10kV馈线故障自动隔离方案设计毕业设计

1、目 录中文摘要第1章 馈线故障的分类及原因分析1.1 馈线故障概述1.2 短路故障的分类及原因分析1.3 接地故障的分类及原因分析第2章 传统的馈线故障查找方法与自动隔离方案的对比研究2.1 传统的馈线故障查找方法分类分析2.2 10kv馈线故障自动隔离系统切除故障的方法及特点2.3 传统的馈线故障查找方法与自动隔离系统的对比第3章 10kv馈线故障隔离系统的构成及设备选择3.1 10kv馈线故障自动隔离系统的构成3.2 10kv馈线故障自动隔离系统的设备选择第4章 10kv馈线故障隔离系统的基本原理4.1 kzg-10检测、分析、指令功能的工作原理4.2 kzg-10控制功能的工作原理4.3

2、 kzg-10交直流供电系统的工作原理4.4 kzg-10交流电源切换系统的工作原理4.5 kzg-10通信系统的工作原理第5章 10kv馈线故障隔离系统特性分析及实际应用5.1 10kv馈线故障隔离系统的特性5.2 10kv馈线故障隔离系统在实际生产中的应用参考文献中 文 摘 要10kv线路分布广，架空线路长，又处于露天运行，常受到周围环境与自然变化的影响，在运行中经常发生故障，影响正常供电，给人民的生产与生活带来一定的危害。10kv架空线路直接联系着广大用户，分支线多而复杂，特别是农网线路多、供电半径长、全部为放射式供电线路。经过近年来的城网、农网改造，线路抗事故能力得到显著提高，但10k

3、v架空线路故障仍时有发生。现就10kv架空线路的常见故障进行分析，并对10kv架空线路的故障防范措施进行探讨，以求提高线路的安全运行水平，提高供电可靠性。要保证线路的安全、可靠、经济运行，在设计、安装时就应充分考虑。由于自然灾害或其他因素的影响，输电线路难免遭受损坏，出现接故障。10kv架空线路常见故障有(1)短路故障：一是线路瞬时性短路故障（一般是断路器重合闸成功）；二是线路永久性短路故障（一般是断路器重合闸不成功）。 (2)接地故障：线路瞬时性接地故障；线路永久性接地故障。总之，当线路发生故障后，我们能否以最短的时间恢复供电，是衡量我们电力企业职工综合技术素质高低的标准。为此，我们要不断地

4、学习、实践，再学习、再实践，真正做到理论与实践相结合，为电力企业的不断腾飞而努力拼搏。关键词: 馈线 故障 自动隔离 第1章 馈线故障的分类及原因分析1.1 概述架空线路是指采用杆塔形式（铁塔，钢柱和水泥柱）将导线悬空架设，直接向用户传送那个电能的电力线路，称架空线路。主要是电杆、导线、横担、拉线、绝缘子和金具组成。工程造价低，施工方便，容易发现故障，便于检修。可多回路同杆架设，所以使用比较广泛。易受外力及自然灾害破坏，有碍城市美观（所以即将被地下电缆代替）断线时会危机人身安全，近距离时对架空通讯线路有干扰。10kv线路常受到周围环境与自然变化的影响，在运行中经常发生故障，影响正常供电，给人民

5、的生产与生活带来一定的危害。短路故障：是线路瞬时性短路故障（一般是断路器重合闸成功）；二是线路永久性短路故障（一般是断路器重合闸不成功）。 常见故障有：线路金属性短路故障；线路引跳线断线弧光短路故障；跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障；小动物短路故障；雷电闪络短路故障等。 接地故障：线路瞬时性接地故障；线路永久性接地故障。 1.2 短路故障分类及原因分析短路故障大致可分为以下几类：1.线路金属性短路故障 外力破坏造成故障：架空线或杆上设备（变压器、开关）被外抛物短路或外力刮碰短路；汽车撞杆造成倒杆、断线；台风、洪水引起倒杆、断线；由于土质及水分的影响，使木杆腐朽，往往造成倒杆事故，因此如采用木

