配电网馈线自动化就地控制方式的实现

1、配网自动化的一个重要工作就是配电线路自动化。当配电线路岀现故障时， 要进行快速判断，排除故障段，保证非故障段的正常运行，减少停电范围。本次 设计以保证供电的可靠性为前提，通过给定网络在就地控制方式下设计并分析了 三种类型开关的配合方案。通过分析比较，各方案在存在优势的同时乂存在明显缺点。分段器配合方案 虽然成本低廉，但是存在用户承受多次重合的可能。重合器配合方案在切除故障 时动作次数最多，线路承受冲击次数多。重合式分段器虽然重合次数最少，但是 从检测到故障至故障切除时间较长，不符合快速判断并排除故障的要求。就地控制方式虽然只能实用于较简单的网络，但是通过就地控制方式这儿种 方案的分析，对发现该

2、方式的缺点并加以改进以适应配电网的要求具有很重要的 意义。关键词：配网自动化；馈线自动化；就地控制方式；分段器；重合式分段器; 重合器abstractdistribution network automation is one of the important work of distribution lines automation. when the distribution line break down, in order to ensure the non -fault segment's normal operation and reduce the scope of po

3、wer failure, we need to judge quickly and expel the breakdown. the design is premise with insurance of the reliability of electricity supply, which is designed based on the given network through local controlo mode and analysis the three types of switches cooperative scheme.after analysis and compar

4、ison, each scheme has its advantages and obvious disadvantages at the same time. the sectionalizer cooperative scheme costs low, but the possibilities of many times reclose is existed the movement of clear the fault is more often by automatic circuit-recolser cooperative scheme while the times of li

5、nes to absorb the shocks is more often too. although the reclose times is little by reclose sectionalizer, the time to check the fault and expel the breakdown is longer, it can't meet the need to judge quickly.although the local control mode just used in simply network, it is significant to find

6、 the disadvantages of the schemes and improve them to satisfy the need of distribution network by the analysis of schemes in local control modekeywords： distribution network automation； feeder automation； local control mode； sectionalizer； reclose sectionalizer； automatic circuilrecloser引言电力系统是发、送、变

7、、配、用电各部分的总称，它按电压分层、按地域分 区，而开关设备则在各层、各区、各线路段起分割和联络作用。应该说凡是为配 电自动化这一目标服务的开关设备都在配电自动化开关设备之列。因此，它包括 各类重合器、分段器、新型成套组合电器等智能化或自动化的开关设备外，还应 包括与之配用的新型断路器与熔断器。因为这两种传统开关设备与重合器、分段 器配合后，被注入了新的活力，能达到自动隔离故障区段的目的。这对它们自身 而言，其对外表现已不再是简单的排除故障，而对重合器或分段器而言，没有它 们，自动隔离故障区段的能力就受到了限制。它们与重合器、分段器已作为一个 有内在联系的开关设备群体而存在。本设计准备先介绍

8、我国配电网自动化的一些具体情况，接着着重叙述重合 器、分段器、重合式分段器的等开关的特点，运用这些开关的特性，根据所给的 网络在就地控制方式下设计儿种开关控制方案，通过分析各方案开关隔离故障的 原理，来体现配电网馈线自动化就地控制方式的特点和不足。目录引言第一章 配网自动化及馈线自动化11.1配电网自动化概念11.2配电网系统自动化功能11.3配电自动化的意义21.4馈线自动化的概念31.4.1馈线自动化的要求31.5配电自动化开关设备的开发应用现状及前景41.5.1配电自动化开关设备现状及前景4第二章配电网一次设备介绍62.1重合器62. 2计数型分段器72. 2. 1带电压抑制附件功能的分

9、段器72. 3重合分段器8第三章线路线型及设备选择93. 1线路的选型93.2 一次设备的选型103.3开关布置11第4章 就地控制方式下各类开关配合方案分析124. 1计数分段器配合方案124. 2重合式分段器配合方案164. 3重合器配合方式204.4方案比较24结论26参考文献27谢辞28第一章 配网自动化及馈线自动化1.1配电网自动化概念随着电力工业的迅速发展，同时各行各业用电需求的日益增加，特别是经 济发展较快的地区的工、农业和民用负荷上升很快，配电系统及其配电设备大幅 度增加，配电系统网络结构越来越复杂，供电运行方式变化越来越频繁，控制操 作及事故处理的难度也越来越大；与此同时，用

10、户对电力供应的要求(包括供电 可靠性、电能质量等)也相应提高。这样，仅仅靠人工和简单设备的控制满足不 了准确性和快速性等要求，也就不能保证供电的质量、可靠性和经济性等各项指 标，这就对现有的配电系统运行管理提出了更高的客观要求。近年来，在政府主导下，电力企业实施了大规模城乡电网建设与改造，正 逐步改变重发电、轻输变电的局面，配电网建设得到一定程度的加强，但我国配 电的支撑能力仍然明显薄弱，建设和不断完善配电网的任务仍然很重。配电网系统自动化(dsa, distribution system automation)或者配网自 动化，目前国内国际无论学术界还是电力管理机构尚没有明确的、被普遍接受的

