馈线自动化(电压型)施工说明.doc

馈线自动化（电压型）施工说明

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草稿文件
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1．00
编写者
丁强
审核者

完成日期
2005年10月20日

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
CK2
KG3
KG2
KG1
KG5
KG4

G
1、正常工作，其中KG3运行于联络开关。

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 默认，当Uab检测到有电时，向Ucb侧送电
* 负荷侧逆投 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
含义
Y时限
合闸后确认时限，默认5秒
Z时限
得电确认过程中失电限制时间，默认1秒
电源侧电压
电压遥测Uab的输入电压
负荷侧电压
电压遥测Ucb的输入电压
失压限值
额定电压（10KV）的30％
开关状态遥信号
0
当地/远方遥信号
2
遥控继电器遥信号
3
闭锁遥信号
4
开关遥控号
1
闭锁/解锁遥控号
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
目前参数中名称
0
参数中配置电压型故障检测
使能
1
暂未用
自跳使能
2
暂未用
重合使能
3
事故总。检测到故障时置合，配合遥信4、5指示
事故总
4
Y闭锁。在Y时限内检测到故障（故障点在其后）
A过流
5
X闭锁。在X时限内检测到故障（故障点在其前）
B过流
6
终止动作闭锁。包括参数禁止，两侧有压等
C过流
7
开关动作闭锁。由于开关动作后引起的闭锁
N过流
8
异常故障闭锁。检测到遥测遥信信息冲突或开关无法合闸
A瞬间过流
9
暂未用
B瞬间过流
10
暂未用
C瞬间过流
11
暂未用
N瞬间过流

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
CK2
KG5
KG2
KG1
KG8
KG7
KG6
KG3
KG4

假设：出口开关的保护具有两段保护，参数如下：
定制内容
单位
定值
备注
电流速断定值
A
1000

电流速断时间
S
0.2
须大于150MS
定时过流定值
A
650

定时过流时间
S
0.8
须大于150MS
第一次重合闸时间
S
5

第二次重合闸时间
S
5

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
开关类型
方向使能
X时限基数
X时限倍数
备注
KG1
分段开关
有效（顺投）
7
1

KG2
分段开关
无效
7
1

KG3
分段开关
无效
7
1

KG4
分段开关
无效
7
3

KG5
分段开关
无效
7
4

KG6
分段开关
无效
7
1

KG7
联络开关
无效
7
9

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。