第四章 馈线自动化

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1、配电自动化系统配电自动化系统1第四章第四章 馈线自动化馈线自动化基于重合器的馈线自动化基于重合器的馈线自动化基于基于FTU的馈线自动化系统的馈线自动化系统配电网简化模型配电网简化模型配电网络重构配电网络重构配电网故障判断与隔离配电网故障判断与隔离馈线自动化的电源问题馈线自动化的电源问题馈线自动化的若干技术问题馈线自动化的若干技术问题24.1 4.1 基于重合器的馈线自动化基于重合器的馈线自动化一、一、馈线自动化的概念：就是指配电线路馈线自动化的概念：就是指配电线路的自动化，是配电网自动化的重要内容的自动化，是配电网自动化的重要内容之一。之一。作用作用：在正常状态下，实时监视馈线分段：在正常状态

2、下，实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和亏线电流、电开关与联络开关的状态和亏线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合压情况，实现线路开关的远方或就地合闸与分闸操作；在故障时，获得故障记闸与分闸操作；在故障时，获得故障记录，并能自动判断和隔离馈线故障区段，录，并能自动判断和隔离馈线故障区段，迅速恢复非故障区域供电。迅速恢复非故障区域供电。3二、基于重合器的馈线自动化：二、基于重合器的馈线自动化：指利用配电指利用配电自动化开关设备的相互配合关系，不需要自动化开关设备的相互配合关系，不需要建设通信通道，就能够达到隔离故障区域建设通信通道，就能够达到隔离故障区域和恢复健全区域供电功能的系统。和恢

3、复健全区域供电功能的系统。三、配电自动化的开关设备三、配电自动化的开关设备 1、重合器：、重合器：是一种是一种自具自具控制及保护功能控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在操作后序自动进行开断和重合操作，并在操作后自动复位或者闭锁。自动复位或者闭锁。4功能：功能：在线路正常运行时起到断路器的作在线路正常运行时起到断路器的作用。在线路故障时，如果重合器经历了用。在线路故障时，如果重合器经历了超过设定值的故障电流，则重合器跳闸，超过设定值的故障电流，则重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序做若干次合、并按预先整定的动作顺序做若

4、干次合、分闸的循环操作，若重合成功则自动终分闸的循环操作，若重合成功则自动终止后续的动作，并经一段时间后恢复到止后续的动作，并经一段时间后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准预先的整定状态，为下一次故障做好准本。若重合失败则闭锁在分闸状态，只本。若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通过手动复位才能解除闭锁。有通过手动复位才能解除闭锁。5分类：分类：62、分段器：、分段器：是一种提高配电网自动化程度是一种提高配电网自动化程度和可靠性的一种设备，它必须和电源侧前和可靠性的一种设备，它必须和电源侧前级主保护开关相配合，在失压或无电流的级主保护开关相配合，在失压或无电流的情况下自动分闸。情况下自动分闸

5、。功能：功能：在电路发生永久性故障时，分段器在在电路发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就段器未完成预定次数的分合操作，故障就被其他设备切除了，则其保持在合闸状态，被其他设备切除了，则其保持在合闸状态，并经一定时间后恢复到预先的整定状态。并经一定时间后恢复到预先的整定状态。7分类：分类：根据判断故障方式的不同可分为根据判断故障方式的不同可分为电电压压时间型分段器时间型分段器和和过流脉冲计数型分过流脉冲计数型分段器段器两类。两类。

6、电压电压时间型分段器：时间型分段器：是凭借加压、失压是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。闸，加压后合闸或闭锁。X时限：时限：分段器电源侧加压开始，到该分分段器电源侧加压开始，到该分段器合闸的时延，也称为合闸时间。段器合闸的时延，也称为合闸时间。8Y时限：时限：又称为故障检测时间，是指分段器又称为故障检测时间，是指分段器合闸后在未超过合闸后在未超过Y时限的时间内又失压，时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在分闸状态，等则该分段器分闸并被闭锁在分闸状态，等到下一次再得电时也不自动闭合。到下一次再得电时也不自动闭合。作用是：

7、作用是：当分段器关合后，如果在当分段器关合后，如果在Y时限时限内一直可检测到电压，则内一直可检测到电压，则Y时间之后发生时间之后发生失压分闸，分段器不闭锁，重新来电时会失压分闸，分段器不闭锁，重新来电时会合闸，如果在合闸，如果在Y时间内检测不到电压，则时间内检测不到电压，则分电器将发生分闸闭锁，即断开后来电也分电器将发生分闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。不再闭合。9过流脉冲计数型分段器：过流脉冲计数型分段器：通常与前级的重通常与前级的重合器或断路器配合使用，在一段时间内，合器或断路器配合使用，在一段时间内，记录前级开关设备开断故障电流动作次记录前级开关设备开断故障电流动作次数，在预定的记录次数