11、 定义。由中国电机工程学会城市供电专业委员会在配电网自动化规划设计导则 提出配电网自动化系统的定义为：“配电网系统自动化是利用现代电子技术、通 信技术、计算机及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户 数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电系 统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电系统的现代化”。这 一定于包含的内容是相当广泛的，它指岀了配电系统自动化是一个信息采集系 统，包括了和配电网有关的所有管理和控制功能。而在国家电力公司10kv配 网自动化发展规划要点中关于配电系统自动化的定义为：“利用现代通信和计 算机技术，对电网在线运行的设

12、备进行远方监视和控制的网络系统。它包括10kv 馈线自动化、开闭所和小区配电所自动化、配电变压器和电容器组等的检测自动 化等。”这一定义所包含的内容要少得多。一般认为，配电系统自动化规划设计 导则提出的事配电管理系统dms (distribution management system)的定义， 而10kv配网自动化发展规划要点提岀的是配网自动化da的定义。1.2配电网系统自动化功能配电系统自动化功能，从国外资料来看有上百项之多，目前国内开发实施的单项功能大体如下:(1) scada 功能；(2) 电站自动化 sa (substation automation);(3) 馈线自动化 fa (f

13、eeder automation);(4) 自动绘图/设备管理/地理信息系统am/fm/g1s；(5) 配电系统高级应用软件(dpas),包括网络拓扑nt、状态估计se、潮 流计算pfc、符合预报lf、短路电流计算scc、电压无功vq、培训方针dts等；(6) 配电工作管理 dwm (dis tri but ion work management);(7) 故障投诉 tc (trouble calling);(8) 用户信息系统 cis (consumer information system);(9) 负荷管理 lm (load management);(10) 远方抄表系统 amr (au

14、tomatic message recording);对于上述单项功能，我们习惯将其中变电站自动化sa和馈线自动化fa两 项功能合称为配网自动化(da),实际上就是配电自动化的基本功能。1.3配电自动化的意义1 提高供电可靠性据统计，故障和计划检修时造成用户停电的两个主要原因。传统结构一般 采用辐射状配电方式，线路中间没有分段开关，在线路上某一处故障或线路检修 时，会造成全线停电。现在城市供电网的发展方向是采用环网“手拉手”供电方 式，并用符合开关将线路分段，利用馈线自动化系统，实现线路故障区段的自动 定位、隔离，及健康线路的自动恢复供电，课缩小故障停电范围，减少对用户的 停电时间，提高供电可

15、靠性。2提高配电设备的技术水平，这主要体现在：(1) 减少故障停电次数和停电时间，缩小停电范围，直至避免停电。(2) 减少和缩短设备检修时间(3) 优化和缩短设备检修时间。(4) 有效调整符合，有利于削峰填谷。(5) 共享电力系统的数据资源。3. 提高企业的现代化管理水平：(1) 提高城区供电设备的利用率，提高供电质量。(2) 更好地管理配电设备。(3) 提高供电的经济性，包括降低经常性的运行维修和推迟基本建设投资。(4) 提高供电企业的全员劳动生产率。(5) 提高为用户服务的响应速度和服务质量。1.4馈线自动化的概念馈线自动化，又称配电线路自动化，按照国际电气电子协会(ieee)对配 电自动

16、化的定义，馈线自动化系统是对配电线路上的设备进行远方的实时监视、 协调及控制的一个集成系统。馈线自动化的功能是配电自动化系统的主要功能， 包括配电网馈线设备的监控、故障处理及故障信息管理技术。其重点是故障处理 功能，及故障定位、隔离、非故障区段的自动恢复供电及故障信息管理等功能。馈线自动化系统通常是整个配电自动化系统的子系统，也可以作为一个独 立的子系统存在。我国许多城市的配点自动化实际上是一个独立于调度自动化系 统的馈线自动化系统。1.4.1馈线自动化的要求馈线自动化处理主要包括故障自动检测与故障识别、故障自动定位与自动 隔离、网络重构和快速恢复供电。整个fa处理过程的基本要求如下：(1)

17、故障检测要准确故障自动定位的判据，来源于配电终端(et1j)检测的故障信息，因此ftu 故障检测信号是否准确是馈线自动化故障处理的基础。这就耍求ftu故障检测功 能必须与馈线出线开关的保护相匹配，当馈线发生故障时，ftu必须在出线开关 保护动作之前，捕捉故障信号，否则故障信号会丢失，导致fa处理失败。为保 证ftu检测故障的准确性，ftu识别是否有故障，不仅判别故障电流幅值，同时 述要检测该故障持续的时间，以防止来自外界各种瞬问信号的干扰，引起误判。 要求故障电流整定值和故障持续时间可以人为整定，以满足不同配电网的需求。(2) 故障隔离要快速配电子站或主站系统，接收来自环路上各个ftu故障信息

