智能配電網(wǎng)的故障處理自動(dòng)化技術(shù)20100821-北京科銳-袁欽成

1、智能電網(wǎng)的特點(diǎn)智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是“自愈、安全、經(jīng)濟(jì)、清潔自愈、安全、經(jīng)濟(jì)、清潔，能夠提供適應(yīng)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)電力與服務(wù)”。自愈自愈實(shí)時(shí)掌控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預(yù)下，快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生，提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。配電系統(tǒng)故障處理自動(dòng)化技術(shù)配電系統(tǒng)故障處理自動(dòng)化技術(shù)：解決配電網(wǎng)故障的自動(dòng)切除、故障區(qū)段的自動(dòng)隔離、非故障區(qū)域的自動(dòng)恢復(fù)供電、故障點(diǎn)的自動(dòng)定位問(wèn)題，提高供電可靠性。配電系統(tǒng)的故障處理過(guò)程的三個(gè)階段： n 1、故障發(fā)生瞬間，故障的開(kāi)斷和清除。 一般在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)完成。問(wèn)題：選擇性和快速性的矛盾。一般技術(shù)只能是變電站出

2、口斷路器跳閘，擴(kuò)大了停電范圍。n 2、故障處理的第二階段：故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。 持續(xù)時(shí)間一般是秒級(jí)至分鐘。一般采用集中控制方案，存在缺陷，可靠性不高。n 3、故障處理的第三個(gè)階段是故障點(diǎn)的定位和排除故障。 通常需要數(shù)十分鐘至若干小時(shí)。配電網(wǎng)故障點(diǎn)精確定位困難，故障查找時(shí)間一般占故障處理時(shí)間的50，供電可靠性的提高受到限制。l現(xiàn)象：城市配網(wǎng)線路短、多開(kāi)關(guān)串聯(lián)，短路電流差別小，保護(hù)的電流定值配合困難。用時(shí)間配合，會(huì)造成出口保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)，因此一般都是變電站出口跳閘，停電時(shí)間長(zhǎng)，停電范圍擴(kuò)大。l原因：傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)電流保護(hù)其實(shí)質(zhì)是一個(gè)獨(dú)立的單元保護(hù)，它只檢測(cè)流過(guò)所監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)的電流

3、而決定保護(hù)的動(dòng)作與否及動(dòng)作延時(shí)，而不關(guān)心相鄰開(kāi)關(guān)的保護(hù)動(dòng)作情況，這是造成相鄰保護(hù)相互配合困難的主要原因。 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F傳統(tǒng)保護(hù)問(wèn)題：保護(hù)配合困難傳統(tǒng)保護(hù)問(wèn)題：保護(hù)配合困難網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)：任一點(diǎn)故障均可以有選擇性的速斷跳閘網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)：任一點(diǎn)故障均可以有選擇性的速斷跳閘 特點(diǎn)：解決了選擇性和快速性的矛盾。特點(diǎn)：解決了選擇性和快速性的矛盾。35kV母線所用變主變35 kV進(jìn)線35 kV進(jìn)線PT避雷器10kV母線I10kV母線避雷器 主變出線出線K1: 4222K3: 4222K2:4226K4:4251K5:4253K6:4241K7:4231K8:4231K9:4231

4、K10:4231K11:4241F6F8F7F9F11F10F3F4F1F2正方向K13: 42214221K14: 422542714222功能：限時(shí)速斷、三相三段、方向、低壓、負(fù)序、三段過(guò)負(fù)荷、測(cè)控4221功能：差動(dòng)、速斷保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)帶諧波制動(dòng)和斜率制動(dòng)4253功能：三相三段式保護(hù)、測(cè)控、備投、功率方向4226功能：限時(shí)速斷、三相三段、方向、低壓、負(fù)序、過(guò)負(fù)荷、測(cè)控、備投4225功能：電壓電流功率測(cè)量4231功能：2相三段、測(cè)控、低周、重合閘、反時(shí)限4241功能：3相三段、低壓、過(guò)壓、不平衡電壓、測(cè)控、反時(shí)限4271功能：PT測(cè)量、解并列K17: 4232K16: 42324232功能：

5、三相三段、方向、低壓、低周、重合閘、同期、測(cè)控F1F2F3F4F5S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4RDCU-3A控制器控制器 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點(diǎn)：不需要主站和通信缺點(diǎn)：只檢測(cè)電壓、動(dòng)作次數(shù)多應(yīng)用狀況：日本應(yīng)用較多 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點(diǎn)：不需要主站和通信缺點(diǎn)：只檢測(cè)電流、不適合主環(huán)路應(yīng)用狀況：一般與重合器配合使用 CB1 S1 S2 S3S4 S5CB2 F特點(diǎn)：

6、不需要主站和通信，可以自己切斷故障，增加環(huán)網(wǎng)功能后可以進(jìn)行故障隔離和供電轉(zhuǎn)供缺點(diǎn)：保護(hù)配合比較困難F1F2CB1S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15CB2CB3CB4CB5CB6開(kāi)閉所開(kāi)閉所2#變電站變電站1#變變電電站站自動(dòng)隔離故障分支故障自動(dòng)隔離和轉(zhuǎn)供RDCU-1A控制器控制器l有通信時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化 F1F2F3F4F5S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4S1S2T1 T2T3S3T4RDCU-3A控制器控

