《智能配电网 一二次融合柱上断路器就地智能协同与自愈控制技术导则》

1智能配电网一二次融合柱上断路器就地智能协同与自愈控制技术导则本文件规定了智能配电网中一二次融合柱上断路器就地智能协同与自愈控制的技术要求、试验方法。本文件适用于12kV和24kV、50Hz或60Hz的智能配电网中一二次融合柱上断路器的就地智能协同与自愈控制。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T13729远动终端设备GB/T31167信息安全技术云计算服务安全指南GB/T34936光伏发电站汇流箱技术要求DL/T630交流采样远动终端技术条件DL/T634.5101远动设备及系统第5—101部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问DL/T721配电自动化终端技术规范DL/T814配电自动化系统技术规范DL/T860电力自动化通信网络和系统（系列标准）DL/T5137电测量及电能计量装置设计规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1就地智能协同localintelligentcoordination一二次融合柱上断路器在不需要主站干预的情况下，自身内部以及与相邻柱上断路器之间进行数据交互、信息共享和协同控制，以实现故障处理、优化运行等功能。3.2自愈控制self-healingcontrol指一二次融合柱上断路器能够自动检测配电网故障，通过自身控制逻辑和与其他设备的协同，快速隔离故障区域，并恢复非故障区域的供电，提高配电网的可靠性和稳定性。3.3一二次融合柱上断路器primary-secondaryintegratedpole-mountedcircuitbreaker一种将柱上断路器、馈线终端、后备电源、预制式航插电缆、互感器进行一体化设计，实现在线监控、故障处理等功能的柱上断路器成套化设备。4技术要求4.1工作环境2成套设备应能在下列环境中正常工作：a)环境温度：-40℃~40℃;b)相对湿度；10%～85%；c)大气压力：86kPa～106kPa。4.2数据采集与处理4.2.1数据采集4.2.1.1模拟量4.2.1.1.1交流工频模拟量输入应符合表1的规定。以基准值的百分比表示的交流工频模拟量误差极限和等级指数关系如表2所示。配套电磁式互感器时，交流工频模拟量每一电流输入回路的功率消耗不应大于0.75VA，每一电压输入回路的功率消耗不应大于0.5VA。表1交流工频模拟量输入-----注：标称值由制造厂和用户协商确定。三相对称系统的每一相电压和线电压与其对应的平均值之差不应大于1%。表2误差极限和等级指数±0.5%14.2.1.1.2直流工频模拟量输入应符合表3的规定。直流模拟量总误差不应大于±0.5%。表3直流工频模拟量输入-4.2.1.2状态量4.2.1.2.1输入回路应有电气隔离及滤波回路，防抖时间为10ms～100ms。4.2.1.2.2用一位码表示时：闭合对应二进制码“1”，断开对应二进制码“0”；用两位码表示时：闭合对应二进制码“10”，断开对应二进制码“01”。4.2.1.2.3状态量电压标称值应符合表4的规定。表4状态量电压标称值--4.2.2数据处理34.2.2.1在主站通讯异常时，馈线终端装置（FTU）应保存未上送的SOE信息，通讯恢复时及时上传至主站；FTU终端重启后不应上送历史SOE信息。4.2.2.2应具备历史数据循环存储功能，并应符合下列规定：a)应循环存储不少于1024条SOE记录，采用文件传输方式上送最新的1024条记录；b)应循环存储不少于31天的定点记录和极值记录，采用文件传输方式上送最新31天的记录数据，定点数据每天等间隔产生96条，极值记录每天产生1条；c)应循环存储不少于30条的遥控操作记录，采用文件传输方式上送最新30条操作记录。4.3就地智能协同功能4.3.1设备间通信4.3.1.1应支持与相邻一二次融合柱上断路器的直接通信，通信协议可采用DL/T634.5101、DL/T634.5104等标准协议，也可采用专用的短距离通信协议。