电源1 QF1 Relay 控制主站 F QF2 Q42 Relay R M U 4 电源2 Q11 Q12 R M U 1 Q21 Q22 R M U 2 Q31 Q32 R M U 3 Q41
CP PZK-360H PZK-360H PZK-360H PZK-360H
光纤工业以太网
13
快速故障自愈技术
工作原理
F点故障，在出口保护（Relay）跳闸后，检测到故障电流的FTU发 起通信，向相邻的FTU请求相邻开关的故障检测信息。 通过交换信息，确认故障点前FTU检测到故障信息，而故障点后的 FTU没有检测到故障信息，从而确定故障点。 FTU控制故障点两侧的开关分闸，在相互确认后发出“故障隔离成 功”的消息；出口保护（Relay）和联络开关FTU在收到“故障隔离 成功” 消息后，分别控制出口开关与联络开关合闸，恢复故障区段 两侧供电。 故障处理完成，通过通信处理机（CP）将故障处理信息上报主站。
RMU1 RMU2 QF11 QF1 Relay CRTU CRTU QF12 QF21 QF22 SCC PRTU
Relay
CRTU
CRTU
QF2
QF41
QF42
QF31
QF32
金 属 双 绞 线
RMU4
RMU3
29
加拿大BC Hydro无缝故障自愈项目
温哥华市的皇家公园购物中心（Park Royal Shopping Centre），2002年圣诞节期间停电，导 致严重经济损失。 之后，BC Hydro决定对该购物中心馈线进行自动化 改造。项目2003年3月启动，2006年3月投入运行。
17
思明供电分局快速故障自愈项目
该电缆环网供电线路电源侧采用经小电阻接地，其湖西立交 环网柜进线官任线901、滨南污水环网柜进线滨南变901处 开关为断路器，其余开关为负荷开关。
湖西立交环网柜
湖西海湾1#环网柜
官任变911公园Ⅰ回
官任线 901
滨南污水环网柜 湖滨南变917西堤Ⅰ回
湖西污水环网柜
滨南变 901
快速故障自愈，即开环线路故障快速隔离与恢复 供电。 故障时，变电站出口开关保护跳闸，相邻FTU之 间交换故障信息，确定故障点，控制故障点两侧 的开关直接分闸隔离故障，然后变电站出口开关 与联络开关合闸，恢复故障区段两侧环网柜供电。 非故障区供电恢复时间小于3s。
12
快速故障自愈技术
系统构成
系统开环运行、分段开关采用负荷开关 变电站出口保护装置（Relay） 智能型FTU 光纤工业以太网 通信处理机（CP）
配电线路快速故障自愈技术
1
什么是配电线路故障自愈？
什么是配电线路故障自愈？
指不需要或仅需少量的人为干预，利用先进的保护、控 制手段，出现故障后能够快速隔离故障、自我恢复，不 影响非故障用户的正常供电或将对其影响降至最小。
2Байду номын сангаас
目前故障自愈的控制技术
就地控制技术
利用重合器与分段器的配合，进行顺序重合控制，实现故 障隔离与恢复供电。 有电压型、电流型、电压电流型三种型式 不需要通信条件，投资小，易于实施。
8
关键技术
故障自愈的通用控制方法
研究能够适应不同的配电网络、不同的运行状态（开环、 闭环）的控制算法。 研究智能终端的自适应、自组织与扩展技术，实现协同控 制，提高控制响应速度。
9
基于分布式智能的故障自愈实现模式
模式1
快速故障自愈
模式2
无缝故障自愈
10
基于分布式智能的快速故障自愈技术
11
快速故障自愈技术
数据集中器
32
3
目前故障自愈的控制技术
集中控制技术
由控制主站集中处理馈线 终端（FTU）的故障检测 信息进行故障定位，遥控 实现隔离故障与非故障区 段恢复供电。 能够提高系统供电可靠性， 在一定程度上缩短停电时 间。
终端
主站
WAN
LAN
柱上开关
环网柜
DFACTS
DER
4
存在的问题
就地控制方式
多次重合到永久故障上，对系统多次冲击，造成电压骤降，且不能用 于电缆线路。 需要多次重合，故障隔离和供电恢复时间长，停电时间较长。
集中控制方式
利用主站判断故障位置、隔离故障，响应时间长，供电恢复时间在分 钟级。
两种方式均无法避免短时停电，且供电恢复时间长，不能满 足对供电质量要求高的特殊行业用户的要求。
比如半导体制造、PLC控制、电力电子控制敏感设备用户，哪怕是短 时的停电都会给敏感用户带来大量的经济损失。
5
解决问题的思路
通过智能终端之间的对等通信，交换信息，采用分 布式智能控制决策，不需要主站参与，实现配电线 路的故障快速自愈。
QF41
QF42
区段3
QF31
QF32
RMU4
RMU3
22
无缝故障自愈技术
工作原理
电源出口保护配限时速断保 护，作为网络保护的后备保 护。 故障后，相邻FTU之间交换 故障电流方向检测结果，实 现故障定位。 SOURCE 非故障区段电流是穿越性的， 电流方向一致，而故障区段 电流由两侧注入，方向相反。 确定故障点后直接跳开故障 点两侧的开关，使非故障区 段用户的供电不受影响，即 “无缝自愈”。