8、后，在前级的重数，在预定的记录次数后，在前级的重合器或断路器将线路从电网中短时切除合器或断路器将线路从电网中短时切除的无电流间隙内，分段器分闸，达到隔的无电流间隙内，分段器分闸，达到隔离故障区段的目的，若前级开关设备未离故障区段的目的，若前级开关设备未达到预定的动作次数，则分段器在一定达到预定的动作次数，则分段器在一定的复位时间后会清零并恢复到预选整定的复位时间后会清零并恢复到预选整定的初始状态，为下一次故障做准备。的初始状态，为下一次故障做准备。10四、四、重合器与分段器配合实现故障区段隔离重合器与分段器配合实现故障区段隔离 1、重合器与电压、重合器与电压时间型分段器配合时间型分段器配合 例

9、例1：辐射状网故障区段隔离：辐射状网故障区段隔离11121314例例2：环状网开环运行时的故障区段隔离：环状网开环运行时的故障区段隔离1516返回返回1718192、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合 例例1：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔离永久性故障区域离永久性故障区域2021返回返回22例2：重合器与过流脉冲计数器型分段器配重合器与过流脉冲计数器型分段器配合处理暂时性故障区域合处理暂时性故障区域2324五、重合器与重合器配合实现故障区段隔离五、重合器与重合器配合实现故障区段隔离六、重合器与电压六、重合器与电压时

10、间型分段器配合的整时间型分段器配合的整定方法定方法 原则：原则：重合器与电压重合器与电压时间型分段器配合时间型分段器配合方式的整定的关键条件是不能在同一时刻方式的整定的关键条件是不能在同一时刻有两台以上的分段开关同时合闸，只有这有两台以上的分段开关同时合闸，只有这样才能判断出故障区域，避免对故障的误样才能判断出故障区域，避免对故障的误判。判。25整定步骤：整定步骤：分段器的整定：分段器的整定：分段器的分段器的Y时限一般统一选为时限一般统一选为5s。分段器分段器X时限的整定：时限的整定：第一步第一步：确定分段器合闸时间间隔，并从联：确定分段器合闸时间间隔，并从联络开关出将配电网分割成如干以电源开

11、关为根络开关出将配电网分割成如干以电源开关为根的树状配电子网络。的树状配电子网络。第二步第二步：在各配电自网络中，以电源节点合：在各配电自网络中，以电源节点合闸为时间起点，分别对各个分段器标注其绝对闸为时间起点，分别对各个分段器标注其绝对合闸延时时间，并注意不能在任何时刻有一台合闸延时时间，并注意不能在任何时刻有一台以上的分段开关同时合闸。以上的分段开关同时合闸。26 第三步：第三步：某台分段器的某台分段器的X时限等于该开关的绝对合时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间。延时时间。例：图示配电网例：图示配电网S1、

12、S2、S3代表变电站出口断路代表变电站出口断路器，器，B、C、D、E、F、G、H、M代表分段开关，代表分段开关，E和和H为联络开关，实心符号代表开关处于合闸状为联络开关，实心符号代表开关处于合闸状态，空心符号代表开关处于分闸状态。态，空心符号代表开关处于分闸状态。第三步：第三步：某台分段器的某台分段器的X时限等于该开关的绝对合时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间。延时时间。例：图示配电网例：图示配电网S1、S2、S3代表变电站出口断路代表变电站出口断路器，器，B、C、D、E、F、G、H、M代表分段开关，代表分段开

13、关，E和和H为联络开关，实心符号代表开关处于合闸状为联络开关，实心符号代表开关处于合闸状态，空心符号代表开关处于分闸状态。态，空心符号代表开关处于分闸状态。返回返回27X时限整定：时限整定：第一步：第一步：确定分段器开关合闸时间间隔为确定分段器开关合闸时间间隔为7s，并从联络开关处将配电网分割成三，并从联络开关处将配电网分割成三个辐射状配电子网络：个辐射状配电子网络：S1、B、C、D、E、G、H，S2、F、E和和S3、M、H。第二步：第二步：对于自网络对于自网络S1、B、C、D、E、G、H，其各台分段器的绝对合闸延时其各台分段器的绝对合闸延时时间分别为：时间分别为：Xa(B)=7s，Xa(c)

