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馈线自动化(电压型)施工说明


馈线自动化(电压型)施工说明

文件标识 文件状态 文件版本 编写者 审核者 完成日期 2005 年 10 月 20 日 草稿文件 1.00 丁强

烟台东方电子信息产业股份有限公司 电力调度自动化事业部

第一章 馈线自动化的基本原理
随着电压型配网自动化设备在国内许多城市的陆续投运,为满足配网自动化建设的需 要,充分发挥电压型配网自动化的优势与特点,在我公司推出的系列配网自动化设备中,已 经成功的开发了电压型馈线自动化故障检测功能。 所谓电压型配电自动化设备,是指基于电压、时间配合工作原理的设备,其正常工作和 对事故的判断处理均是以电压为基本判据, 通过各个区段投入的延时逐级送电, 来判断故障 区间。为了便于后面的分析,在此,我们以一环网结构的线路为例,简单介绍其基本工作原 理。 如下面的线路拓扑图。CK1 和 CK2 为变电站的出口开关;KG1 到 KG5 为线路上开关,其 中 KG3 为联络开关。正常运行时,通过出口 CK1 开关依次经过 KG1、KG2 开关送电,通过出 口 CK2 开关依次经过 KG5、KG4 开关送电,整条线路处在开环运行状态。现模拟在开关 KG1 与 KG2 之间的某处 G 点发生永久故障时,整条线路动作时序图。具体如下: CK1 KG1 KG2 KG3 KG4 KG5 CK2

1、正常工作,其中 KG3 运行于联络开关。 G

2、在 G 点发生故障,变电站出口开关 CK1 故障跳闸,线路上开关 KG1、KG2 失电自动跳闸

3、经过延时(5S)后变电站出口开关 CK1 第一次重合,开关 KG1 进入 X 时限

4、开关 KG1 X 时限延时结束,开关合闸,进入 Y 时限

5、因开关 KG1 重合到故障上,变电站出口开关 CK1 再次跳闸;开关 KG1 合闸后因失压而进 入 Y 时限闭锁,KG2 检测到瞬间电压而进入瞬压闭锁

6、经过延时(5S)后变电站出口开关 CK1 第二次重合,恢复正常段供电

7、联络开关 KG3 经过 X 时限后合闸动作,恢复 KG2 和 KG3 之间的非故障区域供电

备注: 1) 开关红色表示开关处于合状态,绿色表示分状态,深绿表示开关处于闭锁状态。 2) 时序图描述的为 G 点发生永久性故障。当 G 点发生瞬时故障时,时序图 4 中 KG1 合 闸成功,将会转化为时序图 1。

第二章 馈线自动化中 FTU 的功能描述
2.1、分段开关的功能描述
分段开关是指在配网线路拓扑中,正常运行时处于合闸的开关。在馈线自动化中,分段 开关实现了以下的功能: X 时限投入:在正常状态(无闭锁)下,FTU 检测到电压,开始进入 X 时限延时等待。 延时完毕后,开关合闸。在 X 时限延时中,发生 Z 时限以内的失电,不影响 X 时限延时。 Y 时限确认:开关合闸后,为确认合闸到正常线路,检测合闸后另一侧电压的稳定,进 入 Y 时限延时确认。 X 时限闭锁:在 X 时限内发生超过 Z 时限的失电时,FTU 进入 X 时限闭锁状态。 两电源闭锁: 在 X 时限内, 在电源侧和负荷侧均检测到电压, FTU 进入两电源闭锁状态。 瞬压闭锁:在 X 时限内,在检测到瞬间的电压, (>额定电压的 30%,>150MS,<5S) , FTU 进入瞬压闭锁状态。 Y 时限闭锁:开关合闸后,在 Y 时限内发生超过 Z 时限的失电时,FTU 进入 Y 时限闭锁 状态。

2.2、联络开关的功能描述
联络开关是指在配网线路拓扑中,正常运行时处于分闸的开关。在馈线自动化中,联络 开关实现了以下的功能: 两侧电源正常确认:在电源侧、负荷侧两侧均有电压时,经过 Y 时限的延时确认,FTU 自动解除原先的自动闭锁,手动闭锁和远方遥控闭锁将需要人工参与解除。 X 时限投入:在正常状态(两侧均有压)FTU 检测到一侧失去电压,则开始进入 X 时限 延时等待。延时完毕后,开关合闸。在 X 时限延时中,发生 Z 时限以内的失电,不影响 X 时限延时。 Y 时限确认:开关合闸后,为确认合闸到正常线路,检测合闸后的另一侧电压的稳定, 进入 Y 时限延时确认 瞬压闭锁:在 X 时限内,在检测到瞬间的电压, (>额定电压的 30%,>150MS,<5S) , FTU 进入瞬压闭锁状态 Y 时限闭锁:开关合闸后,在 Y 时限内发生超过 Z 时限的失电时,FTU 进入 Y 时限闭锁 状态。