4.3.1.2通信延迟应不大于100ms，以保证协同控制的实时性。4.3.1.3应具备通信故障检测和恢复功能，当通信链路出现故障时，能够及时发现并尝试恢复，同时将故障信息上传至主站。4.3.2协同故障处理4.3.2.1当配电网发生相间短路故障时，相邻的一二次融合柱上断路器应能够通过通信交互故障信息，快速确定故障区域，并协同进行故障隔离和恢复供电。4.3.2.2对于单相接地故障，应能够通过协同检测和分析，提高故障定位的准确性，减少故障处理时间。在小电流接地系统中，相邻断路器可共享零序电流、零序电压等信息，综合判断故障位置。4.3.3协同优化运行4.3.3.1应能够根据配电网的负荷变化，协同调整自身的运行参数，如过流保护定值、重合闸时间等，以提高配电网的运行效率和经济性。在负荷低谷期，可适当降低过流保护定值，提高故障检测的灵敏度；在负荷高峰期，可调整重合闸时间，避免重合闸对系统造成过大冲击。4.3.3.2可协同进行无功补偿优化，根据配电网的无功需求，合理控制自身的无功补偿装置或与相邻设备的无功补偿装置配合，实现无功的就地平衡，降低网损。4.4自愈控制功能4.4.1故障检测与定位4.4.1.1应具备相间短路故障、不同中性点接地方式的接地故障检测功能，可按配置告警或跳闸，并上送故障事件，故障事件包括故障遥信信息及故障发生时刻开关电压、电流值。4.4.1.2对于相间短路故障，应能够准确检测故障电流，并根据电流的大小、相位等信息判断故障类型和故障位置。故障检测的准确率应不低于99%。4.4.1.3对于单相接地故障，应具备小电流接地系统单相接地故障就地判别和隔离功能，小电流保护功能可设置为跳闸、告警或退出，跳闸/告警延时可设。在过渡电阻4kΩ时，单相接地判断准确率应达4.4.2故障隔离与恢复4.4.2.1应具备自动重合闸功能，重合闸次数及时间应可调。在故障检测到后，能够快速分闸隔离故障，并根据设定的重合闸逻辑进行重合闸操作。对于永久性故障，应能够在重合闸失败后，再次分闸并闭锁重合闸，避免对系统造成多次冲击。4.4.2.2应能够根据故障定位结果，自动选择最优的故障隔离和恢复策略，快速恢复非故障区域的供电。例如，在采用自适应综合型就地馈线自动化逻辑时，能够根据配电网的拓扑结构、负荷分布等因素，自动调整故障隔离和恢复的步骤，缩短停电时间。4.4.3自愈控制逻辑44.4.3.1自愈控制逻辑应具备灵活性和可配置性，可根据不同的配电网拓扑结构、运行方式和用户需求，调整故障检测、隔离和恢复的参数和策略。4.4.3.2应具备容错能力，当部分检测或控制元件出现故障时，自愈控制逻辑应能够通过其他冗余的检测和控制手段，保证故障处理的准确性和可靠性。4.5电源与通信4.5.1电源4.5.1.1具备智能电源管理功能，后备电源为蓄电池时，应具备定时、手动、远方活化功能。4.5.1.2具备低电压报警和欠压切断等保护功能，并能将电源供电状况以遥信方式上传到主站系统。4.5.1.3具备为开关动作提供配套电源的能力，满足控制开关分合闸的需要。4.5.1.4具备为通讯设备提供配套电源的能力，满足通讯设备数据远传遥信及远方控制遥控功能。4.5.1.5具备为其他扩展模块提供配套电源的能力，满足扩展模块的正常运行需要。4.5.2通信无线通信应符合下列规定：a)对通信通道的要求应符合DL/T814的规定；b)通信协议应符合DL/T634.5101、DL/T634.5104的规定；c)配电终端与主站建立连接时间应小于60s；d)主站通信异常时，配电终端应保存未确认及未上送的带时标的事件顺序记录（SOE）信息，通信恢复时及时传送至主站；e)应支持端口数据监视功能，具备网络中断自动重连功能；f)应支持本地维护功能，可通过本地维护接口支持调试、参数设置、状态查询和软件升级；g)应提供至少2路RS232串行接口，其中1路用于与配电终端通信，1路用于本地维护，或至少提供2个全双工以太网；h)RS232接口传输速率可选用1200bit/s、2400bit/s、9600bit/s等，以太网接口传输速率选用10Mbit/s、100Mbit/s全双工等；i)通信接口的插拔寿命不应小于500次；j)应内置电源反接保护和过压保护；k)无线通信模块待机(保持在线、无数据通信)功耗应为1W～3W；数据通信平均功耗(保持在线)应为2W～5W，启动及通信过程中瞬时最大功耗应小于5W；l)无线通信模块应可通过配电终端维护端口进行本地维护。