1、2018/3/4,1,主 要 内 容,什么是配电系统自动化？,1,配电系统自动化包括哪些内容？,2,配电系统自动化实现的结构？,3,馈线自动化系统如何实现？,4,2018/3/4,2,一、什么是配电系统自动化？,中国电机工程学会城市供电专业委员会起草的配电系统自动化规划设计导则明确定义： 利用现代电子、计算机、通信及网络技术，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，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化（综合自动化系统）,配电系统自动化的概念,2018/3/4,3,一、什么是配电系统自动化
2、？,发生故障时，缩短停电时间、减小停电面积,提高供 电可靠性 配电变压器事故处理（日本九州电力公司） 自动操作需5min，人工操作需30min(83%) 由其他变压器和变电所送电：自动化系统15min，人工120min(88%) 变电所全停电，负荷转移：自动化系统15min，人工150min(90%) 配电线路故障事故处理 非故障区域恢复供电：自动化系统需3min，人工操作需55min(95%) 处理故障恢复正常运行：自动化系统60min，人工90min(33%),配电自动化系统的意义,2018/3/4,4,一、什么是配电系统自动化？,正常运行时，扩大供电能力、降低线路损耗，提高供电质量，确保
3、供电安全 每条馈线上峰值负荷出现的时间不同，导致配网中负荷分布不均匀，降低了设备和线路的利用率，导致线损较高，通过过负荷转移，可有效提高馈线负荷率，增强供电能力。 降低损耗，配电网重构（优化现存网络结构、改善潮流分布）、安装补偿电容器,配电自动化系统的意义,2018/3/4,5,一、什么是配电系统自动化？,(7) 28,(2) 12,(4) 0,(5) 129,(8) 81,(1) 45,(6) 0,(3) 28,(9) 64,(10),48,36,15,15,28,36,12,16,每条线路额定负荷100， 开关5的线路过负荷 负荷监控与管理系统处理,2018/3/4,6,一、什么是配电系统
4、自动化？,合上联络开关4，将开关1、4、6区域的负荷转移到由电源开关7发出的馈线上。,(7) 73,(2) 57,(4) 45,(5) 84,(8) 36,(1) 45,(6) 0,(3) 28,(9) 64,(10),48,36,15,15,28,36,12,16,2018/3/4,7,一、什么是配电系统自动化？,降低劳动强度；提高管理水平和服务质量；提高供电经济性 1995 ：china网损率8.77%,发达国家35% 以城区供电为例：年售电量8亿kWh，将1%，节省300万元/年 .,配电自动化系统的意义,2018/3/4,8,配电系统自动化覆盖变、配、用,WAN,供电企业信息集成,二、
5、配电系统自动化的内容,2018/3/4,9,二、配电系统自动化的内容,2018/3/4,10,三、配电系统自动化的结构,通信网,通信网,2018/3/4,11,三、配电系统自动化的结构,设备层-配电自动化终端（四遥） 站控终端RTU： 变电所内 馈线终端FTU： 户外柱上开关处 变压器终端TTU： 配电变压器（兼有无功补偿功能） 开闭所终端DTU：开闭所、环网柜、小型变电站、 箱式变电站（兼有备自投功能）,2018/3/4,12,变电站RTU,三、配电系统自动化的结构,2018/3/4,13,FTU，实现柱上开关测控的专门设备,三、配电系统自动化的结构,2018/3/4,14,配变终端单元（T
6、TU）,三、配电系统自动化的结构,2018/3/4,15,配电自动化系统的发展阶段,2018/3/4,16,四、馈线自动化系统,馈线自动化（Feeder Automation,FA） 是配电自动化的基础，配电系统自动化是从实施馈线自动化开始的； 是提高配电网可靠性的关键技术之一； 馈线自动化的对象是中低压配电网中的馈电线路；主要功能：馈线运行数据的采集与监控 故障定位、隔离及自动恢复供电 无功补偿调节 实现方式：采用智能开关设备相互配合的馈线自动化 基于FTU的馈线自动化,2018/3/4,17,基于智能开关相互配合的馈线自动化,第1阶段的配电自动化,4.1,2018/3/4,18,四、馈线自
7、动化系统,1、智能开关设备：重合器、分段器,重合器（Recloser） 能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能按照预先整定的动作顺序进行给定次数重合的一种“自具”能力的控制开关。,“自具”：重合器本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信。,2018/3/4,19,真空重合器安装于电杆上,2018/3/4,20,2018/3/4,21,真空重合器参数设置,2018/3/4,22,四、馈线自动化系统,分段器（Sectionalizer）-智能负荷开关 不能遮断故障电流，只能遮断负荷电流，在失压或无流情况下自动分闸，必须与电源侧前
8、级主开关配合，不能单独作为主保护开关使用 隔离故障区段,2018/3/4,23,四、馈线自动化系统,工作原理：永久性故障时，在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态；瞬时性故障，未完成预定次数的分合操作，保持在分闸状态，一段延时后恢复到整定状态。安装：重合器之后或重合器与熔断器之间 类型：电压-时间型分段器 电流-时间型分段器,2018/3/4,24,四、馈线自动化系统,(1) 电压-时间型分段器 根据加压、失压时间长短来控制动作，失压分闸，加压 合闸或闭锁； 两个重要参数: 合闸时限X： 从分段器电源侧加压开始，到分段器合闸的时间； 故障检测时限Y：当分段器关合后，在Y时间内一直可检测到电压，