18、，经过fa软件、 网络建模、综合分析、逻辑判断，很快定位岀故障所在区段，并下达相应的遥控 命令，实现故障自动隔离功能。为保证故障隔离的快速性，采取能在底层处理尽 量在底层处理，底层处理不了则逐级上报，出上一级处理的原则，以提高fa处 理的时效。(3) 网络重构要慎重网络重构应慎重，以保证馈线健全区段的安全、可靠供电。考虑1网络重构 基本要素：确认故障隔离已准确完成；网络重构以备用电源不超载为前题；网络优化以系统线损最小为原则；备用电源供电止常。以上条件同时具备的 情况下，才能将所选择的开环点开关合上，完成网络重构过程。否则都将可能引 起事故扩大，影响非故障区段的供电1.5配电自动化开关设备的开

19、发应用现状及前景电力系统是发、送、变、酉己、用电各部分的总称，它按电压分层、按地域 分区，而开关设备则在各层、各区、各线路段起分割和联络作用。应该说凡是为 配电自动化这一目标服务的开关设备都在配电自动化开关设备之列。因此，它包 括各类重合器、分段器、新型成套组合电器等智能化或自动化的开关设备，对重 合器或分段器而言，没有它们，自动隔离故障区段的能力就受到了限制。它们与 重合器、分段器己作为一个有内在联系的开关设备群体而存在。此外，“自动” 与“智能”也是有差别的，通常所说的“智能电器”是以微电脑的应用为前提的, 液压控制的重合器、分段器虽然自具检测、操动与“记忆”能力，但不能叫“智 能开关设备

20、”，称之为自动化开关设备为宜。1.5.1配电自动化开关设备现状及前景运行统计资料表明，配电系统中的架空线路瞬时性故障占61%,永久性故障 占39%,而在这39%的永久性故障中约有1/3由瞬时性故障引起。永久性故障多 由不可恢复的绝缘损坏、导致断裂或电杆倒折等原因造成，需待人工修复。而瞬 时性故障则多是风、雨、雷电、鸟害之类的偶然因素造成的线线或线地之间的 弧光放电。对瞬时性故障，只耍能瞬时断电，使电弧通道有足够的消除游离时间 就能排除故障，但电源再接通时就可恢复正常的供电。重合次数（实质是重合间 隔时间和重合通电时间的综合）的增加能增大故障排除率，第一次重合成功率达 73%88%,第二次重合成

21、功率又可增加5%左右。当重合器与熔断器或分段器配 合使用时，可作三次重合，其成功率达95%左右。这就是重合器或断路器与分段 器、熔断器在配电系统中被广泛使用的缘故。重合器或断路器与分段器、熔断器的配合使用，在国外已有半个世纪，对提 高供电可靠性、减小运行费用、提高电网自动化程度作用显著。在借鉴国外经验 和反复研讨我国国情的基础上，我国电力主管部门确定了我国农村电网的建设应 遵循“户外式、小型化、造价低、安全可靠、计数先进”的发展方向。这就决定 了我国农村电网和农村变电站必然耍采用大量新型自动化开关设备，包括重合 器、分段器、新型熔断器等开关设备。为摸索这类设备在我国的适用性，我国电 力主管部门

22、述于1986年从英、美两国引进一批产品，安排在我国辽宁、河南、 安徽、湖北、四川和陕四等地的一批农村模式变电站中试运行，又组织了国内一 些单位研制这类产品。后来，石家庄、南通、湖南及其它一些省市的电力部门又 先后从其它一些国家引进柱上自动化配电开关试运行。这些引进产品，除个别品 种出现过质量问题外，绝大多数是成功的，反映良好。对不成功的产品，厂方为 维护产品信誉，也全面进行了更换。这些引进产品对我国中压开关的智能化及配 电系统的自动化推动很大。1992年4月，能源部和机电部组织召开了 “农村电 网新产品鉴定会”，一大批重合器、分段器和新型熔断器、断路器产品通过了鉴 定。后来又陆续有些产品投入试

23、运行。目前我国已具有多种不同类型的重合器及 分段器的生产能力，有些是自行开发的，有些是按引进产品消化改制的，价格上 比引进产品便宜得多，性能质量上正逐步提高。我国农村小型化变电站从提出到今天，经历了模式探索、设备研制、运行考 核的全过程，历时10余年之久，目前正处于不断改进完善、发展创新的过程中。 小型化变电站的模式在前述原则方针不变的情况下因时因地不拘一格，有“无人 值班站”、乡电管站人员代管的半无人值班站、夫妻值班站等。早在1991年已于 湖南建成的无人值班变电站。尽管这类无人值班变电站在我国为数不多，在长期严格的运行考验中难免会 暴露出一些尚待改进的问题，但它们的诞生结束了中国没有无人值

