配电网馈线监控终端PPT课件

1、36935-4A,主编,1,.,第4章配电网馈线监控终端,4.1馈线监控终端简介4.2馈线监控终端数据采集原理4.3馈线监控终端实例4.4馈线故障指示器,2,.,4.1馈线监控终端简介,4.1.1馈线监控终端的功能及性能要求4.1.2馈线监控终端的构成4.1.3馈线终端单元的硬件4.1.4馈线终端单元的软件4.1.5环网柜和开闭所的馈线终端单元,3,.,4.1.1馈线监控终端的功能及性能要求,1) 遥测功能。2) 遥信功能。3) 遥控功能。4) 远方控制闭锁与手动操作功能。5) 对时功能。6) 统计功能。7) 事件顺序记录(Sequence of Event，SOE)功能。8) 事故记录功能。

2、9) 定值远方修改和召唤定值功能。10) 自检和自恢复功能。11) 通信功能。,4,.,4.1.1馈线监控终端的功能及性能要求,1) 故障录波功能。2) 微机保护功能。 3) 电能采集功能。,5,.,1) 遥测功能。,馈线监控终端应能采集线路的电压、电流、有功功率和无功功率等模拟量。一般线路的故障电流远大于正常负荷电流，要采集故障信息必须要求馈线监控终端能提供较大的电流动态输入范围。,6,.,2) 遥信功能。,馈线监控终端应能对开关的当前位置、通信是否正常、储能完成情况等重要量进行采集。若馈线监控终端自身有微机继电保护功能的话，还应对保护动作情况进行遥信。,7,.,3) 遥控功能。,馈线监控终

3、端应能接受远方命令控制开关合闸和跳闸，以及启动储能过程等。,8,.,4) 远方控制闭锁与手动操作功能。,在检修线路或开关时，相应的馈线监控终端应具有远方控制闭锁功能，以确保操作的安全性，避免误操作造成的恶性事故。同时，馈线监控终端应能提供手动合闸、跳闸按钮，以备当通信通道出现故障时能进行手动操作，避免上杆直接操作开关。,9,.,5) 对时功能。,馈线监控终端应能接受配电主站或配电子站的对时命令，以便和系统时钟保持一致。,10,.,6) 统计功能。,馈线监控终端应能接受配电主站或配电子站的对时命令，以便和系统时钟保持一致。,11,.,7) 事件顺序记录(Sequence of Event，SOE

4、)功能。,记录状态量发生变化的时刻和先后顺序。,12,.,8) 事故记录功能。,记录事故发生时的最大故障电流和事故前一段时间的平均电流，以便分析事故，确定故障区段，并为恢复健全区段供电时进行负荷重新分配提供依据。,13,.,9) 定值远方修改和召唤定值功能。,为了能够在故障发生时及时地启动事故记录等过程，必须对馈线监控终端进行整定，并且整定值应能随着配电网运行方式的改变而自适应。,14,.,10) 自检和自恢复功能。,馈线监控终端应具有自检测功能，并在设备自身故障时及时报警。馈线监控终端应具有可靠的自恢复功能，凡是受干扰造成死机时，则通过监视定时器重新复位系统，能自动恢复正常运行。,15,.,

5、11) 通信功能。,尽管故障时电流、电压的小型记录是否具有作用仍是一个有争议的问题，但是对于中性点不接地的配电网，对零序电流的录波用来判断单相接地区段显然是有用的。,16,.,1) 故障录波功能。,尽管故障时电流、电压的小型记录是否具有作用仍是一个有争议的问题，但是对于中性点不接地的配电网，对零序电流的录波用来判断单相接地区段显然是有用的。,17,.,2) 微机保护功能。,虽然在选用柱上开关时可以选择过电流脱扣型设备，即利用开关本体的保护功能，但利用馈线监控终端中的CPU进行交流采样构成的微机保护，则具有更强的功能和灵活性。因为这样做可以使定值自动随运行方式调整，从而实现自适应的继电保护策略。