30
加拿大BC Hydro无缝故障自愈项目
安装了两套箱式环路分接开关（LTS） 每套LTS内含３个真空故障断路器（VFI） 6个VFI以“常闭”状态运行，采用“H”形环网拓 扑把两条馈线和购物中心相连。
31
加拿大BC Hydro无缝故障自愈项目
每个LTS装置各配备一台智能保护继电器，通过光 纤电缆交换故障方向、断路器状态等信息，实现快 速保护。 自动切除馈线故障，不会造成购物中心供电中断。 将LTS内部故障对购物中心供电的影响降至最小
CB1 S1 S2 Load S3 S4 Load S5 S6 S7 S8 CB2
Load
Load
LAN
14
快速故障自愈技术
智能FTU通过光纤工业以太网，快 速交换信息，协同控制，不依赖主 站或子站的控制在数秒内完成故障 隔离与恢复供电，进一步提高了供 电可靠性。 对于环网柜出线上的短路故障，在 出线上不安装快速熔断器的情况下， FTU在故障切除后打开负荷开关隔 离故障，并向电源出口断路器处的 Relay发出合闸命令，恢复主干线 路供电。 技术指标
DG
CB11 CBI
CB12 F
CB21
CB22
LAN
CB2
CB41
CB42
CB31
CB32
DG
23
无缝故障自愈技术
技术指标
故障隔离时间：＜200ms 恢复供电时间： ＜0s 供电中断时间： ＜0s （无缝自愈）
静模试验
24
无缝故障自愈技术
如果环网柜出线开关也为断路器，出线上发生短路 故障时，FTU检测到出线过流，直接跳开出线断路 器切除故障。 如果环网柜出线开关是负荷开关，则由进线断路器 动作切除故障，然后跳开出线负荷开关隔离故障， 再合上进线开关恢复对环网柜的供电。这种处理方 式，会造成环网柜上非故障出线短时停电。
广域控制中心 变电站A 变电站B 购物中心
专 2 8. 8 线 kb p s
专线 p s b . 8k 专线 28
28.8kbps
BCH微波通 信网络OC-1 230/60kV变电站
SEL-351S 低速Mirrored Bits 变电站A
2-IDEA继电器 高速 PeerComm
DNP3.0
SEL-351S 低速Mirrored Bits 变电站B DNP3.0 to SCADA
F点两相接地时区段2两侧A相电流波形
F点三相接地时区段1两侧A相电流波形
F点三相接地时区段2两侧A相电流波形
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无缝故障自愈技术
试验记录
故障 类型 两相 故障 三相 故障 故障 次数 区段1故障 电流相位差 区段2故障 电流相位差 故障隔离 时间（s）
1
2 1 2
1°
-1 ° -2 ° -2 °
180 °
相量测量 继电保护 短路故障检测
其他应用 故障隔离与供电 SCADA测量
自定义用户标准接口 （API） SQlite 数据库 Linux 操作系统 串行总线驱动 中断服务 MMI 驱动 数据采集 串行接口驱动 以太网接口驱动
支 撑 软 件
硬件
硬件接口
7
关键技术
智能终端间的数据快速传输技术
把具有控制关联关系的站点设计在一个局域通信以太网内 采用无连接方式的UDP协议（时延<10ms)，应用重传机 制保证UDP数据传输可靠性。
F2
0.742s
0.991s
1.230s
失压
F3
1.402s
1.852s
现场试验结果证明系统可在2秒内完成恢复供电。
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基于分布式智能的无缝故障自愈技术
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无缝故障自愈技术
应用基于分布式智能控制的网络保护，在闭环运行 线路故障时直接跳开故障区段两侧断路器切除故障， 使非故障区段用户的供电不受影响，实现无缝故障 自愈。
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思明供电分局快速故障自愈项目
科汇公司与福建电力公司合作开发的基于分布式智 能的快速故障自愈系统已在厦门电业局思明供电分 局电缆环网工程中获得应用。 厦门电业局思明供电分局于2010年11月，在由4座 环网柜组成的环网线路上运行了分布智能型快速故 PZK-360H 障自愈项目。 系统构成
光纤工业以太网 智能环网柜监控终端： PZK-360H（按6回路配置） 通信处理机：DPS-100D
故障隔离时间：＜300ms 恢复供电时间：＜3s 供电中断时间：＜3s
终端
主站