24、班变电站的历 史，代表了中国农村配电自动化的发展方向，有强大的生命力。国民经济的发展，电力是基础，应先行于其它行业，但我国目前的实际情况 是求大于供，国民经济的发展与电力的供应存在明显的缺口。国家为了与国民经 济的发展势头相适应，必然会加大装机容量，加大装机容量必然会需耍新增大量 开关设备，我国耍实现现代化所必须的电力需求昭示着我国的电力市场在数十年 内不会衰退，这将为我国开关制造业的发展提供的巨大的机遇，中国的市场也为 世界给类新型配电开关设备的角逐敞开了大门。第二章配电网一次设备介绍电力系统是发、送、变、配、用电各部分的总称，它按电压分层、按地域分 区，而开关设备则在各层、各区、各线路段起

25、分割和联络作用。应该说凡是为配 电自动化这一目标服务的开关设备都在配电自动化开关设备之列。因此，它包括 各类重合器、分段器、新型成套组合电器等智能化或自动化的开关设备外，还应 包括与之配用的新型断路器与熔断器。本章主耍阐述了与本次设计相关的三种开 关的主要性能、特点。2.1重合器重合器自30年代问世以来，并不断改进完善，发展到今天，使用电压最高 达69kv,开断容量4.8kv达24ka, 69kv达8ka, 14.4kv达16ka,完全能满足 使用范围内对其短路容量的要求。重合器按绝缘介质划分有油、真空、sf6三类, 其中真空重合器往往灭弧介质是真空而绝缘介质是油或其它被密封的气体。就控 制装

26、置而言重合器有液压控制和电子控制两大类，电子控制又可分为分立元件式 或单片微机式。油重合器用液压控制较多，也可用电子控制。sf6重合器则全都 用电子控制。真空重合器有电子液压混合控制，也有全电子控制。油重合器的灭弧介质为油，它与我国选用开关设备无油化的方针不相符合。 同时在运行中增加了油的维护、处理工作量，而且由于油重合器均为液压控制， 重合器的各项参数如重合闸次数，tcc （时间电流特性曲线）以及复位时间均在 出厂是整定好现场不能调整。因次选用前景不被看好。sf6重合器为整体密封，充有sf6气体压力检测装置，出现漏气时，现场无 法知晓。同时现场亦无sf6气体处理设备，无法进行处理。国内在运行

27、中己经多 次发现，因重合器漏气受潮而使内部绝缘下降导致闪络击穿等事故。因此sf6重 合器需待改进后推广使用。真空重合器开断性能好，运行可靠，维修工作量小。但进口的真空重合器仍 存在有待改进之处。比如存在油的碳化后处理工作jt特性曲线少等不足之处。重合器是一种自身具有控制和保护功能的开关设备。它能进行故障电流的检 测和按预先整定的分合操作次数自动完成分合操作，并在动作后能自动复位或闭 锁。研究重合器的使用，必须先了解重合器的时间一一电流特性曲线tcc(time-cunent curves)o重合器一般有两种t-i特性曲线，一种是快速动作t-i曲 线，另一种是慢速动作口曲线。重合器与断路器比较如表

28、21：表21重合器和断路器比较表重合器断路器结构由灭弧室、操动机构、控制系统和高压合闸线圈组成由灭弧室和操动机构组成功能识别故障，断开故障电流，多 次重合，分闸闭锁断开故障电流，电路分合闸动作方式自身具有检测故障电流功能， 自动分闸，再次重合。无需通 信通道和受遥控命令只能接受保护信号动作分闸和控制室遥控命令分合闸开断特点具有双时限和双时性开断特性开断、重合均由控制保护系统决 定安装地点可安装于变电站或架空线路上一般安装于变电站内2. 2计数型分段器分段器的分类大体与重合器相近，但因分段器无需强有力的灭弧功能，因而 其灭弧介质及绝缘介质还可以采用空气或产气才料，如带灭弧罩的跌落式分段 器。从隔

29、离故障的原理上讲，分段器可分为“电流脉冲型”和“电压时间型” 两大类。后者必须具备关合短路电流的能力，因而又称重合分段器。分段器是一种智能化的负荷开关，它能和断路器或重合器配合使用。在线路 发生永久性故障时，它能记忆断路器或重合器的分合次数，当达到预先整定的动 作次数后，分段器能在无故障电流的情况下自动分闸并闭锁，起到隔离线路故障 区段的作用。如为瞬时故障，因断路器或重合器未达到整定的分合次数，分段器能保持合 闸状态不变，以保证断路器或重合器重合成功后线路恢复止常供电，并将计数清 除。2. 2. 1带电压抑制附件功能的分段器电压抑制附件能使分段器识别故障电流被切断究竟是电源侧重合器所为，述 是

30、负荷侧重合器所为。如故障电流由负荷侧重合器切除，虽然电流被中断，但电 源电压仍施加于分段器上；但若由电源侧重合器切除，则电压电流都没有了。分 段器就是凭这个差别来判断的，一旦认为负荷侧重合器所为，带电压抑制附件的 电子控制分段器就闭锁计数。2. 3重合分段器重合分段器是一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关，又称自动配电 开关。他在判别线路有电压时自动合闸，无电压时自动分闸。它能分合负荷电流, 关合短路电流，但不能开断短路电流。重合分段器由开关本体、电源变压器sps、故障检测器fdr和控制器构成。 重合分段器的底部有操作手柄，可以选定重合器正常运行时为闭合或断开。重合分段器与分段器的比较如表

31、21：表22重合分段器和分段器的比较表重合分段器分段器结构由开关本体、电源变压器、故障检测器和控制器组成由开关本体和控制器组成功能分合负荷电流，关合短路电流分合复合电流，部分厂家生产的 分段器亦能关合短路电流智能化能检测线路有无电压，并在无电 压时自动分闸，电压恢复后自动 合闸能记忆线路上断路器或重合器 开断故障电流的次数，并在达到 预定次数时，在无故障电流情况 下自动分闸，开关闭锁在分闸状 态重要参数x时限是重合分段器端电压恢复 至自动合闸的时延；y时限是重合分段器合闸又失压 的时限，如未超过此时限，重合 分段器分闸后闭锁，不再重合启动电流是分段器开始计数的 线路电流；复位时间是分段器每次计

32、数后 到复位的时间配合使用二者均可与断路器、重合器配合使用第三章线路线型及设备选择配电网是电力系统直接面向广大用户的一个环节。实施配电网自动化的冃 标，必须对配电网的服务对彖一一广大用户的需求有一个清楚的了解。但是从配 电网自动化的口的出发对负荷进行分析的侧重点是不同的。因为事实配电网自动 化是在配电网一次网络已经成形的基础上进行的，因此对负荷的分析主要是在负 荷的性质和负荷的数量上。本设计对负荷的性质不做考虑，因此只按照负荷均衡 的原则分段，根据网络要求选择线型及一次设备。本设计是根据所给网络设计开关控制方案，从而体现配电网自动化就地控制 方式的特点与不足。如图21,是本设计所给定的某10k

33、v三电源“手拉手”线路。电1感禺2图3-1某10kv “手拉手”线路示意图3. 1线路的选型根据相关规定，中压架空线路导线线号的选择应考虑设施标准化，主干线 截面面积宜为150mm2240nini2 ,分支线截面面积不宜小于7omni2 o 一般架空配电 线路导线采用铝绞线、裸铝绞线截面积2402的安全电流为610a. 185mm2的安 全电流为510ao 150mm2的安全电流为445a。根据规定，可选择主干线截面积为150mm2的铝绞线。即为lj150型号的铝绞 线，其参数见表3-1。表3-1 lj铝绞线的长期允许载流量标称截面(mm-)长期允许载流量(a)+70错误!未找到引用源。+80

34、错误!未找到引用源。150466476考虑线路在相邻线路发生故障时，需给故障线路上的负荷供电，即如果线 路1电源处出现故障，若将线路1的全部负荷由电源2供电，则线路的负荷为：p = (20+j10+30+j6+10+j6+30+j6+13+j8+10+j6+15+j8+20+j4) kva=(148+54)kva=157. 54z20. 04kva如果线路1电源处出现故障，若将线路1的全部负荷由电源3供电，则线路承 载的负荷为：p2= (15+jl0+13+j8+30+j6+20+jl0+30+j6+10+j6) kva=(118+46)kva=126. 64z21.30如果线路3电源处出现故

35、障，若将线路3的全部负荷由电源2供电，则线路承 载的负荷为“p2=(30+j6+13+j8+10+j6+15+j8+20+j4+15+jl0+13+j8+30+j6)kva 二(146+56)kva=156. 37z19. 08kva根据公式si二可计算各线路的最大载流量5,_ 63.973x10 73x10=9. 096a=7310as? s. 93.641乙s32 a/3vv v3x10 73x10二 f 二刀二9. 028人 73x10 73x10由计算可知当线路出现最严重的故障时候的电流大小为9. 096a,这个的电 流远远小于安全电流466a,所以线路的选择符合标准。3.2 一次设备

36、的选型配电网中涉及的一次设备面较广，本设计仅就相关开关作选型。经校验,选取各类开关如表3-2。表3-2开关设备表型号额定电压分段器gn3lokv重合式分段器vsp5-15jsatlokv断路器rn1-35lokv重合器qytlokv3. 3开关布置为了线路保障线路的可靠性，根据负荷均衡原理，将开关的位置确定如图3-2,开关种类因不同方案存在不同配置，具体在下一章节中指出。u> h图3-2某10kv “手拉手”线路分段第4章 就地控制方式下各类开关配合方案分析就地控制方式乂叫电压型实现方式，通过重合器来实现，馈线失压时开关跳 开，然后依时延顺序试合开关，最后确定故障区段再隔离故障并恢复非故