7、制器1、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障電流通路的智能裝置。電流通路的智能裝置。2、批量安裝故障指示器是一種、批量安裝故障指示器是一種最實(shí)用的配電自動(dòng)最實(shí)用的配電自動(dòng)化方案化方案3、不需要開(kāi)關(guān)和智能控制器就能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)故障定、不需要開(kāi)關(guān)和智能控制器就能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)故障定位，因而更經(jīng)濟(jì)位，因而更經(jīng)濟(jì)4、與用開(kāi)關(guān)和智能控制器進(jìn)行故障區(qū)段定位和隔、與用開(kāi)關(guān)和智能控制器進(jìn)行故障區(qū)段定位和隔離不同，由于故障指示器成本低，因而安裝數(shù)量可離不同，由于故障指示器成本低，因而安裝數(shù)量可以更多，故障區(qū)段定位可以更精確，從而大大縮短以更多，故障區(qū)段定位可以更精確，從而大大

8、縮短故障巡查時(shí)間故障巡查時(shí)間6kV-35kV6kV-35kV 架空線導(dǎo)線架空線導(dǎo)線 電纜電纜 母排母排用于指示短路故障電流通路，確定故障分支和故障點(diǎn)用于指示短路故障電流通路，確定故障分支和故障點(diǎn)適用范圍功能工作原理過(guò)流動(dòng)作的指示原理類(lèi)似于過(guò)流繼電器，當(dāng)線路中流過(guò)類(lèi)似于過(guò)流繼電器，當(dāng)線路中流過(guò)的電流大于其設(shè)定值時(shí)，故障指示的電流大于其設(shè)定值時(shí)，故障指示器給出動(dòng)作信號(hào)器給出動(dòng)作信號(hào)。自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化的故障指示器原理ItIsItDTD I 該原理獲得國(guó)家發(fā)明專利：該原理獲得國(guó)家發(fā)明專利：指示器自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化，指示器是指示器自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化，指示器是否動(dòng)作動(dòng)作主要取決于故障電流分否動(dòng)作動(dòng)作主要取決于

9、故障電流分量而不是總電流。智能化程度高，量而不是總電流。智能化程度高，判據(jù)比較全面，可以大大減少誤動(dòng)判據(jù)比較全面，可以大大減少誤動(dòng)的可能性；的可能性；。1、零序電流和零序電壓的檢測(cè)方法不適合在架空線路上的故障指示器使用2、需用比較各出線和各分支的檢測(cè)結(jié)果的方法不適合在故障指示器上直接使用3、隨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化而變化、隨接地情況變化而變化的故障特征不適合用在在故障指示器上作為故障檢測(cè)判據(jù) 所以需要設(shè)法產(chǎn)生一個(gè)容易檢測(cè)的故障特征信號(hào)所以需要設(shè)法產(chǎn)生一個(gè)容易檢測(cè)的故障特征信號(hào)在變電站接地變壓器的中性點(diǎn)對(duì)地之間接入可控的中電阻（100多歐姆）。故障時(shí)在變電站接地變的中性點(diǎn)上（無(wú)中性點(diǎn)時(shí)可接在母線上）的動(dòng)態(tài)

10、阻性負(fù)載信號(hào)源自動(dòng)短時(shí)投入, 在變電站和現(xiàn)場(chǎng)接地點(diǎn)之間產(chǎn)生特殊的小的編碼信號(hào)電流，通過(guò)對(duì)信號(hào)源對(duì)地電阻的編碼控制，產(chǎn)生疊加在負(fù)載電流上的編碼信號(hào)電流。變電站出線和線路分支點(diǎn)處安裝的接地故障指示器，檢測(cè)這個(gè)電流信號(hào)，可自動(dòng)動(dòng)作指示，達(dá)到指示故障的目的系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：信號(hào)源裝置+故障檢測(cè)裝置接地信號(hào)源消弧線圈接地變接地故障檢測(cè)(信號(hào)源接在母線上)主變接地點(diǎn)EFS-2信號(hào)源FI-3A故障指示器接地故障點(diǎn)AC220VLN78變電站PT654123CBAN故障指示正常指示 故障發(fā)生后：故障發(fā)生后：（1）信號(hào)源延時(shí)投入；（）信號(hào)源延時(shí)投入；（2）變電站出線的故障指示）變電站出線的故障指示器指示出故障出線（器指示出故障出線（k號(hào)指示器動(dòng)作）；（號(hào)指示器動(dòng)作）；（3）選線裝）選線裝置自動(dòng)顯示和記錄故障出線（置自動(dòng)顯示和記錄故障出線（4）線路上故障通路上的線路上故障通路上的的故障指示器的故障指示器k1-k3自動(dòng)翻牌，給出紅色指示。自動(dòng)翻牌，給出紅色指示。將故障指示器的動(dòng)作狀態(tài)通過(guò)適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剿偷娇刂浦行牡囊詫⒐收现甘酒鞯膭?dòng)作狀態(tài)通過(guò)適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剿偷娇刂浦行牡囊訥IS為為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在地理圖上的故障自動(dòng)定位基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在地理圖上的故障自動(dòng)定位 接地故障信息處理過(guò)程 GSMGSM通信網(wǎng)通信網(wǎng)正常狀態(tài)動(dòng)作狀態(tài) FI FI FI FI