障处理时，不多次停送电。（11）不用重合器，解决了出线开关继电保护与重合器继电保护配合难的问题。（12）不用调整出线开关继电保护，保持继电保护的完整性、可靠性。（13）利用发明人专利外特有技术，处理断线故障。（14）利用发明人专利外特有技术，处理中性点不接地系统的接地故障。（15）分支线可装设发明装置。（16）线路分区段方便，不受分区段三个或四个限制。4 阻抗型控制模式功能（1）开关检测：出线开关、分段开关、支线开关及联络开关，均检测并储存下列参数：电气运行参数，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电量等；安全监控（SCADA）数据；状态量数据；保护动作及故障信息。（2）事故追忆：凡发生短路、过负荷、断线、接地等故障，进行事故追忆。（3）故障录波：凡发生短路、过负荷、断线、接地等故障，进行故障录波。（4）事件顺序记录（SOE）：凡故障处理单元动作、开关变位，均作为事件顺序记录。记录故障信息，动作时间；如系人工操作，记录操作人员代码。（5）故障处理：a.短路故障：利用本人发明专利来检测配网短路故障，凡短路阻抗最小处，即短路故障点。由于永久短路，出线开关继电保护动作跳闸，切断短路电流，此时短路区段开关无电流跳闸，另一侧开关残压开断闭锁，隔离了短路区段。然后出线开关按本发明装置检出的短路阻抗，按一定时限二次重合，恢复对非短路故障区段的供电。若环网，联络开关一侧失电，自动合闸，由另一电源对短路故障线路的非故障区段恢复供电。b.断线故障：一相断线，两相运行，易损坏电气设备；若架空线，掉到地上，高压带电，有可能危及人身安全。架空线用了绝缘导线后，单相断线故障有所增加。断线时，电流、电压、功率等均有变化，利用这些变化，2秒内使断线区段开关跳闸，并使非断线区段恢复供电。c.接地故障：配网故障，90%是接地故障。中性点不接地系统的接地选线、接地区段的寻找一直是个难点，我们在云南作了现场接地试验，解决了这一难点。我们根据零序电压整定值来确定系统是否接地，根据三相对地电压下降确定接地相，并可确定虚幻接地。当接地2小时，自动跳开接地区段，并使非接地区段恢复供电。（6）故障测距：a.短路故障测距：根据出线开关在短路故障时，测出的短路阻抗（架空线最好用感抗），就可测出短路故障距离。若有分支线，短路故障有可能有两个位置，要人工寻找（或打电话询问可能发生短路的用户）；若分支线开关用断路器，可自动判知短路发生在何处。另外也可根据二次重合时间，判知那个区段短路。b.断线故障测距：利用不平衡电流法、突减负载率法、时限判断法，来判断主干线那个区段或那条分支线发生了断线。c.接地故障测距：变电站接地选线装置，可测出那条线路接地。若要测出那个区段接地，采用试跳合找接地方法，1分钟内找出接地分支线，2分钟内找出主干线接地区段。（7）配网信息管理：可进行各种管理，可应用配网高级应用软件，分段开关由手持电脑定时采集数据，实现供电可靠率、电压合格率、线损等指标管理。（8）显示：可在变电站显示配网信息，并通过变电站调度中心的通信线路，在供电公司配调中心显示。真正实现了配电线路无通信，依靠变电站已有的通信线路，实现了配网自动化。（9）存储：开关可存储5分钟、15分钟、60分钟、月数据、年数据、永久数据等各类数据。5 阻抗型控制模式优势和技术特点：（1）阻抗型控制模式优势：a.克服了五十年来电流型、电压型控制模式的缺点。b.不需通信，大大降低造价，性价比超过国外同类产品。c.