14、=14s，Xa(D)=21s，Xa(G)=28s；28同理，对于子网络S2、F、E有有Xa(F)=7s；对；对于子网络于子网络S3、M、H 有有Xa(M)=7s.第三步：第三步：某台分段器的某台分段器的X时限等于该开关的绝对时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间，于是有：对合闸延时时间，于是有：X(B)=Xa(B)-0=7s，X(c)=Xa(c)-Xa(B)=14-7=7s，X(D)=Xa(D)-Xa(c)=21-14=7s，X(G)=Xa(G)-Xa(c)=28-14=14s，X(F)=Xa(F)-0=7s，X(M)

15、=Xa(M)-0=7s29联络开关的联络开关的XL时限的确定时限的确定 只有一台联络开关参与故障处理时：只有一台联络开关参与故障处理时：分分别计算出假设该联络开关两侧与该开关别计算出假设该联络开关两侧与该开关相连接的区域故障时，从故障发生到与相连接的区域故障时，从故障发生到与故障区域相连的分段器闭锁在分闸状态故障区域相连的分段器闭锁在分闸状态所需的延时时间所需的延时时间tmax（左）（左）和和 tmax（右）（右）取其取其中较大的一个记作中较大的一个记作tmax，则，则XL时限设置应时限设置应大于大于tmax。例子例子30多台联络开关参与故障处理时：多台联络开关参与故障处理时：即有即有m台联络

16、开关台联络开关L1、L2、Lm参与故障参与故障处理的情况，分别计算出这些联络开关两侧与处理的情况，分别计算出这些联络开关两侧与其相连的区域故障时，从故障发生到与故障区其相连的区域故障时，从故障发生到与故障区域相连的分段开关闭锁在分闸状态所需的延时域相连的分段开关闭锁在分闸状态所需的延时时间，取其中一个较大的记作时间，取其中一个较大的记作tmax，各个联络各个联络开关的开关的XL时限的设置应大于时限的设置应大于tmax，据此先确定，据此先确定其中一台联络开关其中一台联络开关L1的的XL时限为时限为L(1)，则其，则其它各联络开关的它各联络开关的 XL时限应同时满足：时限应同时满足：L(2)-L(

17、1)t1.2，L(3)-L(1)t1.3，L(m)-L(1)t1.m L(3)-L(2)t2.3，L(m)-L(2)t2.m L(m)-L(m-1)tm-1.m 例子例子 31七、基于重合器的馈线自动化的不足七、基于重合器的馈线自动化的不足 1、采用重合器或断路器与电压、采用重合器或断路器与电压时间时间型分段器配合，当线路故障时，分段开型分段器配合，当线路故障时，分段开关不能立即分断，而要依靠重合器或断关不能立即分断，而要依靠重合器或断路器的保护跳闸，在馈线失压后，分段路器的保护跳闸，在馈线失压后，分段开关才能分断。采用重合器或断路器与开关才能分断。采用重合器或断路器与过流脉冲计数型分段器配合

18、时，也要依过流脉冲计数型分段器配合时，也要依靠重合器或断路器的保护跳闸，导致馈靠重合器或断路器的保护跳闸，导致馈线失压后，分段开关才能分断。线失压后，分段开关才能分断。32 2、基于重合器的馈线自动化系统只能在线路发生故障时发挥作用，而不能在远方通过遥控完成正常的倒闸操作。3、基于重合器的馈线自动化系统不能实时监视线路的负荷，因此，无法掌握用户用电规律，也难于改进运行方式，当故障区域隔离后，在恢复健全区域供电，进行配电网重构时，也无法确定最优方案。334.2 4.2 基于基于FTUFTU的馈线自动化系统的馈线自动化系统一、基于一、基于FTU的馈线自动化系统的组成的馈线自动化系统的组成34二、二

19、、FTU:是一种具有数据采集和通信功能的柱是一种具有数据采集和通信功能的柱上开关控制器。上开关控制器。作用：作用：各个各个FTU分别采集相应柱上开关的运行情分别采集相应柱上开关的运行情况，如负荷、电压、功率和开关当前的位置、况，如负荷、电压、功率和开关当前的位置、贮能完成情况等，并将上述信息由通信网络发贮能完成情况等，并将上述信息由通信网络发给配电网的控制中心；接收配电网自动控制中给配电网的控制中心；接收配电网自动控制中心的命令进行相应的倒闸操作；故障时记录下心的命令进行相应的倒闸操作；故障时记录下故障前和故障时的重要信息，如最大故障电流故障前和故障时的重要信息，如最大故障电流和故障前的负荷电