4.6对时与安全4.6.1对时应符合下列规定：a)北斗方式对时误差不应大于1ms；b)光纤通道对时误差不应大于1s；c)无线通讯方式对时误差不应大于10s；d)守时精度每24h误差应小于2s。4.6.2安全4.6.2.1具备基于内嵌安全芯片实现的信息安全防护功能，安全防护功能至少包括基于国产商用密码算法的统一密钥和数字证书，可与配电主站实现双向身份认证、参数配置等的签名验证、数据的加解密与完整性保护。4.6.2.2支持安全密钥管理功能，包括远程下载、更新、恢复等。5试验方法5.1数据采集与处理55.1.1数据采集5.1.1.1模拟量：试验方法应按GB/T13729、DL/T630、DL/T721的规定执行。5.1.1.2状态量：在状态信号模拟器上拨动任何一路试验开关，则在显示屏上应观察到对应遥信位的变化，且与拨动的开关状态一致，重复上述试验10次以上。5.1.2数据处理5.1.2.1主站通讯异常数据存储与上传试验：a)搭建模拟主站与FTU的通信环境，确保两者正常通信。b)人为断开主站与FTU的通信链路，模拟主站通讯异常情况。c)在FTU侧触发多个事件，如开关分合闸、过流告警等，产生SOE信息。d)等待一段时间后，恢复主站与FTU的通信链路。e)检查主站是否接收到FTU在通讯异常期间产生的SOE信息，同时查看FTU本地存储的SOE记录是否完整。5.1.2.2历史数据循环存储功能试验：a)配置FTU的历史数据存储参数，设置循环存储的记录数量，如不少于1024条SOE记录、不少于31天的定点记录和极值记录、不少于30条的遥控操作记录；b)持续触发FTU产生SOE事件、定点数据采集和遥控操作，直到达到存储容量上限；c)继续触发新的事件和操作，观察旧数据是否被新数据覆盖，实现循环存储；d)通过主站或本地维护接口，调取FTU存储的历史数据，检查数据的完整性和准确性；e)触发数据上传操作，将历史数据上传至主站，检查主站接收到的数据是否与FTU存储的数据一致。5.2就地智能协同功能5.2.1设备间通信试验方法应按下列步骤执行：a)搭建试验平台，将两台或多台一二次融合柱上断路器连接在一起，模拟配电网的实际拓扑结b)测试相邻断路器之间的通信延迟，记录通信数据的传输时间，确保通信延迟不大于100ms；c)模拟通信链路故障，检查断路器是否能够及时检测到故障并尝试恢复，同时将故障信息上传至主站。5.2.2协同故障处理试验方法应按下列步骤执行：a)模拟配电网相间短路故障，观察相邻断路器之间的协同故障处理过程，记录故障隔离和恢复供电的时间，验证协同故障处理的准确性和及时性；b)模拟单相接地故障，测试相邻断路器的协同故障定位和处理能力，检查故障定位的准确率和故障处理时间。5.2.3协同优化运行试验方法应按下列步骤执行：a)模拟配电网的负荷变化，调整断路器的运行参数，检查相邻断路器是否能够协同调整运行参数，验证协同优化运行的效果；b)测试无功补偿协同优化功能，模拟配电网的无功需求变化，检查断路器是否能够协同控制无功补偿装置，实现无功的就地平衡。5.3自愈控制功能5.3.1故障检测与定位试验方法应按下列步骤执行：6a)模拟相间短路故障和单相接地故障，检查断路器的故障检测功能，记录故障检测的准确率和故障定位的准确性；b)对于单相接地故障，在不同过渡电阻下进行试验，验证在过渡电阻4kΩ时，单相接地判断准确率是否达到100%。5.3.2故障隔离与恢复试验方法应按下列步骤执行：a)模拟永久性故障和瞬时性故障，检查断路器的自动重合闸功能和故障隔离能力，记录故障隔离和恢复供电的时间；b)测试不同的自愈控制逻辑，如电压-时间型、自适应综合型等，验证其故障隔离和恢复的效果。5.3.3自愈控制逻辑5.3.