2.3、其它功能描述
两侧有压合闸闭锁:当检测到开关两侧均有压时,闭锁合闸动作功能,以避免电网合环 运行。 合闸撤销功能:在合闸执行时间内,仍无法实现正常合闸,自动补发分闸命令断开合闸 通道,从而保护开关操作机构。 带方向动作功能:在 FTU 参数中配置“方向使能” ,FTU 将根据具体的配置动作方向动 作。此功能主要应用在: * 变电站出线后首台开关。避免倒送电到变电站出线侧。 * 联络开关。限定供电转移方向。 * 支线开关。

第三章 馈线自动化的参数配置
3.1、变电站内的参数配置
为配合馈线层设备的自动化, 更好的实现自动化动作, 变电站出线开关需要具备以下功 能: 1、 变电站出口开关具有保护功能,能够实现过流速断。 2、 变电站具有两次重合闸功能,重合闸时间应保证线路上开关的正常动作。 3、 为配合可能的主站动作,需要提供相应的变电站出口动作信息。

3.2、FTU 的参数配置
使 FTU 具有电压型馈线自动化功能,就得需要配置相应的参数,具体如下: 1、在相应的 FTU 上,打开“系统参数配置”的“故障检测” ,双击相应馈线中的“故障检测” 栏,默认为“无效” ,会弹出如下的对话框:

2、选择“电压型故障检测” ,点击下面的参数配置将进入如下的电压型故障检测的配置对话 框:

相关参数意义说明:
开关类型:根据配电线路开关在配网中功能的不同,分为如下: * 分段开关 默认,除联络外的开关均认为是分段开关 * 联络开关 方向使能:选择有效时,FTU 只能向一个方向合闸送电,默认不带方向。 * 电源侧顺投 * 负荷侧逆投 默认,当 Uab 检测到有电时,向 Ucb 侧送电 当 Ucb 检测到有电时,向 Uab 侧送电

X 时限:FTU 检测到一侧带电后到相应开关动作的延时时间,单位为秒。它有两部分组 成:X 时限 = X 时限基数 × X 时限倍数。具体含义如下: * X 时限基数:要求同一个网络中 X 时限基数保持一致 可选取四种:7 秒、10 秒、14 秒、20 秒 * X 时限倍数:根据开关在网络中的位置和预先设定的动作顺序确定 设定范围:1~31 3、按照实际的线路拓扑,配置相应的上述参数,点击确认。相应的故障检测栏的“无效” 将变为“电压检测” 。 4、其它参数配置 为正确实现“合闸撤销功能” ,需要根据开关的特性,配置相应的开关合闸时间,即遥 控第一路的“闭合保持时间” 。

5、其它参数说明(目前使用默认值) :

参数名 Y 时限 Z 时限 电源侧电压 负荷侧电压 失压限值 开关状态遥信号 当地/远方遥信号 遥控继电器遥信号 闭锁遥信号 开关遥控号 闭锁/解锁遥控号

含义 合闸后确认时限,默认 5 秒 得电确认过程中失电限制时间,默认 1 秒 电压遥测 Uab 的输入电压 电压遥测 Ucb 的输入电压 额定电压(10KV)的 30% 0 2 3 4 1 2

3.3、参数配置原则
在电压型馈线自动化中, 主要原则要保证各个开关动作时间的相对独立, 要求在相应的 时间间隔点上仅有一台开关合闸动作。 故障点相邻的开关可靠的判断出故障点的位置并准确 的隔离。同时要保证联络开关需要合闸恢复非故障区域供电时,避免合闸到故障上。按照上 述原则,在配置具体参数时应遵循以下步骤: 1、 确定 X 时限基数。 X 时限基数的时间需要大于开关动作和确认正确动作的时间,并要留有一定的时间裕 量。对于一般的开关,取默认的 7 秒即可。 2、 确定各个分段开关的 X 时限倍数。 根据实际的线路拓扑,确认预设的动作时序拓扑网络。根据开关的动作时序,确认开关 的 X 时限倍数。当按照形成的拓扑网络,按照如下原则: 1) 原则上先动作完毕分支上的开关,然后再动作后续主线开关,必须保证在同一时刻 不会有两台或两台以上的开关动作。 2) 某一开关后面仅有一台开关时,其后续开关 X 时限倍数为 1; 3) 某一个开关后面紧跟着多台开关(分支上后续开关也记入)时,其后续开关要按照 约定的动作时序开关的 X 时限被使依次增加。 4) 对于第三条原则,分支上后续开关的 X 时限倍数须要修改,以重新满足第二条和第 三条原则。 3、 确定联络开关 X 时限倍数。 联络开关要保证两侧的线路发生永久性故障时,开关顺利隔离故障并闭锁后,才正确的 合闸恢复可能的非故障区域供电。具体 X 时限时间计算可按照以下公式推算: T = Td + T1 + Td + T2 + ∑T + Tr 其中: Td ―― 线路发生故障到出口跳闸时间(假设 0。2S)

