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配电管理系统及配电自动化技术原理

(1)馈线运行状态监测 (2)馈线控制 (3)故障定位、隔离和自动恢复供电 (4)无功补偿和调压
馈线自动化实现方案可分为就地控制和远方控 制两种类型,但都需要三种重要元件:重合器、分 段器和馈线FTU。
第三节 馈线自动化技术(FA)
二、自动重合器
(一)重合器的性能特点
自动重合器是一种能够监测故障电流、在给定时间内断开故障电流 并能进行给定次数重合的一种有“自具”能力的控制开关。
(一)重合器的性能特点(开断特性) 对于接地故障:采用定时限特性开断。
t(s)
(9)
15s
(1)
0.1s
定时限特性分为9条,对应 的时间分别为: 0.1,0.2,0.5,1.0,2, 3,5,10,15s
重合器之间即通过采纳不 同的定时限特性进行配合。
i(A)
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能
2、需方管理功能(需求侧管理,DSM)
(1)负荷管理 负荷管理主要是根据需求来控制用户负荷,并能帮助控制
中心操作员制定负荷控制策略和计划。(削峰、填谷、错峰) (2)用电管理
包括自动计量计费、业务扩充和用户服务等内容。 (3)需方发电管理
将用户的自备电源纳入直接或间接的控制之中。
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性配合
假设:
• 重合器整定
QR3:一快一慢
QR2:一快二慢
QR1:一快三慢
• 熔断器选择合理
• QR1、QR2、QR3的快 速、最小动作电流、重 合闸时间间隔整定均一 致。
• 断路器QF的跳闸动作电 流及动作时间比各重合 器都大。
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能 3、馈线自动化(FA)
指配电线路自动化,在我国,尤其指10kV馈线自动化。 (1)馈线运行状态监测
利用馈线终端(FTU)实现正常和事故状态下的监测。 正常状态下:监视馈线分段开关状态和馈线电流、电压、 有功、无功等,实现线路开关的远方或就地合、分闸; 故障状态下:获取故障记录。 (2)馈线控制 从功能角度:包括远方控制和就地控制。 控制方式:分为集中式和分散式。
前者:在变电站自动化中加以控制和调节(如变电站无 功电压的九区图控制。)
后者:一般为就地补偿。
一般不作全网络的无功优化,而是控制某个控制点的电 压幅值或配网潮流的功率因数。
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能
4、变电站自动化及其综合自动化
包括:电器设备运行监测;开关就地或远方控制;与继 电保护通信;与智能电子装置互连;与上级或其他控制系统 通信;数据处理;集成微机保护功能(综自)。
开断性能:与普通断路器相似。 工作特性:“智能”性,能够自身完成故障监测、判断电流性质、 执行开合功能;记忆动作次数、恢复初始状态、完成合闸闭锁等。 典型工作过程:
进行三、四次重合 重合成功:则自动终止后需动作,经延时后恢复至预先的整定
状态,为下次故障后的开合作准备。 重合不成功:达到预先整定的重合次数后,则不再重合,闭锁
第一次重合:15s 第二次重合:5s
• B、D、E:分段器, X=7s
• C:分段器,X=14s • 所有分段器Y=5s • c处永久性故障
图7-29,30
• 动作过程:
C处永久性故障
A分闸,线路失压, B,C,D,E各分 段器分闸
15s,A第一次重合
7s后,B合,不闭锁
7s后,D合,不闭锁
• 必须与电源侧前级主保护开 关(断路器或重合器)配合, 无电压时自动分闸。
• 工作过程:
永久性故障时,分段器在预 定次数的分合操作后闭锁于 分闸状态
瞬时性故障,未达到预定的 分合操作次数,故障切除, 则分段器保持在合闸状态, 并经延时后恢复预先整定状 态。
(2)电压-时间型分段器简述
• 检测网络电压,以电压的有无来关合和切断电路。
注意:靠近电源侧的熔
断器曲线应高于远离电 源侧的。
二、自动重合器
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
2、重合器动作顺序。 根据重合器在电网中
的位置,预先整定为多次 分、合循环操作。 如: “一快一慢” “一快二慢” “一快三慢” 快:指快速动作特性跳闸;
慢:指慢速动作特性跳闸;
二、自动重合器
故障消失,重合器还 未重合
QR3 、 QR2 、 QR1 全部复归。
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性配合
• 永久性故障:(d处)
QR3 、 QR2 、 QR1 同 时 快速动作
故障未消失