6、,18,.,3) 电能采集功能。,馈线监控终端对采集到的有功和无功功率进行积分，可以获得粗略的有功和无功电能值，对于核算电费和估算线损有一定的意义。虽然瞬间干扰造成的误差可能会被累计，影响电能测量精度，但在分段开关处测电能的目的在于估算线损，侦察窃电行为，因此该测量精度一般可以容忍。当然为了进一步提高精度，可以采用状态估计算法。,19,.,4.1.2馈线监控终端的构成,馈线监控终端作为一个独立的智能设备，一般由1个或若干个核心模块馈线终端单元、外置接口电路板、蓄电池、充电器、机箱外壳以及各种附件组成。,20,.,4.1.3馈线终端单元的硬件,1.交流量采集回路2.数字量输入回路3.数字量输出回

7、路4.通信接口及人机界面5.CPU,21,.,4.1.3馈线终端单元的硬件,图4-1馈线终端单元的硬件框图,22,.,1.交流量采集回路,交流量采集回路的设计需根据应用场合综合考虑：需要监视的交流通道数量和各通道的输入范围，前置低通滤波器的参数，AD转换的位数、输入范围和转换速度等。,23,.,2.数字量输入回路,数字量输入回路比模拟量回路简单。馈线终端单元内部使用的工作电源一般是DC24V或DC48V，数字量输入回路使用的电源一般也采用DC24V或DC48V。,24,.,3.数字量输出回路,数字量输出回路是馈线终端单元的执行接口，其安全可靠的工作对馈线终端单元至关重要。数字量输出从软件和硬件

8、设计都应考虑为顺序逻辑控制出口，以保证动作的可靠性。,25,.,4.通信接口及人机界面,馈线终端单元除了需完成交流采样和故障检测外，更重要的是应与配电主站或配电子站通信，及时将遥测、遥信和故障信号传到主站或子站，并执行主站或子站相应的遥控命令。馈线终端单元与远方系统的通信连接有多种方案，常用的有GPRS/CDMA1X、自愈式光纤网、电力线载波，以及最近开始应用的3G、光纤以太网、无源光纤网络EPON等。高速可靠的以太网通信将使得配电主站或配电子站获取全区域馈线终端单元的信息所需时间大大降低。,26,.,5.CPU,馈线终端单元控制器中核心器件CPU的运算速度和位数的选择应以“够用”为原则，以保

9、证设备的可靠性和完成馈线终端单元必备的功能，并有一定的扩充余地。,27,.,4.1.4馈线终端单元的软件,1.测控功能2.故障检测功能3.报文转发功能,28,.,1.测控功能,图4-2变位记录与延时确认的过程,29,.,2.故障检测功能,(1) 相间短路故障检测(2) 单相接地故障检测(3) 备用电源自动投入功能,30,.,(1) 相间短路故障检测,馈线终端单元应能够自动检测配电网的各种短路故障，记录故障数据，并且根据具体的通信规约向配电主站报告。它可以通过监视交流输入相电流或零序电流是否超过整定值判别短路故障。考虑到测量方便，零序电流实际上使用的是3I0。,31,.,(2) 单相接地故障检测

10、,单相接地选线和区段定位在采用小电流接地方式的配电网中是一个技术难点，而且单相接地故障占配电网总故障的70%以上，如何快速准确地找到接地点，是国内外配电网自动化系统必须面对的问题。,32,.,(3) 备用电源自动投入功能,1) 对柱上分段器，如果分段器两边均配置TV，则可投入BZT功能。2) 对两进数出的环网柜，如果两进线开关两侧均配置TV，则可投入BZT功能。,33,.,1) 对柱上分段器，如果分段器两边均配置TV，则可投入BZT功能。,充电准备：正常运行时分段器两边电压均正常且分段器处于分位，此时BZT经10s充电完毕。 动作执行：在BZT充电完毕后，当分段器一侧失电压后，如果另一侧电压仍