9、则Y时间后发生失压分闸，分段器不闭锁；当重新 来电后，经X时限，还会合闸； 在Y时间内检测不到电压（或分段器分闸后在没有 超过Y时间内又失压），则Y 时间后分闸，分段器 闭锁，再来电也不闭合。,2018/3/4,25,示例,2018/3/4,26,四、馈线自动化系统,(2) 电流-时间型分段器(电流脉冲计数型分段器)根据线路电流控制动作； 不能开断短路电流，可“记忆”前级开关开断故障电流动作次数（即流过自身过电流脉冲次数），在预定记录次数后，永久分闸；未达到预定记录次数，保持合闸状态，延时一定时间后恢复到初始状态。 永久性故障时，重合器分闸，失电期间，分段器分闸，并开始计数，当分闸次数达到整定
10、次数时，即自动永久分闸，重合器重合后，就可隔离该故障段； 瞬时性故障时，分段器的分闸次数还未达到预定的次数，瞬时性故障已经消除，线路可恢复正常供电，分段器在一段时间后自动复零，为下一次故障做好准备。,2018/3/4,27,四、馈线自动化系统,(2) 电流-时间型分段器(电流脉冲计数型分段器) 记忆次数:1、2、3 英美地域广阔，辐射线路多，在半个多世纪前就采用基于智能开关配合的馈线自动化提高供电可靠性，我国农网1987年引进。,2018/3/4,28,辐射状网的故障处理过程,2018/3/4,29,d区发生暂时性故障,隔离故障、恢复健全 区域的时间？,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒
11、，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；分段器均设置在第一套功能。,2018/3/4,30,d区暂时性故障,故障后0秒,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,31,d区暂时性故障,故障后0+秒,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，
12、X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,32,d区暂时性故障,故障后15秒,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,33,d区暂时性故障,故障后22秒,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,34,d区暂时性故障,故障后43秒恢复供电,重合器A：一慢一快
13、，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,35,d区发生永久性故障,隔离故障、恢复健全 区域的时间？,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,36,d区永久性故障,故障后55秒,闭锁,重合器A：一慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒；电压-时间型分段器B、D ：X时限均整定为7秒；
14、电压-时间型分段器C、E ，X时限均整定为14秒；Y时限均整定为5秒；,2018/3/4,37,c区永久性故障,隔离故障、恢复健全 区域的时间？,2018/3/4,38,c区永久性故障,故障后52秒+对侧重合延时,闭锁,闭锁,对侧线路恢复,2018/3/4,39,问题：隔离故障区段时，造成对侧健全线路短时停电,如何解决？,2018/3/4,40,“残压闭锁”,当分段器一侧加电压后，若立即检测到其任何一侧出现高于额定电压30%的异常低电压的时间超过150ms时，该分段器就闭锁。,开关D就会被闭锁，只要合上联络开关E就可完成故障隔离，而不会发生联络开关下面所有开关跳闸再顺序重合的过程。,日本东芝公
15、司的做法是：,2018/3/4,41,基于FTU的馈线自动化,第1阶段的配电自动化,4.2,2018/3/4,42,四、馈线自动化系统,构成： 配电终端监控设备 通信网络（可靠有效） 配电控制中心的SCADA+高级处理软件功能： 正常运行：远方实时监视馈线开关状态、馈线电流，通过远方分、合闸操作进行配网优化充分发挥设备容量、降损 故障时：通过故障信息，自动判别、隔离故障区段，恢复健全区段供电减小停电面积、缩短停电时间,2018/3/4,43,四、馈线自动化系统,2018/3/4,44,四、馈线自动化系统,各FTU分别采集相应柱上开关的运行状况：负荷、电压、功率、开关当前位置等，并将上述信息经由
16、通信网络发向远方的配电自动化控制系统，各FTU还可接受配电自动化控制中心下达的命令进行相应的远方倒闸操作及优化配网的运行方式。 故障时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息：最大故障电流、故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将上述信息传至配电自动化系统，经计算机系统分析后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥控方式隔离故障区段，恢复健全区段的供电。,2018/3/4,45,四、馈线自动化系统,结构：简单，要求配网运行方式相对固定（结构复杂，适用复杂配电网） 价格：费用低，无需主站控制、通信网络（费用高，需高质量通信信道、计算机系统） 主要设备：重合器、分段器（FTU、通信网络、区域工作站、计算机系统） 故障处理： 可靠性低，切除故障时间长 仅在故障时起作用，无法优化运行方式；运行方式调整后，需到现场修改定值；恢复健全区域供电，无法采取安全和最佳措施；对设备及系统冲击大； 适用：农网、负荷密度小的偏远地区，供电途径少于两条的网络 （城网、负荷密度大的区域、重要工业园区，供电途径多的网格状配网，对供电可靠性要求高的区域）,2018/3/4,46, 仅仅将采集的数据以可视化的形式展现出来，仍需凭借人的经验调度配电网。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。,第二阶段配电自动化的不足,
