2022年配网自动化系统馈线自动化设计方案的应用 .pdf
配网自动化系统馈线自动化设计方案的应用山东蓬莱市电业公司 宋士通中图分类号:TM776文献标识码:B文章编号:1006 - 6357(2004) 04 - 0027 - 03串 ,在正常情况下,不应有明显的垂向偏移,因为有垂向偏移的悬垂串和跳线串的下半部分伞裙无法受到全封闭铝合金上均压环(防鸟罩 ) 的遮盖 。对于其他直线杆塔,如 110 ZM 型猫头塔和Z1、 Z2、 Z3型直线双杆,悬垂串因加拉线用U 形环和重锤而变长,允许摇摆角可能因杆塔横担长度的限制 ,可能不受上均压环碰横担控制,而受正常运行电压条件下带电部分与杆塔构件的最小安全距离控制 ,如果这种情况下摇摆角不够,在大风情况下将会导致线路重合闸动作。其他一些加大悬垂串摇摆角的措施,东北电力设计院编的电力工程高压送电线路设计手册中作了论述,在此不再赘述。总之 ,110220kV 线路瓷绝缘子更换为复合绝缘子时 ,悬垂串摇摆角的校验程序是不可缺省的 。收稿日期:2004年3月3日王茂成 烟台电力设计院山东烟台市北马路87号 2640001 配网自动化( DA)系统的原理概述蓬莱城市配电网为环网供电,开环运行方式,即联络开关在正常供电方式下处于断开状态。配电网主站系统采用矩阵故障处理算法,快速高效地定位故障区域,采用图论算法快速高效地寻找可能的恢复供电方案。有关算法不依赖配电网络的结构 ,算法效率不受分段数目的影响。适合于简单的放射状供电、 架空线手拉手供电、 通过环网柜或开闭所构成的复杂网格状等所有可能的供电方式 。其原理概述如下:(1)故障判断的基本原理根据馈线沿线各开关是否流过故障电流(或其他类型故障信号) 判断 。如果馈线上出现的故障是单一的,故障区段应该位于从电源侧到末端方向最后一个流过故障电流的开关和第一个未流过故障电流的开关之间的区段。(2) 故障判断算法配电主站系统根据用户定义的配电网络的基本组成元素,如电源点 、 分段开关 、 馈线段及其与分段开关和电源点的连接关系,自动生成描述配电网络拓扑结构关系矩阵。同时根据SC ADA 采集到的流经分段开关的故障信号,实时形成故障矩阵 。两个矩阵相乘并作归一化处理,即可准确定位出发生故障的区域。(3)故障判断算法启动条件配电主站系统通过SC ADA 系统采集电源点出线开关的位置状态和事故总信号,当电源点发生事故跳闸时,启动故障定位算法模块。(4) 配电主站系统恢复供电处理的原理和过程当故障产生时,由于电源点出现开关跳闸而导致非故障线路处于停电状态,为保证线路的正常运行 ,提高供电效率,需要对非故障线路恢复供电 。配电主站系统采用图论方法有效地给出可恢复供电的各种途径,并可采用自动或手动方式进行快速恢复供电。2DA的功能和特点2. 1 功能(1)在正常运行方式下的DA 功能 :数据采集和处理 、 遥控 、 遥调 、 报警等 。(2)在非正常运行方式下的DA 功能 :故障检测 、 故障隔离 、 网络划分 、 状态分析 、 提供恢复供电方案 、 调度员建议、 恢复预演 、 执行恢复 。2. 2 特点(1)自动维护推理知识库。(2)高效 、 快速的推理控制策略。72第21卷第4期2004年8月供 用 电? 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - (3) 基于规则与基于模型相结合的推理模式。(4) 专家系统与数值计算相结合技术。(5) 动态跟踪恢复状态,保证恢复建议可行。由 SC ADA 取得实时故障信息;由网络数据库取得网络结构;调用潮流程序计算恢复过程中的潮流 ;将恢复方案提供给倒闸操作票系统,供调度员决策执行或自动执行。此外 ,还向 GIS/TC M 系统提供分析结果。