t2延时后,QR3、QR2、 QR1重合,重合失败,延 时跳闸。
(二性故障:(f处)
QR3 、 QR2 、 QR1 同时快速动作
FU4不会熔断
故障未消失
t2 延 时 后 , QR3 、 QR2 、 QR1 重 合 , 重合失败,准备延时 跳闸。
由于熔断器电流-时 间特性低于慢速动作 的电流-时间特性, 因此FU4先熔断
目前,我国配电网在经历了城网改造后,得到了 一定的改善,标准电压等级为110/10/0.4kV,运 行中一般是“环网结构,开环运行”。
第一节 DA/DMS概述
1.1 概述
2、DA/DMS的概念
在本书中:
DA:将具有就地控制功能的馈线自动化和变电 站自动化列入配电自动化中,简称为DA。
DMS:DA+SCADA+GIS+PAS+DSM,是一个 用现代计算机、通信技术和设备对配电网的运 行进行控制管理的综合系统,与EMS不同的是 它面对的是信息量特别大、而通信又相对薄弱 的配电网。
QR3 整 定 为 一 快 一 慢 , QR3闭锁,不再重合。
QR2 、 QR1 再 次 重 合 , 成功。
• 永久性故障:(b处)
QR1经三次重合
故障未消失
QR1闭锁,不再重合。
三、分段器
图 7-21
(1)简述
• 用于提高配电网自动化程度 和可靠性。
• 没有安-秒特性曲线,不进行 特性曲线的配合
图中: 网络是辐射型的配 电网络,单侧电源。
QR1、QR2、QR3 为自动重合器;
FU1 , FU2 , … , FU5为熔断器。
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
1、自动重合器时间-电 流特性整定。
A:快速特性曲线;
图 7-20
B、C:慢速特性曲线, B-C之间可以选择一组 曲线。;
r1,r2:熔断器曲线, 位于与其配合的自动重 合器的快速曲线和慢速 曲线之间的区域。
B 合 闸 后 14s , C 合 闸,A再次跳闸
由于C合闸后未达到 Y时限,线路再次失 压,因此C闭锁于分 闸
5s后,A第二次重合
再次重复其他分段 器合闸过程。
1、重合器与电压-时间型分段器配合 (2)环网开环运行时的故障区段
图7-31,32
• A为重合器,整定为 一慢一快
于开断状态,从而将故障线段与电源隔离开。
第三节 馈线自动化技术(FA)
二、自动重合器
(一)重合器的性能特点(操作顺序) 典型四次分断三次重合的操作顺序为:
t1
t2
t2
分 合--分 合--分 合--分
其中:t1,t2可调,随产品不同而异。重合次数 及重合闸间隔时间可根据运行中的需要调整。
• 开关本体是真空开关,是按开断负荷电流和接通短路电流 设计的。
• 关键参数:X时限和Y时限。
X指从分段器电源侧加压开始,到该分段器合闸的时间, 称合闸时间。
Y指从分段器合闸后,在Y时间内一直可以检测到电压, 则在Y时间后发生的失压分闸,分段器不闭锁,重新来 电时仍会合闸。
若在Y时间内监测不到电压,分段器分闸闭锁,重新来 电时不再闭合。
若未达到预先整定的次数,分段器不分断,重合器再次 重合,就恢复了线路的供电。
• 一般装设在重合器之后或重合器与熔断器之间。 • 电流配合范围很广。(只须监测是否超过指定电平的电流)
四、就地控制的馈线自动化
1、重合器与电压-时间型分段器配合 (1)辐射状网的故障隔离
图7-29,30
• A为重合器,整定为 一慢一快(重合时间)
XL时限>失压侧断路器或重合器的重合时间 +∑X (失压侧各分段器X时限的总和)
Y时限>t1
(3)过流脉冲计数型分段器 • 不能开断流过分段器的故障电流。 • 具备记忆流过自身的故障电流次数的能力 • 工作原理:
当达到预先整定的记忆次数后,在前级重合器跳开故障 线路的瞬间,过流脉冲计数型分段器自动跳开,使故障 线路与系统隔离。
二、自动重合器
(二)重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性 配合
• 瞬时性故障:(f 处)
QR3 、 QR2 、 QR1 同 时 快 速 动 作(最小动作电 流一致,快速动 作时间一致)
FU4不会熔断
故障消失
t2延时后,QR3、 QR2 、 QR1 重 合 , 恢复供电
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能 3、馈线自动化(FA)
(3)故障定位、隔离和自动恢复供电 利用断路器、重合器和分段器组成的系统,能在故障发
生时自动判别和隔离馈线故障区段、区分永久性故障和瞬时 性故障,并迅速对非故障区域恢复供电。
(4)无功补偿和调压 从安装位置角度:包括变电站和用户端两种。
(2)电压-时间型分段器简述
• 工作模式
常闭式分段开关,用于辐射网。各时限整定为: X>Y>t1(重合器检测到故障起到跳闸的时间)。
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