37、障区段 的供电，本章所有方案就是按照就地控制方式的以上特点来设计的。4. 1计数分段器配合方案根据负荷均衡的要求，将线路分段如下。在线路中，联络开关位置安装在线 路连接处，重合器因其特性起切断负荷处故障的作用故安装在电源出口处，本方 案的重点分段器安装在其他剩余位置，线路图如图41。r1s1k1k2s3ele2/ s4r3图41计数分段器配合方案为了能使各开关能识别故障段，且能合理地切除故障，在重合器动作整定时 必须按照上级开关的动作次数大于下级开关的动作次数的原则，因此将重合器 rl、r3的动作整定为3分2合，r2为4分3合，常开型联络开关ki、k2因为 有可能在有故障电流流过的情况下合闸不

38、成功闭锁与分闸状态，所以分合次数须 整定的相同，即ki、k2分别为2分2合和3分3合，s4为带电压抑制附件的 分段器，动作整定为2次合闸，分段器si、s2、s3因ki、k2可能处在闭合状 态而需存在两种整定方式，具体为s1正向2次合闸，反向1次合闸（规定正向 为电流由e1流向开关），s2正向2次合闸，反向2次合闸（规定正向为电流由 e2流向开关），s3正向3次合闸，反向1次合闸（规定正向为电流由e2流向开 关）。现将各开关的动作整定方式列表如表4-1 o表41计数分段器配合方案关动作整定表开关编号开关动作整定重合器r13分2合重合器r24分3合重合器r33分2合联络开关k1 （重合器）2分2合

39、联络开关k2 （重合器）3分3合分段器s1正向2次，反向1次（规定正向为电流由e1 流向开关）分段器s2正向2次，反向2次（规定正向为电流由e2 流向开关）分段器s3正向3次，反向1次（规定正向为电流由e2 流向开关）分段器s42次（带电压抑制功能）当f段发生瞬吋故障时，重合器r2因检测到故障电流在t延时后分闸，稍 后故障恢复，k2不动作（因故障恢复的时间比联络型重合器k2的动作吋延短, k2来不及动作），r2合闸并将计数次数复位，电路恢复供电。合分相关开关动作情况如图42。r2s3s2k2图42分段器配合方案f段瞬时故障动作示意若f段的故障为永久性故障，r2将动作至分闸闭锁，联络性重合器k2

40、在r2第二次动作后一个，吋延后合闸于故障状态，h、g、d、e、f段上所有开关均 检测到故障，此时，h、g、d、e暂时由电源e3供电，分段器s2、s3流过反向 电流，改变整定次数，即分别为2次和1次，并在z延时后开始计数一次，s3 因达到预定的整定次数分闸闭锁。k2第2次合闸，因故障已被s3隔离而合闸成 功，线路除故障段外均恢复供电。分段器s2因故障切除未达到整定次数将计数 复位。分段器s4在k2合闸于短路时也流过短路脉冲电流，但因其具有电压抑 制特性而不动作。相关开关动作情况如图4-3oz i i图43分段器配合方案f段永久性故障动作示意当d段发生瞬时故障时，重合器r2因检测到故障电流而分闸，

41、s2、s3也计 数一次稍后故障恢复，r2合闸并将计数次数复位，s2、s3计数复位，电路恢复 供电。具体开关动作示意图与f段瞬时故障类似，此处不做具体分析。若d段的故障为永久性故障，s2将动作到分闸闭锁，s3、r3也动作，但因 不到预定的动作整定次数故障就已经被隔离而复位，k2在检测到故障的一个时 延后合闸并迅速跳闸，接着第二次合闸不成功闭锁于分闸状态将故障隔离，其它 线路恢复供电。分段器s4同样不动作。相关开关动作情况如图4-4o跳闸将故r3s4k1k1r2s3s2k2分合分合分合分i il_|才i分闸闭锁i计数1次计数2次复位分闸闭锁复位rii|ii|"1e z' 厂1合合

42、輕叱计数2次分闸闭锁z1图4-5分段器配合方案g段永久性故障动作示意当c段发生瞬时故障时，s4计数一次，稍后故障恢复，s4计数复位，k1、 k2因延时稍长，没检测到故障而不动作。电路恢复供电。若c段的故障为永久性故障，s4动作至分闸闭锁，ki、k2在检测到故障的 一个时延后合闸并迅速跳闸，接着再次合闸不成功，闭锁于分闸状态，将故障隔 离，其它线路恢复供电，相关开关动作情况同g段。其他线路段故障与以上段故障类似，不做详述。从以上分析可以看出，分段器配合方案切除故障较为迅速，且分段器价格低廉， 用分段器做为主要控制开关的这种方案投资较省，再加上这种开关安装方便，维 护简单的特点，本应该有利于在我国

43、农村和偏远山区等经济落后的地区进行普遍 推广，但是，选用该方案实现馈线自动化对分段器的性能耍求较高，经常开合对 分段器的使用寿命形成了严重的考验，这在很大程度上限制了该方案的推广。4. 2重合式分段器配合方案线路分段、联络开关位置同分段器配合方案一样，不做改变。只将分段器替 代为重合式分段器，线路图结构如图46。qf1rs1k1k2rs2rs3of 2e2rs4ah>qf3e3图4-6重合式分段器配合方案线路图设断路器qf1、qf2、qf3检测到故障至跳闸的时间（t时限）为0.5s,各 重合分段器的合闸整定顺延时差（x时限）为10s,合闸后又失压的时间（y时 限）为5s,失压后自动分闸的

44、短暂时延（z时限）为0.5s,联络型重合器ki、k2 因为有可能在有故障电流流过的情况下合闸不成功闭锁与分闸状态，所以分合次 数须整定的相同，即ki、k2的动作整定为2分2合，特列表如表42：表42开关时限表xyzt重合式分段器10s5s0.5s断路器0.5s当f段发生故障时，变电站馈断路器qf2跳闸，线路上重合分段器rs2、 rs3因检测到失压而断电分闸，d、e、f段暂停供电。断路器qf2随即第一次重 合，若该段故障为瞬时故障，则其他重合式分段器按预先整定的时延依次合闸， 联络开关k2因延时较长没检测到故障不动作，电路恢复供电。相关开关动作情况如图4-7oqf2rs2rs3k2啣章开始合分图

45、47重合式分段器配合方案f段瞬时故障动作示意若该段故障为永久性故障，qf2在重合后再次跳闸，此时只有rs3在y时 限内检测到失压，即z+tvy,所以rs3跳闸闭锁，将故障隔离，其他线路恢复供 电。相关开关动作情况如图4-8：噌始qf2rs3rs2k2分闸闭锁合分图48重合式分段器配合方案f段永久性故障动作示意当e段发生瞬时故障时开关动作与f段故障时相同，此处不做详细分析。当e段发生永久故障时，变电站馈断路器qf2跳闸,线路上重合分段器rs2、 rs3因检测到失压而断电分闸，d、e、f段暂停供电。断路器qf2稍后重合，在 t时限后第二次跳闸，此时rs2、rs3在y时限内检测到失压，即z+tvy,

46、所以 rs2、rs3跳闸闭锁，将故障隔离。在重合式分段器第一次跳闸后，联络型重合 器k2曾重合一次，这时因失压会第二次重合并闭锁，d段负荷由e3供电，至此, 除故障段外，其余线路均恢复供电。相关开关动作情况如图4-9oqf2合分合 分合合 分分闸闭锁分闸闭锁rs3rs2k2图4-9重合式分段器配合方案e段永久性故障动作示意 当d段发生故障时，断路器qf2在延时t后分闸，rs2、rs3因失压而分闸，稍后故障恢复，qf2再次重合，rs2、rs3按顺序依照时延合闸，整个过程中联 络开关k2因延时z，较长，没有检测到故障不动作，线路恢复供电。若d段的故障为永久性故障，qf2第二次合闸后跳闸，此时只有此

47、时只有 rs2在y时限内检测到失压，即z+tvy,所以rs2跳闸闭锁，rs3合闸。k2在 延时疋检测到了故障而合闸于故障状态，稍后分闸，再次合闸不成功达到动作 整定次数分闸于闭锁状态，与rs2配合将故障段隔离，其他线路恢复供电。合 分合分合 分x2x分闸闭锁相关开关动作情况如图4-10oqf2rs3rs2k2图410重合式分段器配合方案d段永久性故障动作示意当c段发生瞬时故障时与以上各段瞬时故障类似，如c段的故障为永久性故 障，rs4在qf3再次合闸x延时后也合闸，当qf3再次跳闸时，rs4在z延时 后也跳闸，不过此时rs4在y时限内检测到失压，即z+tvy,所以rs4跳闸闭 锁。ki、k2在

48、疋延时后检测到故障，分别分闸2次和3次，最后均合闸不成功 闭锁于分闸状态，与rs4配合将故障段隔离，其他线路段恢复供电。相关开关动作情况如图4-1 lof3ft - r 故一 i 合分合分i'刖闭锁k1 令分k2 合分图411重合式分段器配合方案c段永久性故障动作示意其他段故障同理，值得说明的是当h段故障时，线路会选择性的合上联络型 重合器k1,使得g段负荷由e1供电，因为a、b段负荷相对较小，考虑到线路 的承载能力故将负荷加至电源e1。由以上分析可知，使用重合式分段器做为此方案的主要控制开关，通过一次 重合可以隔离故障，两次重合可以恢复供电，重合次数较少，对线路的冲击较小, 不过，为