3 集中控制模式的DA设计方案应用蓬莱城市配网线路中主环路采用负荷开关,分支线路采用断路器。基于此种线路结构,故障处理的原则是:分支线路的故障由分支线的断路器自己跳闸清除;主环路的故障采用集中控制模式 ,当出现故障时由变电站出口跳闸保护,再由主站收集所有FT U 的信息后,进行故障定位,下发遥控命令完成故障清除、 隔离和转移供电。此方案的好处是,方案简单 ,主站工作量小。架空线路故障处理过程可参阅附图。附图 架空线路示意图保护参数整定原则参见表1。表1开关(FTU)(限时)速断定值(限时)速断延时过流定值过流延时重合闸CB1、CB2I10. 3sI2T11次R50. 9I10s0. 9I2T1 - 0. 41次具体定值举例参见表2。表2开关(FTU)(限时)速断定值(限时)速断延时过流定值过流延时重合闸CB1、CB22000A0. 3s630A1. 5s1次R51500A0s550A1s1次(1) 主环路故障当 F1点发生故障时,变电站出口CB1 跳闸 ,并进行一次重合闸,如果是瞬时性故障,重合闸成功 ;如果是永久故障,CB1 再次跳闸并进入闭锁状态。主站系统收集全部FTU 的信息 ,进行网络拓朴 ,确定故障区段后,下发遥控命令:命令 R1、 R2分闸 ,再命令 CB1、 R0合闸 。完成故障定位、 隔离和转移供电 。整个过程约需4560s。主环上其它区段发生故障时的处理过程与此类似 ,这里不再重复。(2)分支线路发生故障当 F2点发生故障时,R5 先于变电站出口动作 ,R5跳闸后 ,变电站出口CB1 保护返回,R5 进行一次重合闸,如果是瞬时性故障,重合闸成功;如果是永久故障,R5 再次跳闸并进入闭锁状态。完成故障清除后,由于是分支线路发生故障,无需隔离和转移供电过程。4 高速数字式纵向保护配合技术的DA设计方案的应用为了更好地完成故障清除、 隔离和转移供电,借助于光纤通道,利用时分复用技术,在每个独立的供电环路中配置了保护控制单元(安装在子站机柜里 ) ,每个保护控制单元占用一个保护通道。利用保护控制单元、 高速现场保护总线与保护光纤网络纵向配合来完成站端高速馈线自动化功能 。因为该方案除具有故障检测、 故障隔离与供电恢复等网络重构功能外,还具有前后级高速纵向保护配合功能。对断路器线路而言,能在故障发生后 0. 1s内准确迅速地就地清除故障,最大限度减少事故停电面积,缩短事故停电时间;对负荷开关线路来说,特别是电缆系统,可以做到能在变电站出线开关跳闸后0. 1s 内准确迅速地隔离故障,保证变电站出线开关1s后重合成功。高速数字式保护配合技术的故障处理过程如下 :在光纤环网中设置保护控制单元,就可以让各 FT U 互相“通话”,高速判断短路故障点并在故障时就地快速清除(FTU 配断路器开关时) ,不用变电站出口动作(出口设置 0. 3s保护 ) ;由于完成时间很短 (0. 1s保护出口时间),所以不影响正常的主站的 DA 功能实现 (故障后隔离、 转移或恢复供电 ) 。FTU 配备负荷开关时也可以实现快速网络重构功能,只不过是故障时由变电站出口跳闸,然后立即由靠近故障点的开关分闸以隔离故障。在本方案中,故障定位 、 故障隔离与转移供电的方案按先后处理顺序分为两个步骤,第一个步骤是迅速清除故障并与电源侧隔离,第二个步骤(下转第 32 页)82供 用 电2004年第4期? 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 中断 ,但馈线自动化设备本身成功处理了两个故障 ,这进一步说明在线路故障多的时候往往也是通信最薄弱的时候,这更突出了采用这种不依赖通信的就地故障处理模式的优越性。