11、然正常，BZT开始计时，等计时时间到，BZT合上分段器，并同时对自身放电，以保证只动作一次。,34,.,2) 对两进数出的环网柜，如果两进线开关两侧均配置TV，则可投入BZT功能。,充电准备：正常运行时两进线电压均正常，若有一条进线处于合位而另一条进线处于分位，则BZT经10s充电完毕。 动作执行：在BZT充电完毕后，当工作进线失电压且无电流后，如果备用进线电压正常，BZT开始计时，等计时时间到，BZT跳开工作进线开关，合上备用进线开关，并同时对自身放电，以保证只动作一次。 对既有两路进线，又有分段开关的开闭所，可以分别安装设置两路BZT，每一路BZT均控制一路进线，又同时控制分段开关。,35

12、,.,3.报文转发功能,如前所述，馈线终端单元需要周边智能设备与远方系统之间的报文转发功能。需要转发的周边设备主要有从馈线终端单元、配变监测终端、智能电能表、无线测温传感器等。通过报文转发功能，可以大大减少通信网络的投资，提高主干通信网的数据吞吐效率。为支持报文转发功能，往往需要馈线终端单元具备一定的通信规约库，以方便与各种不同的周边设备通信。,36,.,4.1.5环网柜和开闭所的馈线终端单元,图4-3馈线终端单元a)多个馈线终端单元组网b)CAN接口示意图,37,.,4.2馈线监控终端数据采集原理,4.2.1概述4.2.2模拟量采集的基本原理4.2.3交流采样算法4.2.4数字滤波原理4.2

13、.5开关量输入/输出,38,.,4.2.1概述,图4-4模拟量采集系统框图,39,.,4.2.1概述,1) 优先保证下限电流量化值的精度。2) 在可能出现的最大短路电流情况下，电流-电压变换后的电压值不得使AD转换器出现溢出。3) 在可能出现的最大短路电流情况下，中间电流变流器不应饱和。,40,.,4.2.2模拟量采集的基本原理,1.模拟量的采样离散化2.采样方式3.采样保持器和A/D转换器,41,.,1.模拟量的采样离散化,图4-5采样保持过程,42,.,2.采样方式,(1) 异步采样和同步采样(2) 多通道采样,43,.,(1) 异步采样和同步采样,1) 异步采样也称定时采样。2) 同步采

14、样的主要方式为同步跟踪采样。,44,.,1) 异步采样也称定时采样。,采样周期Ts保持等间隔不变，即Ts为常数。馈线监控终端的采样频率fs通常取为工频50Hz的整倍数N，两个采样点之间的电气角度为2/N。在配电网运行中，基频可能发生变化而偏离工频，故障状态下频率的偏离更多。这时采样频率相对于基频不再是整倍数关系，两个采样点之间的电气角度不再为2/N。这种情况会给许多算法带来误差。,45,.,2) 同步采样的主要方式为同步跟踪采样。,采样周期Ts不再恒定，而是使采样频率fs跟踪系统基波频率f1的变化，始终保持fs/f1=N不变，通常是通过硬件或软件测取基波信号的周期T1的变化，然后动态调整采样周

15、期Ts来实现，采用同步跟踪采样技术后，能消除基波信号频率波动引起的计算误差。采用这种方式时，采样频率不再是一个常数。但因为fs/f1=N不变，两个采样点之间的电气角度也保持为2/N不变。,46,.,(2) 多通道采样,1) 在同一采样时刻，同时对全部输入通道的信号进行采样的方式称为同时采样。2) 在每个采样周期里，对上一个通道完成采样保持及AD转换后，再开始对下一个通道进行采样保持及AD转换，称为顺序采样。,47,.,图4-6同时采样a)同时采样，同时AD转换b)同时采样，顺序AD转换,1) 在同一采样时刻，同时对全部输入通道的信号进行采样的方式称为同时采样。,48,.,2) 在每个采样周期里

16、，对上一个通道完成采样保持及AD转换后，再开始对下一个通道进行采样保持及AD转换，称为顺序采样。,图4-7顺序采样，顺序AD转换,49,.,3.采样保持器和A/D转换器,1) 分辨率。2) 输入模拟量的极性。3) 量程。4) 精度。5) 转换时间。,50,.,1) 分辨率。,A/D转换时，A/D转换器对模拟输入量的辨别能力称为分辨率。分辨率通常用二进制数字量的位数n来表示。例如，12位、16位A/D转换器的分辨率分别是12和16，它表明了A/D转换器能对其满量程的2-n的变化量作出反应。若12位A/D转换器的满量程为5V，其n=12为10V2-12=0.0024V。如果输入电压的变化量比0.0

17、024V还小，则A/D转换器将无法分辨。,51,.,2) 输入模拟量的极性。,它指A/D转换器要求输入信号是单极性或双极性电压。目前，绝大多数的A/D转换器要求是单极性输入，对于双极性的模拟输入信号，可采用相应的转换电路将其变换成单极性信号，或者采用双极性的A/D转换器。,52,.,3) 量程。,它指A/D转换器输入模拟电压的范围，如0+5V，0+10V，-5+5V等。,53,.,4) 精度。,A/D转换器的转换精度有绝对精度和相对精度两种表示方法。通常用数字量的位数表示绝对精度单位，如精度是最低位的1/2位即1/2LSB；而用百分比表示满量程的相对精度，如0.05。,54,.,5) 转换时间

18、。,它指A/D转换器完成一次将模拟量转换为数字量的过程所需要的时间。目前，馈线终端单元中A/D转换器的转换时间仅数微秒。,55,.,4.2.3交流采样算法,1.概述2.电气量交流采样算法,56,.,1.概述,(1) 算法的基本概念(2) 衡量算法优劣的标准(3) 保护和监控对算法的不同要求,57,.,(1) 算法的基本概念,电压、电流等模拟信号经过离散采样和AD转换成为数字量后，CPU将对这些数字量进行分析、计算，得到所需的电压、电流的有效值和相位以及有功功率、无功功率等参量，或者它们的各序分量，或者配电线路和元件的视在阻抗，或者某次谐波的大小和相位等。而完成上述分析计算的方法，就称为交流采样

19、算法。其主要任务是如何从包含有噪声量的输入信号中，快速、准确地计算出所需要的各种电气量参数。,58,.,(2) 衡量算法优劣的标准,交流采样算法有多种。衡量各种算法的优缺点的主要指标有：计算精度、响应时间和运算量。要消除噪声分量的影响，提高参数计算的精度，主要有两种基本途径：一是首先采用性能完善的滤波器对输入信号进行滤波处理，然后根据滤波后得到的有效信号进行参数计算；二是将滤波与参数计算算法相融合，通过合理设计，使参数计算算法本身具有良好的滤波性能，在必要的情况下，再辅以其他简单滤波。算法的计算速度包含两方面的含义：一是指算法的数据窗长度，即需要采用多少个采样数据才能计算出所需的参数值；二是指

20、算法的计算量，算法越复杂，运算量也越大，在相同的硬件条件下，计算时间也越长。通常，在实际应用中，算法的计算精度与计算速度之间总是相互矛盾的，若要计算结果准确，往往需要利用更多的采样值，即增大算法的数据窗。因此，从某种意义上来说，如何在算法的计算精度和计算速度之间取得合理的平衡，是算法研究的关建，也是对算法进行分析、评价和选择时应考虑的主要因素。,59,.,(3) 保护和监控对算法的不同要求,首先，监控需要CPU得到的是反映正常运行状态的有功功率P、无功功率Q、电压U、电流I等物理量，进而计算出功率因数cos、有功电能量和无功电能量；而继电保护更关心的是反映故障特征的量，所以继电保护中除了要求计

21、算U、I、cos等以外，有时还要求计算反映故障信号特征的其他一些量，如频谱、突变量、负序或零序分量，以及谐波分量等。 其次，监控在算法的准确性上要求更高一些，希望计算出的结果尽可能准确；而继电保护则更看重算法的速度和灵敏性，必须在故障后尽快反应，以便快速切除故障。,60,.,2.电气量交流采样算法,(4-10) (4-11) (4-12),61,.,2.电气量交流采样算法,(4-13) (4-14) (4-15),62,.,2.电气量交流采样算法,(4-16) (4-17) (4-18),63,.,2.电气量交流采样算法,(4-19) (4-20),64,.,2.电气量交流采样算法,65,.,

22、2.电气量交流采样算法,图4-8a1、b1同 t1、1间的关系曲线,66,.,（4-23） （4-24） （4-25）,67,.,（4-27） （4-28）,68,.,4.2.4数字滤波原理,1.基本概念2.非递归型数字滤波器3.递归型数字滤波器4.几种常用的非递归型数字滤波器,69,.,1.基本概念,(1) 模拟滤波器(2) 数字滤波器,70,.,1.基本概念,图4-9模拟式滤波基本流程,图4-10数字式滤波基本流程,71,.,(1) 模拟滤波器,1) 无源低通滤波器。2) 有源低通滤波器。,72,.,图4-11二阶无源低通滤波器电路,1) 无源低通滤波器。,73,.,2) 有源低通滤波器。

23、,图4-12二阶有源低通滤波器电路,74,.,(2) 数字滤波器,（4-29） （4-30） （4-31）,75,.,(2) 数字滤波器,数字滤波器与模拟滤波器相比具有以下优点： 1) 滤波精度高。通过加大CPU所使用的字长，可以很容易地提高滤波精度。 2) 具有高度的灵活性。通过改变滤波算法或某些滤波参数，可灵活调整数字滤波器的滤波特性，易于适应不同应用场合的要求。 3) 稳定性高。模拟器件受环境和温度的影响较大，而数字系统受这种影响要小得多，因而具有高度的稳定性和可靠性。 4) 便于分时复用。采用模拟滤波器时，每个输入通道都需要装设一个滤波器，而数字滤波器通过分时复用，一套数字滤波器即可完

24、成所有通道的滤波任务，并能保证各个通道的滤波性能完全一致。,76,.,2.非递归型数字滤波器,1) 抑制故障信号中的衰减直流分量的影响。2) 提取故障信号中的故障分量。,77,.,2.非递归型数字滤波器,(4-32) (4-33) (4-43) (4-35),78,.,2.非递归型数字滤波器,(4-36) (4-38) （4-39） （4-40） （4-41）,79,.,2.非递归型数字滤波器,图4-13差分滤波器的幅频特性,80,.,差分滤波器主要用于以下两方面： 抑制故障信号中的衰减直流分量的影响。 提取故障信号中的故障分量。将式(4-32)中的K取值为基波信号一个周期内的采样点数N，则滤

25、波方程为,2.非递归型数字滤波器,81,.,图4-14滤波器的级联,2.非递归型数字滤波器,82,.,2.非递归型数字滤波器,（4-43） （4-44）,83,.,3.递归型数字滤波器,当滤波方程式(4-29)中的滤波系数bj不全为0时，滤波器的输出y(n)不仅与当前和过去的输入值x(n-i)有关，还取决于过去的输出值y(n-j)，这种反馈和记忆是递归型滤波器的基本特征。,84,.,4.几种常用的非递归型数字滤波器,(1) 差分滤波器(2) 加法滤波器(3) 积分滤波器(1) 差分滤波(2) 积分滤波,85,.,(1) 差分滤波器,（4-45） （4-46） （4-47）,86,.,(1) 差

26、分滤波器,（4-48） （4-49）,87,.,图4-15差分滤波器的结构,(1) 差分滤波器,88,.,(1) 差分滤波器,图4-16差分滤波器的滤波原理说明,89,.,(1) 差分滤波器,1) 因任两点采样值中所含的直流成分相同(不考虑衰减)，故差分后对应的直流输出为0，因此，差分滤波器能消除直流分量。2) 由式(4-49)可知，当选择K值后，差分滤波器能滤除m次及m的整倍数次谐波。3)当用差分滤波器消除谐波分量时，若KTs1/m，此时虽然不能滤去m次谐波及其整倍数次谐波，但会引起这些频率分量的幅值和相位的变化。4) 差分滤波器只需做减法，算法简单，运算量小。,90,.,图4-17差分滤波

27、器作为增量元件的原理,91,.,(2) 加法滤波器,（4-50） （4-51） （4-52） （4-53）,92,.,(2) 加法滤波器,加法滤波器有以下特点： 1) 与差分滤波器比较，数据窗短，为工频周期的一半。 2) 因是前后两个采样值相加，故不能消除直流分量。 3) 加法滤波器只进行加法运算，故简单，运算量小。,93,.,(2) 加法滤波器,图4-18加法滤波器的滤波原理说明,94,.,(3) 积分滤波器,图4-19积分滤波器的结构,95,.,(3) 积分滤波器,图4-20积分滤波器的滤波原理说明,96,.,图4-21级联滤波器示例,97,.,4.2.5开关量输入/输出,1.开关量输入2

28、.开关量输出,98,.,1.开关量输入,(1) 消抖滤波与信号整形电路(2) 开关量输入电隔离方法(3) 开关量输入电路分类,99,.,1.开关量输入,图4-22开关量输入电路示意图,100,.,(1) 消抖滤波与信号整形电路,图4-23消抖电路说明a)消噪电路b)未采用消噪电路的输出波形c)采用消噪电路的输出波形,101,.,(2) 开关量输入电隔离方法,1) 光电隔离。2) 继电器隔离。,102,.,1) 光电隔离。,图4-24光耦合器原理接线图a)S合上，输出为低电平b)S合上，输出为高电平,103,.,图4-25采用继电器隔离的开关原理接线图a)现场开关辅助触点输入电路b)继电器触点输

29、出,2) 继电器隔离。,104,.,(3) 开关量输入电路分类,图4-26开关量输入电路原理图a)馈线监控终端内触点输入回路b)馈线监控终端外触点输入回路,105,.,2.开关量输出,图4-27馈线监控终端开关量输出电路,106,.,4.3馈线监控终端实例,4.3.1FD-F2010型馈线监控终端的构成4.3.2F2010B型馈线终端单元的硬件4.3.3F2010B型馈线终端单元的软件,107,.,4.3.1FD-F2010型馈线监控终端的构成,图4-28馈线监控终端,108,.,4.3.2F2010B型馈线终端单元的硬件,1.F2010B型馈线终端单元内部的硬件结构2.F2010B型馈线终端

30、单元的外部接口,109,.,1.F2010B型馈线终端单元内部的硬件结构,(1) 微处理器系统(2) 逻辑功能电路(3) 信息交互电路(4) 直流电源,110,.,1.F2010B型馈线终端单元内部的硬件结构,图4-29F2010B型馈线终端单元的原理框图,111,.,(1) 微处理器系统,F2010B型馈线终端单元采用双CPU结构，除了应用通用微处理器来控制系统运行外，还增加了一个数字信号处理芯片(DSP)，来完成模拟输入量的处理计算，从而使系统能够并行高效地完成各项功能。,112,.,(2) 逻辑功能电路,F2010B型馈线终端单元使用了一片大规模现场可编程逻辑阵列FPGA，来完成各种复杂