20、流、最大故障功率等，并将和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将上述信息发送给控制中心，经计算机系统分析上述信息发送给控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。遥控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。35FTU的性能：的性能：遥信功能遥信功能对柱上开关的当前位置、通信是否正常、对柱上开关的当前位置、通信是否正常、贮能完成情况等状态量进行采集。贮能完成情况等状态量进行采集。遥测功能遥测功能采集线路的电压、开关经历的负荷电流、采集线路的电压、开关经历的负荷电流、有功和无功功率的等模拟量，监视电源

21、电压和蓄有功和无功功率的等模拟量，监视电源电压和蓄电池剩余容量等。电池剩余容量等。遥控功能遥控功能接收远方命令控制柱上开关合闸和分闸，接收远方命令控制柱上开关合闸和分闸，以及启动贮能过程等。以及启动贮能过程等。统计功能统计功能对开关的动作次数、动作时间和累计切对开关的动作次数、动作时间和累计切断电流的水平进行监视。断电流的水平进行监视。对时功能对时功能接受主系统的对时指令，以便和系统时接受主系统的对时指令，以便和系统时钟保持一致钟保持一致36事件顺序记录事件顺序记录记录状态量发生变化的时刻和先后记录状态量发生变化的时刻和先后顺序。顺序。事故记录事故记录记录事故发生时的最大故障电流和事故记录事故

22、发生时的最大故障电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析事故，隔离故前一段时间的平均负荷，以便分析事故，隔离故障区域，恢复健全区域供电和进行负荷重新分配。障区域，恢复健全区域供电和进行负荷重新分配。定值远方修改和定值召唤定值远方修改和定值召唤能接收控制中心的指令能接收控制中心的指令修改整定值，并使控制中心可以随时召唤修改整定值，并使控制中心可以随时召唤FTU的的当前整定值。使整定值可以随着配电网运行方式当前整定值。使整定值可以随着配电网运行方式的改变而改变。的改变而改变。37自检和自恢复功能自检和自恢复功能具有自检和自恢复功能，故障具有自检和自恢复功能，故障时报警，死机时可以重新复位。时报警，

23、死机时可以重新复位。远方控制闭锁与手动操作功能远方控制闭锁与手动操作功能在进行检修线路或在进行检修线路或开关时，相应的开关时，相应的FTU应有远方控制闭锁的功能，应有远方控制闭锁的功能，确保操作安全。同时应具有手动合闸确保操作安全。同时应具有手动合闸/分闸功能，分闸功能，可以实现手动操作。可以实现手动操作。远程通信功能远程通信功能具有远程通信功能，提供必要的标具有远程通信功能，提供必要的标准通信接口。准通信接口。抗恶劣环境功能抗恶劣环境功能安装在户外，要求恶劣环境下仍安装在户外，要求恶劣环境下仍能正常工作。包括雷电、环境温度、防雨防潮、能正常工作。包括雷电、环境温度、防雨防潮、风沙、振动、电磁

24、干扰等。风沙、振动、电磁干扰等。38良好的可维修性良好的可维修性可以实现不停电维修，更可以实现不停电维修，更换方便。换方便。可靠的工作电源可靠的工作电源当故障和其它原因导致电当故障和其它原因导致电路停电时，路停电时，FTU应保持有工作电源。应保持有工作电源。其他功能其他功能电度采集、微机保护、故障录波。电度采集、微机保护、故障录波。39三、区域工作站：三、区域工作站：是一个通道集中器和转发是一个通道集中器和转发装置，它将众多分散的采集单元集中起来装置，它将众多分散的采集单元集中起来和控制中心联系，并将采集单元的面向对和控制中心联系，并将采集单元的面向对象的通信规约转换成为标准的远动规约。象的通

25、信规约转换成为标准的远动规约。四、配变远方测控单元（四、配变远方测控单元（TTU）：）：结构和功结构和功能与能与FTU类似，目的是为了对配电变压器类似，目的是为了对配电变压器进行远方监视，采集配电变压器的电流、进行远方监视，采集配电变压器的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电压、有功功率、无功功率、功率因数、分时电量和电压合格率等数据，并以这些分时电量和电压合格率等数据，并以这些运行参数作为考核和经济运行分析的依据。运行参数作为考核和经济运行分析的依据。40五、两种馈线自动化系统的比较五、两种馈线自动化系统的比较 采用配电自动化设备相互配合的馈线自采用配电自动化设备相互配合的馈线自动化