6、杆时，木杆根应有防腐措施，如涂沥青或加绑桩等。 水泥杆遭受外力碰撞发生倒杆事故，如汽车或拖拉机碰撞等。 导线受力不均，使得杆塔倾斜，此时应紧固电杆的拉线或调整线路。 在导线振动的地方，金具螺丝易因受振动而自行脱落发生事故，因此在巡视与清扫时应仔细检查金具各部件的接触是否良好。 大风刮断树枝掉落在线路上，或向导线上抛掷金属物体，也会引起导线的相间短路，甚至断线。此外，超高的汽车通过线路下方或吊车在线路下面作业时，也可能会引起线路短路或断线事故。因此在交差跨越的线路上应留有一定的间隔距离。 线路缺陷造成故障：弧垂过大遇台风时引起碰线或短路时产生的电动力引起碰线。风的影响。风力过大，超过杆塔的机械强

7、度，就会使杆塔倾斜或损坏，并使导线振动、跳跃和碰线，引起过流或速断。在架空线路中，由于线路水平排列，而且线间距离较小，如果同一档距内的导线弧垂不相同，刮大风时各导线的摆动也不相同，导致导线相互碰撞造成相间短路，所以在施工中必须严格把关，注意导线的张力，使三相导线的驰度相等，并且在规定的标准范围内。线路巡视时，发现上述问题，应及时安排处理。2.线路引跳线断线弧光短路故障线路老化强度不足引起断线；线路过载接头接触不良引起跳线线夹烧毁断线。 3.跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障 跌落式熔断器熔断件熔断引起熔管爆炸或拉弧引起相间弧光短路； 线路老化或过载引起隔离开关线夹损坏烧断拉弧造成相间短路。4.

8、小动物短路故障 台墩式配电变压器上，跌落式熔断器至变压器的高压引下线采用裸导线，变压器高压接线柱及高压避雷器未加装绝缘防护罩； 高压配电柜母线上，母线未作绝缘化处理，高压配电室防鼠不严； 高压电缆分支箱内，母线未作绝缘化处理，电缆分支箱有漏洞。 5.雷击过电压 雷电的影响。线路遭受雷击时，会使绝缘子发生闪络或击穿。6.雨的影响 毛毛细雨将使脏污绝缘子发生闪络、放电，甚至损坏绝缘子。倾盆大雨，将会使河水暴涨至使山洪暴发，造成倒杆、断线事故。7.气温变化的影响 当气温发生变化时，导线张力也随之变化。在炎热的夏季，由于导线的扩长，使弧垂变大，可能造成交叉跨越处放电事故，或绞线短路事故。而在冬季，由于

9、导线收缩，应力增加，又可能造成断线故障。8.铁磁谐振过电压 1035kv系统属于中性点不接地系统，随着其规模的扩大，网络对地电容越来越大，在该网络中电磁式电压互感器和空载变压器的非线性电感相对较大，感抗比容抗大得多，而且电磁式电压互感器一次线圈中性点直接接地，受雷击、单相地和倒闸操作等的激发，往往能形成铁磁谐振，谐振产生的过电压最高约达线电压的3倍，能引起绝缘闪络、避雷器爆炸，甚至电器设备烧毁。1.3 接地故障的分类及原因分析接地故障大致有以下几类1.线路瞬时性接地故障通道不畅造成接地 通道不畅指线路通道保护区内有树木，建筑物和其他不符合规程规定的交叉跨越线路，特别是大风或雨雪天气时，更易造成

10、接地故障。按照有关线路运行规程，保证线路保护区内障碍物与导线的安全距离是解决这一现象的有效途径，对于线路通道不好解决的地方，更换绝缘导线也可解决这一问题。 人为外抛物或树木碰触导线引起单相接地； 线路绝缘子脏污，在阴雨天或有雾湿度高的天气，出现对地闪络，一般在天气转好或大雨过后即消失。 2.线路永久性接地故障由于变压器大多是三角形接线，没有中性点引出，也没有装消弧线圈。随着电网的发展，特别是电缆线路增多，网络对地电容越来越大，当发生单相瞬间接地时，电弧不能自行熄灭，容易形成相间短路，使断路器跳闸。导线被外力破坏造成接地 即使导线保持对地安全距离，也可能被外力破坏。为避免些类现象发生，在作业区的