以下是两次典型的故障处理实例记录:(1) 2001年 12 月 1 日 22 点 26 分 ,调度监控中发现沙城TV 回 948 开关跳闸,经 查 看 配 电SC ADA 管理系统发现 “28” 联络开关已合上,801开关跳闸 ,其他分段开关处于合闸位置,后经现场巡线检查发现为948出线 801开关处 RT U 的电源PT永久性故障,引起 948 线路相间短路跳闸,重合不成功 ,线路上的电压时间型开关设备正确动作 ,自动隔离故障和恢复非故障区段正常供电成功 。(2)2003年 5 月 2 日 16 点 19 分 ,在沙城 回942上的林场支线烂田湾处德胜公司一汽车将10kV 粘土矿支线的电杆撞斜,粘土矿支线的导线掉在了林场支线的导线上,引起故障 ,配网自动化设备成功动作,成功实现故障区段隔离和非故障区段正常供电的功能。5 小结(1)通过配电自动化系统的运行情况来看,通信系统是配电自动化的关键,也是最薄弱的环节,在线路故障的时候往往也造成架空通信的故障,这更突出了故障就地处理的分布智能模式在配电自动化应用中的优点。由于设备本身具有就地处理故障的能力,因此不需要通信系统的介入就可以完成馈线自动化功能,从而大大地提高其工作的可靠性 。(2) 实施配电自动化的一个基本功能是配电网的故障处理、 提高供电可靠性,而系统和设备的可靠性是实现这一功能的重要保证,因此在实施配电自动化工程中必须选用成熟可靠的产品。(3)在实施配电自动化工程中,尤其是中小城市的配电自动化系统,在系统结构设计、 通信设计 、 馈线自动化方案,主站功能设计等方面应因地制宜坚持经济、 实用 、 简洁可靠为原则。收稿日期:2004年4月21日魏明华 乐山沙湾供电局四川省乐山市 614000(上接第 28 页)是快速隔离故障,转移和恢复供电。正常情况下,整个故障处理过程不到15s。如果线路上装断路器。第一步骤:利用数字式高速纵向保护配合技术,可以保证离故障点最近的断路器迅速清除故障,如果要消除瞬时性故障 ,则断路器设置1 次重合闸功能,若是瞬时性故障则重合成功,恢复正常供电;若为永久性故障,则重合后再次跳闸,与电源侧隔离。并由 FTU 记录检测到的过流脉冲故障状态信息、 开关状态信息。第二步骤:子站在收到跳闸开关处FTU的故障信息后 ,立即向所有此供电环的FTU 发闭锁命令 ,使故障段另一侧的开关8s 分闸完成故障隔离 ,并使联络开关12s 合闸完成转移供电。如果故障段与联络开关相接,则联络开关不合闸。在子站处理故障的同时,主站巡检得到所有FTU 的故障信息与开关状态信息,通过 DA 软件判断以确定故障点位置,然后准备发遥控命令,以隔离故障、 转移供电 。如果子站处理的结果与主站准备实施的方案相同,则主站不再发遥控命令。如果子站处理结果与主站方案不同,可再对转供方案进行优化 。如果线路上装负荷开关。第一步骤:变电站出口跳闸 ,如果要消除瞬时性故障,则出口断路器设置 1 次重合闸功能,若是瞬时性故障则重合成功 ,恢复正常供电;若为永久性故障,则重合后再次跳闸 。如果要确保变电站出口1 次重合成功,则可以利用数字式高速纵向保护配合技术,在出口跳闸后立即让离故障点最近的负荷开关分闸,在重合前就隔离了故障。并且FTU记录所检测到的过流脉冲故障状态信息、 开关状态信息。第二步骤 :子站在收到变电站出口跳闸信息后,立即收集 FTU 的故障信息,检测到分闸处FT U 的信息后 ,立即向所有此供电环的FTU 发闭锁命令,以后情况与“线路上装断路器” 的第二步骤相同。收稿日期:2004年4月6日宋士通 山东蓬莱市电业公司蓬莱市钟楼西路248号 26560023供 用 电2004年第4期? 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -
