馈线自动化电压型施工说明样本.doc

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馈线自动化( 电压型) 施工说明

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草稿文件
文件版本
1．00
编写者
丁强
审核者

完成日期
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, 经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, 经过出口CK1开关依次经过KG1、 KG2开关送电, 经过出口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( 当前使用默认值) :

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
当前参数中名称
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。当然也能够选择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。