11、导线上悬挂“有电危险”字样的夜光标志牌，这样夜晚作业时也可以看到，可以更好地起到警示作用。 线路隔离开关、跌落式熔断器因绝缘老化击穿引起；个别跌落式熔断器熔体熔断后，临时用铝丝代替熔体，缠绕连接，我们称之为“绑克现象”，这种现象在实际运行中常见，也容易造成接地。 线路避雷器爆炸引起，多发生在雷雨季节； 直击雷导致线路绝缘子炸裂，多发生在雷雨季节；遭受雷击的概率相对增多，不仅直击雷造成危害，而且由于防雷设施不够完善，绝缘水平和耐雷水平较低，地闪、云闪形成的感应过电压也能造成相当大的危害，导致设备损坏，危及电网安全。对这种现象的处理，一是选择性能稳定的避雷器，如氧化锌避雷器、硅橡胶避雷器等；二是加

12、强校验，对性能下降的避雷器及时更换。由于线路绝缘子老化或存在缺陷、击穿造成接地，多发生在污秽较严重的沿海地区。绝缘子污闪故障接地1035kv架空线路中因绝缘子污秽闪络，使线路多点接地的故障也经常发生。据对10kv配电线路的检查发现，因表面积污而放电烧伤的绝缘子不少。绝缘子污秽放电，是造成线路单相接地和引起跳闸的主要原因。 绝缘子包括导线支持绝缘子、隔离开关支持绝缘子、变压器绝缘套管、断路器绝缘子等，被雷击穿造成接地，或断路器真空泡破裂造成接地，这种现象不易目测，一方面严把进货关，另一方面要加强线路巡视维护，在雨季前对绝缘子进行擦拭。 弧光接地过电压。配电网络是属于中性点绝缘系统，当发生单相接地

13、时，健全相电压将升高到线电压，但是如果发生单相间歇性的对地闪络、线路下的树木在大风作用下间歇性地对导线形成放电，接地点电弧间歇性地熄灭与重燃，引起电网运行状态的瞬息变化，导致电磁能的强烈振荡，并在健全相和故障相产生暂态过电压，健全相的最大过电压为线电压的3.5倍，故障相的最大过电压为2倍。如果网络中存在绝缘弱点，热必会引起击穿、短路或危及电气设备，形成严重事故。鸟巢造成接地 有些鸟类喜欢栖息在铁横担上，巢越搭越大，但6-10千伏横担长度有限，雨雪天淋湿鸟巢形成线路接地，对此，在鸟喜欢搭巢的地段缩短巡视周期，及时清理鸟巢防止形成线路接地。导线绑扎、连接不牢造接地 导线与绝缘子、导线与设备连接不牢

14、，接触不良，长期运行受热胀冷缩、导线摆动摩擦或闪络烧蚀等因素，造成扎线脱落搭在铁横担或设备外壳上造成接地。对这种现象的处理，一是改变和提高安装工艺，将原来利用导线本身做成线鼻连接改变用线鼻或线夹固定；二是加强夜间巡视，发现打火现象及时处理。非熔丝接触横担造成接地 个别用户跌落式熔断器熔体熔断后，临时用铝丝代替熔体，缠绕连接，也容易造成接地。第2章 传统的馈线故障查找方法与自动隔离方案的对比研究线路出现永久性的故障，必需对故障线路进行事故巡查，查找出事故发生的原因，特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键，它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。 2.1传统处理方法线路永久性故障，要采用对线路支

15、线断路器进行分段试拉的方法，来判断故障线路段。如果是瞬时性故障，则线路的每一点都有可能发生。 线路故障时，变电站运行人员在观察到后，会推拉确定具体的10kv接地馈路，然后电话通知供电站查线。供电站传统的接地查线处理方法可分为2种:经验判断法和推拉法。1.经验判断法一般情况下，供电站在接到变电站查线通知后，有经验的运行人员会首先分析故障线路的基本情况:线路环境（有无存在未及时处理的树害）、历史运行情况（原先经常接地）等，判断可能引起的故障点，然后去现场进行确认。但在不掌握线路情况或线路分段较少的情况下，一般直接将运行人员分组对线路进行逐杆逐设备全面巡视，直至发现接地点。经验判断法的缺点:对供电站

16、的要求较高。要求供电站线路日常巡视维护扎实到位，管理基础资料翔实准确，并且人员对情况非常熟悉，否则经验判断就无从谈起。在白天，由于故障现象表现不明显，带电巡视接地故障存在人身安全隐患;在夜晚，故障现象表现为弧光放电，有放电声音等，较为明显，但由于需要照明灯具及交通车辆进行配合，增大了另一种安全隐患。对意外情况，故障经验法不适用。2.推拉法由线路运行人员对线路分断点的开关或断路器进行开断操作，并同时用电话与变电站进行联系，根据操作前后线路接地是否消失来确定接地点所在的范围。推拉法也存在明显的不足:线路单相接地时，规程规定允许继续运行时间不超过2h。受此限制，经常会出现接地原因尚未查清，查找工作仍

17、在进行，但变电站就已经拉闸停电的情况。此时会使接地查找工作变得复杂，停电时间延长。10kv线路一般是采用二段式或三段式电流保护，即电流速断或限时速断和过电流保护，我们可以根据变电所熔断器保护动作情况进行初步判断。如果线路发生的是电流速断保护动作，则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起，且故障点在主干线或变电所较近的线路可能性较大。因为速断或限时速断保护动作的起动电流较大，它是按最大运行方式（即躲过下一条线路出口短路电流）来整定的，故这种故障对线路及设备的损害较大，如线路金属性短路或雷击短路等。如果线路发生的是过电流保护动作，一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。 2.2全新的

18、10kv馈线故障自动隔离系统本文阐述的10kv馈线故障自动隔离系统（以下简称为kzg-10）是指在馈线的各个区段装设杆上真空断路器后，通过通信通道，应用自动控制技术，根据继电保护基本原理，在线路一点发生故障时，自动判断故障位置，然后根据位置选择哪些断路器动作，线路对侧有备用电源的（如铁路供电系统中的贯通、自闭线路）将启动备自投功能，实现故障区段两侧供电，将故障区段切割出供电网络的系统。kzg-10系统将完成配电自动化监控器和配电线路上柱上负荷开关的监视与控制。kzg-10由核心自动化监控器、开关操作控制回路、充电电源以及免维护可充电蓄电池等部分组成。它配合音频或光纤等通信终端与scada（数据

19、采集及监控）系统、配电自动化系统、馈线自动化控制主站以及变电站监控系统通信，完成对配电线路上开关设备的故障定位、隔离以及监视与控制等功能。kzg-10具有以下特点：1) 除正常负荷状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度、频率外，还能够测量零序电流、负序电流、交流电压电流输入量的216次谐波值等电气量。2) 进行短路故障检测，测量记录故障电流及方向、故障距离、故障发生时间及历时，能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要。具有单相接地故障检测功能，记录小电流接地系统单相接地故障时的线路暂态零序电流真有效值。3) 采集12路开关量输入（di），可对装置的开关量输出（do

20、）进行可编程逻辑控制（plc），以控制开关进行就地自动故障分段。4) 通信能力强，支持iec870-5-101、dnp3.0、modbus、sc1801等通信规约。配有lonworks局域操作网接口，可作为主机实现当地的自动读表等电子智能装置与监控主站之间的数据转发。5) 装置设计有维护通信口，把该口与pc机相连，程序代码及配置方式字可下装至不挥发内存中。通过该口亦可监视装置的实时运行状态对装置进行检查维护。6) 装置带有高压开关操作方式选择开关。可选择当地操作或远方命令操作，便于装置的检查调试。7) 装置的充电电源除对蓄电池进行浮充电外，还能提供一路稳压的12v/24v电压输出。8) 根据用

21、户的现场要求，可以配有免维护可充电蓄电池组，在没有交流供电电源时，作为装置的后备电源。装置对电池具有低压报警、过放保护、活化测试等功能。9) 装置可提供24vdc或48vdc操作电源。10) 选用具有良好低温特性的芯片及器件，使装置能够适应-40+85的环境温度变化。箱体选用不锈钢材料制作，具有很好的防雨、防晒及防腐蚀性能；控制箱体上有散热通风孔以保持箱内温度不超标，潮气不发生凝露。装置允许在寒冷、潮湿及高温地区户外使用。2.3全新的10kv馈线故障自动隔离系统与传统故障处理方法的比较2.3-1故障切除快速性的比较。传统的馈线故障，一般是变配电所值班员发现故障后，简单判断故障性质后即通知故障抢