49、了不使开关误动作，联络开关必须设置较长的延时，这一点不能满足配电网自动化系统快速切除故障的要求，且重合式分段器的造价较为昂贵使得本方 案的适应范围大受限制。4.3重合器配合方式线路分段、联络开关位置同分段器配合方案一样，不做改变。只将分段器替 代为重合器。线路图结构如图4-12or5=j e2r1r2kik2r3r4<i_ a |b|c|$ |i i i =( ig 一r6h>r7图412重合器配合方式线路图由于重合器本身的特性所限，为了能使各开关能识别故障段，且能合理地切 除故障，在重合器动作整定时必须按照上级开关的动作次数大于下级开关的动作 次数的原则，因此将重合器rl、r7的

50、动作整定为3分2合，r2、r6整定为2 分1合，r5整定为4分3合，常开型联络开关ki、k2因为有可能在有故障电 流流过的情况下合闸不成功闭锁与分闸状态，所以分合次数须整定的相同，即 ki、k2的动作整定分别为2分2合和3分3合，重合器r3、r4因为联络开关 可能处在闭合位置而可能流过不同方向的电流需存在两种动作整定方式，即重合 器r3为正向2分1合，反向3分2合（规定正向为电流由e2流向开关），重合 器r4为3分2合，反向2分1合（规定正向为电流由e2流向开关）。现将各开关的动作整定方式如表4-3o表4-3重合器配合方式各开关动作整定情况开关编号开关动作整定重合器r13分2合重合器r22分1

51、合联络开关k12合2分联络开关k23合3分重合器r3正向2分1合，反向3分2合（规定正向为电流由e2流向开关）重合器r43分2合，反向2分1合（规定正向为 电流由e2流向开关）重合器r54分3合重合器r62分1合重合器r73分2合当f段发生故障时，r4、r5同时检测到故障，随即在时间t后分闸，稍后故障恢复，r4、r5又闭合并将计数复位，线路恢复供电。相关开关动作情况如图4-14：|iir5r4k2'口 |分|图413重合式分段器配合方案f段瞬时故障动作示意若f段的故障为永久性故障，k2会在r4、r5动作的一个延时（z9后合闸, 稍后r4、r5继续分别动作3次和4次至分闸闭锁，将故障段隔

52、离。k2在经过 第二次合闸后第三次合闸闭锁，d、e段负荷由e3供电，出故障段外其他线路恢 复供电。相关开关动作情况如图4-14：图414重合器配合方式f段永久性故障开关动作示例当d段故障时，r3、r4、r5和k2均检测到故障电流，所以r3、r4、r5 都将跳闸，k2在一个延时后也合闸于短路状态，稍后故障恢复，r3、r4、r5 又闭合并将计数复位，线路供电。因d段发生瞬时故障时开关动作与f段瞬时故障时相似，此处省略了开关动作示意图。若d段故障为永久性故障，k2会在r3、r4、r5动作的一个延时后合闸于 短路状态随即跳开，r3、r4、r5再次合闸又再次跳开，此时，r3己到预定的 整定动作次数而闭锁

53、于分闸状态，因r3将故障切除r4、r5合闸并将计数复位, k2再次合闸不成功，直至第三次合闸仍不成功闭锁于分闸状态，这时，故障已 被k2和r3隔离，其他线路恢复供电。相关开关动作情况如图4-15：r5r4k2刖-厶一门n nr3图415重合器配合方式d段永久性故障开关动作示例当c段发生瞬时故障时，开关动作与以上线路段故障类似，若该故障为永久 性故障，r6在延时t后分闸并一直动作至分闸闭锁，r7在第二次合闸时因故障 已被r6切除且不到动作整定次数而合闸并将动作次数复位，联络开关ki、k2 在延时z，后开始动作，分别动作2次和3次后合闸不成功闭锁与分闸状态，从而 与r6配合将故障段隔离，其他线路恢

54、复供电。相关开关动作情况如图4-16：r6r7k1k2合分分闸闭锁复位11 ri ni图416重合器配合方式c段永久性故障开关动作示例其他段故障同理，特别说明的是当h段故障时，线路会选择性的合上联络型 重合器k1,使得g段负荷由e1供电，因为3、b段负荷相对较小，考虑到线路 的承载能力故将负荷加至电源e1。在动作整定上，亦可采用选择不同的启动电流，使下级重合器动作电流小于 上级重合器动作电流，但这样选择是否可行，述需按照实际网络经过计算才能确 定。另外，亦可在重合器动作次数相同、动作电流相同条件下，选用不同的 特性曲线，以动作时间予以区分而改善动作情况，但这样的选择，同样还需按照 实际网络经过计算才能确定，限于篇幅原因，此处不做赘述。4. 4方案比较从分段器配合方案各段故障的分析中可以看出，此方案投资相对较省，但对 开关的动作整定较为复杂，同时分段器述得加装电压抑制附件和电流方向感应附 件，这就不仅对开关本身性能的稳定性要求较高，而且也增加了投资成本。而对