可拓展应用领域：可与有通信的配网自动化系统相结合，组成配网综合自动化系统，同一个硬件，两套软件，既可无通信运行，又可有通信运行。可与变电站自动化（无人或少人值守）合二为一，组成变配电自动化系统，既可实现变电站自动化，又可实现配网自动化。这样可扩大产品应用范围，节省供电公司投资。d.可用于城网，大、中、小城市均可使用。在配变监测不需通信线路就可解决的情况下，本发明装置功能可与有通信的配网自动化系统相媲美。因此，大、中、小城市先可无通信运行，以后随着通信电缆的增加，也可改为有通信运行。e.可用于农网。实际上经济发达地区就是城网，且农网故障多，有不少地方山高路远，穷乡僻壤，交通不便，又是辐射网络，更需要实现馈线自动化。辐射网络实现馈线自动化后，发生故障时平均可保供电用户37.5%（四个区段）用电，美国就开始对辐射网络实现馈线自动化。（2）技术特点：a.快速处理短路故障,只需几秒时间，而美国、日本模式需30秒、60秒时间。b.无电流开断短路区段，因此可用负荷开关、环网开关。c.出线开关二次重合所检测的短路阻抗，在误差达50%以内，且与开关动作时限相配合，可确保无电流开断短路故障开关，确保非故障区段恢复供电。d.对主干线、分支线进行故障寻址，不管短路、断线、接地故障发生在那条分支线、那个区段，都可知道。e.无通信情况下，可使断线区段两侧开关跳闸。f.解决了中性点不接地系统接地选线、接地区段寻找的难点。6 智能化装置本发明装置，集保护、测量、控制、通信功能于一体，是智能化装置。变电站出线开关继电保护及重合闸继电器，照样运行，且配网支线开关及联络开关可增装继电保护，使这些继电保护联成一体，实现馈线自动化的功能。出线开关、分段开关、支线开关、联络开关，均进行各种测量，实现了配网信息采集与存储。无通信时，实现了馈线自动化的自动控制。变电站内有通信，变电站调度中心有通信，仅配电线路无通信，同样可以实现配网自动化。本发明装置是智能电网的重要组成部分。7 结语 智能馈线自动化就地控制系统国内自主产权无通信阻抗型控制模式，充分利用了当前计算机技术、微电子技术、自动化技术，远远超过美国电流型、日本电压型的技术。因电流型、电压型控制模式不宜在我国推广，这样我国就缺少了无通信就地控制模式。我国电网分布范围广，线路多，若都搞有通信的配网自动化系统，不太现实。阻抗型控制模式，不需通信，且也可有通信使用，并具有一系列优点，投资少，性价比优越，是唯一适应中国国情可推行的产品。阻抗型控制模式馈线自动化系统，国外也没有类似装置，可开拓国外市场。阻抗型控制模式，既可用于城网，又可用于农网；既可用于环网，又可用于辐射网络；既可用于架空线路（可用负荷开关），又可用于电缆线路（可用环网开关）；既可用于中性点不接地系统，又可用于中性点经消弧线圈接地系统及经小电阻接地系统。本专利是一项原创性、高科技、智能化发明，必将为配网自动化作出巨大贡献。江苏炬荣环保建材有限公司（江苏炬荣智能电气有限公司筹）联系人：潘玉清联系电话明人：杨万钟地址：江苏省江阴市锡澄路1616-1号 蕿袅罿芁螅螁羈蒄薈螇羇薆蒀肅羇芆蚆羁羆莈葿袇羅蒀蚄螃羄膀蒇虿肃节蚂羈肂莄蒅袄肁薇蚁袀肁芆薄螆肀荿蝿蚂聿蒁薂羁肈膁螇袇肇芃薀螃膆莅螆虿膅蒈薈羇膅膇莁羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁膁芄蒈羀膀莆蚃袆芀蒈蒆螂艿膈蚂蚈芈莀蒄肆芇蒃螀羂芆薅薃袈芅芅螈螄袂莇薁蚀袁葿螇罿羀腿蕿袅罿芁螅螁羈蒄薈螇羇薆蒀肅羇芆蚆羁羆莈葿袇羅蒀蚄螃羄膀蒇虿肃节蚂羈肂莄蒅袄肁薇蚁袀肁芆薄螆肀