31、的逻辑运算，由于其利用软件编程实现各种分离逻辑器件的功能，不仅缩小了系统体积，同时还使得系统运行更加可靠和稳定。FPGA完成的主要功能有主CPU和DSP之间的接口控制、模拟输入量的多路选择等。,113,.,(3) 信息交互电路,1) 模拟量输入电路。2) 数字量输入/输出电路。3) 通信接口。,114,.,1) 模拟量输入电路。,F2010B最多可外接24个50Hz/60Hz交流模拟量，所有的交流模拟输入量都经变换器实现隔离。F2010B最多可外接8个直流模拟量,所有直流模拟输入量使用光MOS开关实现隔离。,115,.,2) 数字量输入/输出电路。,F2010B的数字量输入电路可以监视最多64

32、路干触点输入的状态量，所有的64个触点输入均经过光电隔离转换成逻辑信号。针对现场的实际应用，系统实现了对状态量的取反处理和去颤处理，去颤时间可设。F2010B的数字量输入电路可以设置为脉冲量采集。 F2010B设计16个常开继电器触点输出，触点额定值为DC10A/24V或AC10A/220V，通过当地/远方接线端子选择接通或断开继电器供电电源，以便在检修调试时闭锁继电器触点输出回路或进行手动操作。,116,.,3) 通信接口。,F2010B标配2个串行通信口，可以扩展为4个。为方便用户使用及转发设备的接入，F2010B的通信口设计较为灵活，各接口均可设置为RS-232/RS-422/RS-48

33、5中的任意一种。,117,.,(4) 直流电源,为有效保证馈线终端单元电源部分可靠工作，采用了二级电源设计。第一级在F2010B外部实现AC/DC变换，为F2010B提供所需的直流电源，该级电源采用双路交流电源供电；第二级为DC/DC，提供F2010B内部器件所需的工作电源，该级电源的输入为第一级电源AC/DC的输出或后备蓄电池的输出。F2010B的主供电源是浮地的直流电源。除了浪涌抑制电路以外，所有电路都与大地隔离，所有电源输出都与原边输入隔离，总功耗小于10W。,118,.,2.F2010B型馈线终端单元的外部接口,图4-30F2010B型馈线终端单元的接线端子功能图,119,.,4.3.

34、3F2010B型馈线终端单元的软件,1.基本测量模块2.F2010B型馈线终端单元的通信规约3.故障检测,120,.,1.基本测量模块,系统对于外部输入电压、电流信号每个周波采样64个点，每个点AD转换的位数为16位。数字信号处理器(DSP)可以自动调整采样速率以适应被测信号频率的变化。对这些采样点的计算是在DSP中进行的。,121,.,2.F2010B型馈线终端单元的通信规约,F2010B型馈线终端单元采用国家标准规约实现与配电网自动化系统主站的通信，支持的数据通信规约有DL/T634 1012002、DNP 3.0、DL/T634 1042002等。F2010B型馈线终端单元支持与主站通信

35、的发送信息表灵活配置，该功能由馈线终端单元维护软件实现。,122,.,3.故障检测,(1) 故障检测类型(2) 相间短路故障检测(3) 小电流系统单相接地故障检测(4) 故障信息和故障记录,123,.,(1) 故障检测类型,1) 当三相电压、三相电流都能采集时，可以检测相间短路、中性点过电流、小电流接地故障。2) 当能采集两个线电压、两个相电流、零序电压、零序电流时，可以检测相间短路、中性点过电流、小电流接地故障。3) 当能采集两个线电压、两个相电流、零序电压时，可以检测相间短路、小电流接地故障。4) 当能采集两个线电压、两个相电流、零序电流时，可以检测相间短路、中性点过电流故障。5) 当只能

36、采集两个线电压、两个相电流时，可以检测相间短路故障。,124,.,(2) 相间短路故障检测,通过检测相电流是否超过整定值，来判断是否启动相间短路故障处理模块。相电流整定值一般设置为大于线路的最大负荷电流值。相间短路故障处理模块可以检测和区分负荷过电流故障、瞬间故障和永久性故障，产生各相电流过电流、断路器重合成功、断路器闭锁等不同的报警信息并可以选择上报给主站。故障处理模块可以生成故障开始和故障结束几个周波的故障记录数据表供主站召唤。,125,.,(3) 小电流系统单相接地故障检测,1) 当有3U0输入时，采用零序电压启动方式。2) 当没有3U0输入，三相电压齐全时，用计算的3U0作为判据，采用