22、修人员，故障抢修人员乘汽车或火车（有些区段需徒步行走）赶往故障线路的各个节点，一般时gw4-10型隔离开关。然后根据值班员或电力调度命令，逐一拉合隔离开关，确定故障区段后切除故障。往往需要较长的时间，几个小时到十几个小时不等。而全新的10kv馈线故障自动隔离系统，将上述的gw4-10型隔离开关替换为户外柱上真空断路器，在故障出现后，各个断路器ct采集数据样本，经通信通道上传至核心处理装置kzg-10配电自动化监控器，经分析后迅速判断出故障在哪两个节点（真空断路器）中间，然后发出动作指令，断开故障点两端最近的真空断路器，启动对侧电源备自投功能，实现对馈线故障区段的切除。通信通道正常情况下一般只需

23、要不到1秒的时间。2.3-2故障切除准确性的比较。传统的故障处理，由于馈线线路较为长大，其中间节点较多，对于开关的拉合顺序掌握难度很大，一般选择拉开最中间的隔离开关，将故障确定在二分之一线路上，然后一次进行，缩小范围确定区段。有时候，值班员或故障处理人员会根据以往经验和对馈线线路具体状况的了解掌握，博弈性的臆测一个区段进行试验。准确性极差。而全新的10kv馈线故障自动隔离系统，由于各个真空断路器上都装有ct,故障发生的时候，在故障点的电源侧每个ct都会有较大的故障电流（或零序电流）流过，在故障点的负荷侧ct则只是正常的运行电流，不会有故障电流（或零序电流）。这些数据上传给核心处理装置kzg-1

24、0配电自动化监控器后， kzg-10装置会准确的判断出故障所在区段，并计算出应动作节点，迅速发出指令，切断故障点两侧的真空断路器。而对侧电源也会快速完成备自投动作，实现对非故障区段的供电。准确性极高。2.3-2故障切除影响范围的比较。传统的故障处理，由于需要不断的拉合隔离开关，且有规程规定隔离开关不允许带超过15安培的电流进行操作，所以，故障馈线需要多次停电，长时间的电源不稳定将给用户带来较大影响。而全新的10kv馈线故障自动隔离系统，由于判断准确，动作迅速（备自投动作一般不超过0.5秒），停电范围小，停电时间短，停电频次低（1次），对用户的影响也就极小。第3章 10kv馈线故障隔离系统的构成

25、及设备选择10kv馈线故障隔离系统一般由通信网络、动作元件和控制单元构成。通信网络是指通信通道（光纤通道或音频通道）、调制解调器、环网交换机、协议转换器、光缆终端机等部件构成的信息传输系统。动作元件就是10kv柱上真空断路器及其附件。控制单元是该系统核心程序的操作运行部分，也可狭义的理解为上述的kzg-10系统。我们将详细的介绍其构成和型号选择。箱体：选择不锈钢箱体。装设有前面板：打开门锁，拉开门，在门的内侧装有前面板，通过操作面板可对装置进行检查维护。挡雨盖：挡雨盖有防止雨水进入箱内的作用。挡雨板扣在箱体的上部，并与箱体之间留有一定的缝隙，以保持箱体内空气的流通。通风散热孔：在箱体的上部和底

26、部打有蜂窝状通风孔，以保持箱内空气流通，防止箱内温度超标及箱子内部潮气凝露。接地线柱：箱体底部的m8螺栓为接地线柱，为保证整个箱体的接地效果，在箱体的内部用多股铜线把主箱体与前面板连接在一起。锁扣：用于锁住箱门，便于维护。装置的内部主要组成部分有：kzg-10配电自动化监控器，充电及操作电源，免维护可充电蓄电池组，中间继电器，双路电源切换模块，220v电源插座，通信终端安装板，去操作面板的线缆插头，对外接线转接端子，对外接线航空插座，操作面板等。kzg-10配电自动化监控器是整个装置的核心单元。它具有信息的采集与处理、状态的监视、遥控命令的选择执行等功能，并与控制主站通信，完成对线路实时检测和

27、对开关的监视及控制功能。每台装置的上壳装有一台充电电源，根据不同的需求，可选择不同型号的充电电源，充电电源主要完成以下功能：提供24v工作电源。给24v蓄电池组提供浮充电电流。产生12v稳定电源电压，供通信终端等使用在蓄电池过放电（电池电压低于10v/节）时，自动切断对外供电回路，以防止蓄电池损坏。输出两路开关量，用于交流电源失电以及蓄电池欠压（电池电压低于11v/节）告警。充电指示，是一个发光二极管，在对蓄电池组进行正常浮充电时点亮。具有远方遥控接口，通过该接口主站可以控制对蓄电池的活化测试功能。可以对电池端电压（通过直流输入量）进行检测，监视对蓄电池的活化过程。提供开关操作所需的操作电源，