T1 ―― 第一次重合闸时间(假设 5S) T2 ―― 第二次重合闸时间(假设 5S) ∑T―― 从出口到联络开关的主线路上所有开关 FTU 设定的 X 时限时间,加 上紧邻联络开关的分支线开关中最大设定的 X 时限时间之和。 Tr ―― 为保证正确动作的加权冗余时间(取一个 X 时限基数) 由此公式可分别计算出联络开关的两侧 X 时限,取其较大值。再根据 X 时限基数确认 其 X 时限倍数,注意有余数时需要将 X 时限倍数加 1。 4、 其它特殊设置。 1) 在选择“合闸撤销功能”时,默认合闸执行时间为 1800MS,需要根据实际的开关选 择合适的参数设置。 2) 电压遥测采集 10KV 线电压,设置变比时要求实时数据显示一次侧实际值。

第四章 其它说明
4.1、动作信息输出指示
按照一路虚拟遥信号顺序排列(从使能开始)
相对遥信号

含义 参数中配置电压型故障检测 暂未用 暂未用 事故总。检测到故障时置合,配合遥信 4、5 指示 Y 闭锁。在 Y 时限内检测到故障(故障点在其后) X 闭锁。在 X 时限内检测到故障(故障点在其前) 终止动作闭锁。包括参数禁止,两侧有压等 开关动作闭锁。由于开关动作后引起的闭锁 异常故障闭锁。 检测到遥测遥信信息冲突或开关无法合闸 暂未用 暂未用 暂未用

目前参数中名称 使能 自跳使能 重合使能 事故总 A 过流 B 过流 C 过流 N 过流 A 瞬间过流 B 瞬间过流 C 瞬间过流 N 瞬间过流

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

4.2、现场施工注意事项

4、3、排除故障后恢复原则
在排除线路的故障后,须要将线路恢复到初始状态,以备下次故障的发生,具体恢复原 则如下: 1、在线路拓扑中存在联络开关,如果联络开关处于分闸状态,手动闭锁防止联络自动 合闸;如果联络开关处在合闸状态,手动分开联络开关(自动闭锁) 。 2、按照线路拓扑依次解除分段开关的锁定,相应的开关在经过 X 时限后自动合闸 3、解除闭锁的联络开关闭锁状态,线路恢复正常运行状态(如果联络开关的闭锁是自 动完成的,联络开关在检测到两侧均有电压后,将自动解锁) 。

附录: 举例介绍参数的配置
如下图, 这是一个比较复杂的线路拓扑图, 其中开关 CK1 和 CK2 分别为变电站出口开关。 开关 KG1 到 KG8 为线路开关,其中开关 KG7 运行于联络开关。

CK1

KG1

KG5

KG7

KG8

CK2

KG2

KG4

KG6

KG3

假设:出口开关的保护具有两段保护,参数如下: 定制内容 电流速断定值 电流速断时间 定时过流定值 定时过流时间 第一次重合闸时间 第二次重合闸时间 单位 A S A S S S 定值 1000 0.2 650 0.8 5 5 须大于 150MS 须大于 150MS 备注

有开关 KG1、KG5、KG7 和 KG8 组成供电主干线,其它开关分布相对次要的支线上。开关 动作和确认时间小于 2 秒, 线路上运行电压型自动化配置, 并要求倒送电不能送到变电站出 口侧。

由此,根据设置参数设置原则,可得出以下配置: 开关 KG1 KG2 KG3 KG4 KG5 KG6 KG7 开关类型 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 联络开关 方向使能 无效 无效 无效 无效 无效 无效 X 时限基数 7 7 7 7 7 7 X 时限倍数 1 1 1 3 4 1 9 备注 有效 (顺投) 7

KG8

分段开关

有效 (顺投) 7

1

备注: 1、对于 KG1 紧邻的一系列开关,按照原则,参数中的是选择如下动作时序:KG2、KG3、 KG4、KG5。当然也可以选择 KG4、KG2、KG3、KG5。 2、联络开关时间计算: 从左侧计算: T = Td + T1 + Td + T2 + ∑T + Tr = Td + T1 + Td + T2 + (TKG1 + TKG5 + TKG6) + Tr = 0.2 + 5 + 0.2 + 5 + 7*(1 + 4 + 1) + 7 = 59.4 = 7 * (8) + 3.4 从右侧计算: T = Td + T1 + Td + T2 + ∑T + Tr = Td + T1 + Td + T2 + (TKG8) + Tr = 0.2 + 5 + 0.2 + 5 + 7*(1) + 7 = 24.4 = 7 * (3) + 3.4 由此,取两侧的较大值,联络开关的 X 时限倍数取 9。


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