37、零序电压启动方式。3) 当没有3U0输入，三相电压不齐全，有3I0输入时，采用零序电流启动方式。4) 当没有3U0和3I0，三相电压不齐全，三相电流齐全时，用计算的3I0作为判据，采用零序电流启动方式。5) 当以上条件均不满足时，单相接地检测功能退出。,126,.,(4) 故障信息和故障记录,故障处理模块产生“软件SOE”，用于通知主站系统已检测到一次故障，并将本次记录的故障数据存储于F2010B的内存里。主站系统按照一定的通信规约召唤故障报告，获取详细的故障数据。,127,.,4.4馈线故障指示器,4.4.1概述4.4.2短路故障指示器4.4.3故障指示器的应用和发展,128,.,4.4.1

38、概述,1) 利用继电保护及配合，确定故障出线。2) 在线路上装设重合器、分段开关等，故障后自动隔离故障区段。3) 在分支上装设熔断器或分段开关等。4) 在线路分段开关处装设馈线监控终端。5) 安装故障指示器。,129,.,4.4.2短路故障指示器,1.短路故障指示器的原理2.过电流型故障指示器的原理3.自适应型故障指示器的原理,130,.,1.短路故障指示器的原理,图4-31故障指示器a)实物图b)原理框图,131,.,1.短路故障指示器的原理,图4-32故障指示器故障区段定位原理,132,.,早期的故障指示器的故障检测判据是利用与过电流继电器类似的原理，每只故障指示器出厂前设置一个动作值Iv

39、，运行过程中当检测到故障指示器流过的线路电流大于设定值Iv、故障电流持续时间大于设定值Tv时则判断为故障，自动给出故障指示。即,2.过电流型故障指示器的原理,（4-60） （4-61）,133,.,2.过电流型故障指示器的原理,1) 拒动。2) 误动。3) 生产使用复杂。,134,.,1) 拒动。,由于定值事先设定好，因此安装在线路上的位置还要考虑与变电站出口保护的配合，如果故障指示器动作值大于变电站出口保护的过电流定值，就可能会出现保护动作了而故障指示器不动作，从而出现所谓拒动现象。,135,.,2) 误动。,如果故障指示器的定值小于变电站出口保护的过电流定值，有可能在线路负荷电流变化时，出

40、现大于故障指示器的动作值但小于变电站出线保护的过电流定值，则会出现故障指示器动作而变电站保护没有动作的误动现象。同样，有时由于励磁涌流现象或电容器投切也会造成故障指示器误动作。,136,.,3) 生产使用复杂。,为了产品的经济性，一般指示器的动作定值是硬件确定的，生产完成后不好更改定值，因此生产厂家要同时准备一定数量各种动作值的指示器库存。由于定值种类繁多，一般会有十几档，用户要根据安装位置的不同选用不同定值的指示器，使用较复杂，安装位置不对有可能造成指示器将来误动和拒动。特别是当系统运行状态改变时，可能需要更换不同动作值的指示器。虽然目前可通信故障指示器可解决定值设置问题，但基于过电流原理的故障指示器仍存在与变电站出口保护配合的问题。,137,.,3.自适应型故障指示器的原理,1) 从运行电流突增到故障电流，即有一个正的I变化。2) 上级断路器的电流保护装置驱动断路器跳闸或熔断器的熔丝熔断，其故障电流维持时间是断路器的故障清除时间(故障清除时间=保护装置动作时间+开关动作时间+故障电流熄弧时间)，或熔断器的熔断及燃弧时间。3) 线路停电，电流和电压下降为零。,1