28、操作电源电压的不同，需要不同型号的充电电源。操作电源提供开关或断路器操作的电源，目前开关操作电压可有三种情况，视实际情况要求而定。24vdc操作电压：装置不需要额外的操作电源，而由一台充电电源及两节12v蓄电池提供。48vdc操作电压：装置不需要额外的操作电源，而由一台充电电源及四节12v蓄电池提供。220vdc操作电压（可选）：装置需要另外安装一台ty-200操作电源，其内部采用电容器进行储能，在线路停电时，储能电容放电，保证线路开关进行分闸、合闸操作所需的能量。操作电源的安装位置与充电电源类似。若操作电压为24vdc，监控器需要一组免维护蓄电池，分别装在底壳的两边。如果操作电压为48vdc

29、，则装有两组共四节免维护蓄电池，并列装于底壳的中央，左边两节为一组，右边两节为一组。免维护蓄电池组既作为装置的后备电源，又可为开关操作提供足够的操作能量。一对中间继电器（分闸、合闸各一只）用于提高kzg-10配电自动化监控器的控制接点输出容量，当监控器有控制输出时，相应的继电器瞬时动作，在继电器的常开接点闭合期间，有操作电源输出，接通高压开关的分闸、合闸操作回路。一般地，中间继电器的数量可以随着装置所能控制的高压开关的数量而成对地增加。双路电源切换模块装置有两路交流供电电源输入。交流切换电路完成双路交流电源的切换，只要其中一路交流电源有正常电压，控制器就能正常工作。220v交流电源插座、开关，

30、在装置调试或运行检查时，作为照明、测试装置等的电源插座。外部交流电源进入装置箱体后经过带保险丝的电压端子到达双路电源切换模块。该电压端子可作为电源开关使用。将端子的保险丝卡条掀起，即可切断交流供电回路，按下则接通交流供电回路。接线端子，监控器的遥测量、遥控量、遥信量，以及交流电源等对外接口信号，一般都由接线端子进行转接。在没有航空插座、航空插头等其他连接器的情况下，接线端子可直接对外，即用户线缆可以直接压接至端子上。通信终端安装板固定在机壳的侧面，箱体的两个侧面各有一个，可视具体情况选用或都用。通信终端在安装板上的安装方式，可按用户的要求设计加工，以固定不同类型的通信终端。通信终端通信口可经通

31、讯线缆直接与kzg-10通信口相连。装置的两路交流供电电源输入，经过航空插座及接线端子引入箱体后，经过电源滤波器，才进入交流切换电路完成双路交流电源的切换。滤波器起到防雷击、抗干扰的作用。装置的操作面板。通过它可对开关实现控制方式的选择和手动分合闸操作。接通交流电源时，交流电源指示灯发亮，此时监控器应能正常运行。此外还包括电池开关、电池（后备电源）接通指示灯、合、分开关状态指示灯、操作方式选择开关、手动合闸按钮、手动分闸按钮等等。第4章 10kv馈线故障自动隔离系统的基本原理kzg-10配电自动化监控器主要有配电自动化监控器、充电电源、蓄电池组、操作回路、操作面板、交流双电源切换等组成，电气原

32、理框图如图1所示。 220v 220v充电电源220v电 源切 换蓄电池kzg-10核心系统遥控输出遥信输入手动操作电路开关操作回路当地开关状态显示操作电源负荷开关装置ta/tv输 入回 路 kzg-10电气原理框图kzg-10主要功能的工作原理介绍如下：4.1监测、分析、指令功能4.1-1装置的测量监视功能包括：正常负荷状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度、频率、零序电流、交流电流输入量和电压输入量的216次谐波值等常规电气量。4.1-2故障分析功能：对相间短路故障进行检测，可测量记录故障电流及方向、故障距离、故障发生时间及历时，能够满足故障分析、故障定位及

33、隔离的需要。具有单相接地故障检测功能，记录小电流接地系统单相接地故障时的线路暂态零序电流真有效值。断路器当前状态，动作次数。根据相应数据判断故障区段，并计算出应动作的真空断路器。4.1-3指令功能：根据对故障区段的判断和对真空断路器的计算确定，发出动作指令，命令相应的真空断路器动作，完成对馈线故障的切除。4.2开关操作控制功能在操作面板上装有操作方式选择开关，扳动开关可选择“当地”或“远方”操作方式。操作方式开关拨到“远方”时，中间继电器的电源经由kzg-10的开关量接点输出提供，开关工作在远方遥控方式；操作方式开关拨到“当地”时，中间继电器的电源经由手动合、分闸按钮提供，开关工作在当地控制状

34、态。通过“当地”或“远方”两种操作方式，起动合、分闸中间继电器，中间继电器接点闭合，接通柱上负荷开关的合、分闸操作回路，完成对高压开关的合、分闸操作。装置内部可提供24vdc或48vdc操作电源，在线路停电时由装置的可充电蓄电池提供高压开关分、合操作的能量。可根据用户要求提供单独的直流220v操作电源，或者由用户提供外接的操作电源。4.3供电电源kzg-10有交流和直流两个供电回路。交流供电电源来自线路的电压互感器或变压器，它们输出的220v或110v交流电压通过航空插件及接线端子引入监控装置，经过抗干扰电路、交流电源切换电路接至装置内部的充电电源，充电电源稳压输出标称值为24v的直流电压，该

35、直流电压能够为kzg-10配电自动化监控器、中间继电器等提供工作电源，并为蓄电池组提供浮充电电流。直流供电电源来自蓄电池组，在交流掉电时，作为备用电源使用。蓄电池组也通过装置内部的充电电源构成供电回路。充电电源作为供电电源的核心部件，主要完成三方面的功能，第一，交流电源有电压输出时，直接作为稳压电源使用，为装置运行提供24v稳压输出；第二，交流电源有电压输出且当面板电池开关打在“开”位时，对外输出浮充电电流，为蓄电池补充电能。第三，在交流电源掉电时，充电电源完成自动转换，使蓄电池组由浮充电状态转为放电状态，为装置的运行提供所需的电能。此外，充电电源还具有电池过放保护、电池活化测试等功能，并对外

36、输出交流掉电报警和电池低压指示等信号。充电电源还可为用户的通信装置提供一路稳定的12v直流电压输出，并为高压开关操作提供24v或48v直流操作电源。4.4交流电源切换功能kzg-10馈线自动化监控器有两路交流电源输入：ac1和ac2，它们相互独立，分别来自于装在线路开关两侧的电压互感器或变压器。交流切换电路完成双路交流电源的切换，只要其中一侧的互感器或变压器有正常电压输出，控制器就能正常工作。这样在线路开关处于分位而开关另一侧线路带电时，可以保证继续给装置供电。装置内有专用的双路交流电源切换模块，在模块内部ac1和ac2输入时是互为闭锁的，即使双侧互感器均有输出，监控器也只接通并使用其中一侧电

37、源，避免了双侧电源同时供电可能引起的短路，防止出现有电一侧向无电一侧倒送电的现象。4.5通信功能在装置内可装入光纤收发器以及调制解调器等通信终端，将kzg-10配电自动化监控器的rs-232主站通信口与通信终端的rs-232口相连接，完成通信功能。kzg-10配电自动化监控器与控制主站系统通信，完成高压开关的监视与控制功能。第5章 10kv馈线故障隔离系统特性分析及实际应用kzg-10系统可对现场设备模拟量的远程测量和进行开关控制，可对开关量信号的远程监视，包括现场开关的分、合状态，面板可指示开关分、合闸状态。特别是故障情况下的智能控制，自动切除故障区段，保证非故障区段馈线线路的正常供电。其应

38、用十分广泛，并且由广泛普及趋势。5.1、10kv馈线故障隔离系统特性分析5.1-1、操作形式控制器采用“远方”操作的方式执行相应开关的分、合闸操作。有两种操作方式：1、通过遥控中心的远动命令2、kzg-10系统内部自动化命令“远方”操作遵循“先选择后执行”的原则。通过运行的计算机测试软件，选择要执行操作的回路（遥控地址）及分闸、合闸命令（控制属性），点击“选择”，选择成功后，点击“执行”，可完成一次分闸或合闸操作，用万用表可以同时从开关控制电缆输出口检测到操作电压输出。5.1-2、智能检测、分析、动作、操控kzg-10系统可以进行相间短路故障、单相接地故障检测功能，可测量记录故障电流及方向、故

39、障距离、故障发生时间及历时，能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要。具有检测功能，记录小电流接地系统单相接地故障时的线路暂态零序电流真有效值。故障检测软件包是可选的。检测到故障之后，经计算生成故障信息，记录相关的故障测量信息和故障特征信息。所有的记录信息可供kzg-10系统进行分析判断并发出指令，通过通信网络传达给相应的动作元件，完成对故障区段的自动隔离。能够自动检测配电网的各种短路故障，可测量记录故障电流及方向、故障距离、故障发生时间及历时，能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要。并且根据具体的通讯规约向主站报告。进行短路故障检测时，既可以使用保护电流互感器（ct）的二次电流输出，也可以使用

40、测量电流互感器（ct）的输出。使用保护ct时不能保证正常运行时线路电气量的测量精度；而使用测量ct既能实现短路故障检测，又能保证正常电气量的测量精度。通过检测交流输入相电流或零序电流（考虑到测量方便，实际上使用的是3i0）是否超过整定值，来检测短路故障。具有故障方向检测、故障测距功能。过电流检测整定值及线路参数既可以由用户方式字工具软件输入，也可选择合适的通讯规约通过主站通信口下发，具体情况参见通讯规约说明。当装置检测出短路故障，将暂停正常的测量计算任务，转入故障处理过程。线路上过流故障结束后，形成一故障记录报告，同时产生相应的“软件开关量”，用于通知主站系统已检测到一次短路故障，并将记录的故

41、障数据以循环队列的形式储存在装置的内存里。主站系统按照一定的通讯规约请求故障报告，获取详细的故障数据。在使用测量ct时，故障电流可能导致测量ct饱和，二次电流输出波形出现间断现象。通过检测ct输出的二次电流在每一工频周波里是否出现间断现象，可用以判断ct是否出现饱和，从而检测出线路是否发生短路故障。鉴于使用测量ct时电流信号严重畸变，难以保证故障测距精度，装置不再计算故障距离。装置记录的故障数据内容与使用保护ct时相同，但故障距离值不再有意义。监视小电流接地系统线路的零序电流（考虑到测量方便，实际上使用的是3i0）输入，在出现单相接地故障时，装置记录故障初始周波的暂态零序电流，并计算出暂态零序

42、电流的真有效值（均方根值），简称有效值。系统主站读取现场送上来的这些测量值后，根据线路的结构进行比较判断：在含有接地点的电网中，比较变电站所有馈出线的暂态零序电流有效值，如某一线路电流有效值明显大，则被选定为接地线路；比较接地线路上安装在不同位置的装置送上来的暂态零序电流有效值，如果某一区段两端装置测量到的暂态零序电流有效值有明显差别且靠近电源侧有效值大，则认定接地点在该线路区段上。报文有效值数据由12路交流信号的数据组成；每路交流信号的数据包括越限开始前20个周波、越限开始后20个周波，每个周波只记录有效值，共计40个数据；12路交流信号共计480个数据。5.1-3、告警录波装置中设两级电流

43、越限告警即：一级电流越限告警、二级电流越限告警。各级越限的电流定值、时间定值均可独立整定。两级的构成原理完全一致。图3.2是其中一级电流越限告警的逻辑示意图。图3.2电流越限告警逻辑示意图说明：ia、ib、ic分别表示其中某一电源的a、b、c相电流。故障录波每一周波的有效值与设定值比较，如若超值，则反映过流故障；每一周波的瞬时值与设定值比较（针对快速动作的开关，动作时间小于10毫秒），如若超值，则反映过流故障；接入反应故障的开关状态，如若状态发生变化，则反映过流故障。录波信息记录两路电源各相电压、电流的采样值。录波报文包含故障发生前后各10个周波的采样数据。每周波8个采样点。12个通道的录波数据构成一次完整的录波。装置中设电压越限告警即：欠压告警、失压告警、一级过压越限告警、二级过压越限告警，各级越限的电压定值、时间定值均可独立整定。在构成原理上：欠压和失压的一致，