26、系统和基于馈线终端设备（动化系统和基于馈线终端设备（FTU）的）的馈线自动化系统目前国内外均大量使用，馈线自动化系统目前国内外均大量使用，它们的比较和适用范围如下表所示：它们的比较和适用范围如下表所示：41424.3 4.3 配电网简化建模配电网简化建模一、配电网的简化处理一、配电网的简化处理 从负荷的角度将配电网看作是一种赋从负荷的角度将配电网看作是一种赋权图可以解决配电网简化的问题。将线路权图可以解决配电网简化的问题。将线路上的电源点、馈线沿线、开关、和上的电源点、馈线沿线、开关、和T接点接点看作是节点，节点的权为流过节点的负荷。看作是节点，节点的权为流过节点的负荷。将相邻两个节点间的配电

27、馈线和配电变压将相邻两个节点间的配电馈线和配电变压器综合看作是图的边，边的权即是该条边器综合看作是图的边，边的权即是该条边上所有配电变压器供出的负荷之和。上所有配电变压器供出的负荷之和。4344二、配电网简化模型的数学描述二、配电网简化模型的数学描述 1、网基结构邻接表、网基结构邻接表DT：第一列各元素描述各节点类型，第一列各元素描述各节点类型，其值可以取其值可以取0、1、2或或3，分别，分别表示该节点为普通点、表示该节点为普通点、T接点、接点、源点或末梢点。源点或末梢点。第二列元素描述各顶点是否过第二列元素描述各顶点是否过负荷，过负荷为负荷，过负荷为1，不过负荷为，不过负荷为0.第三列至第五

28、列元素描述和该顶点邻接的各个顶点的序第三列至第五列元素描述和该顶点邻接的各个顶点的序号，网基结构邻接表中的空闲位置的元素填号，网基结构邻接表中的空闲位置的元素填-1.网基结构邻接表描述配电网的潜在连接方式，决定于配电网基结构邻接表描述配电网的潜在连接方式，决定于配电线路的架设，称为网基。线路的架设，称为网基。452、弧结构邻接表、弧结构邻接表CT:第一列元素描述个顶点所处的状态，如顶点处于合闸第一列元素描述个顶点所处的状态，如顶点处于合闸状态则为状态则为1，否则为，否则为0，第二列和第三列表示以该顶点为，第二列和第三列表示以该顶点为终点的弧的起点的序号，第四列和第五列表示以该顶点终点的弧的起点

29、的序号，第四列和第五列表示以该顶点为起点的弧的终点的序号，空闲位置的元素填为起点的弧的终点的序号，空闲位置的元素填-1.弧结构邻接表描述了配电网的当前运行方式，称这样弧结构邻接表描述了配电网的当前运行方式，称这样的图为的图为“网形网形”。463、负荷邻接表、负荷邻接表RT：第一列元素描述相应的顶点的负荷，第二第一列元素描述相应的顶点的负荷，第二列至第四列元素描述以相应的顶点为端点的列至第四列元素描述以相应的顶点为端点的边的负荷，空闲位置的元素填边的负荷，空闲位置的元素填-1.第二列至第第二列至第四列的顺序与网基结构邻接表中的第三至第四列的顺序与网基结构邻接表中的第三至第五列对应的边的顺序一致。

30、五列对应的边的顺序一致。474、额定负荷邻接表、额定负荷邻接表RT：第一列元素描述相应的顶点的额定负荷，第一列元素描述相应的顶点的额定负荷，第二列至第四列元素描述以相应的顶点为端第二列至第四列元素描述以相应的顶点为端点的边的额定负荷，空闲位置的元素填点的边的额定负荷，空闲位置的元素填-0.01.表中元素的顺序和负荷邻接表中元素表中元素的顺序和负荷邻接表中元素的顺序一致。的顺序一致。485、归一化负荷表邻接表、归一化负荷表邻接表LnT：表中元素为表中元素为ijijijnrtlttl/49例：写出图示配电网的例：写出图示配电网的DT、CT、LT。505152三、配电网络拓扑：三、配电网络拓扑：是根

31、据配电网架结构（是根据配电网架结构（DT）和开关的当前）和开关的当前状态（状态（CT第一列）求出配电网的运行方式第一列）求出配电网的运行方式（CT其余各列）的过程，该过程称为基形变其余各列）的过程，该过程称为基形变换。换。四、负荷间的关系：四、负荷间的关系：点弧变换：点弧变换：已知电网中各节点的负荷，根据已知电网中各节点的负荷，根据弧结构邻接表弧结构邻接表CT可以计算各条弧的负荷，这可以计算各条弧的负荷，这个过程称为点弧变换。个过程称为点弧变换。弧点变换：弧点变换：已知配电网中各条弧的负荷，根已知配电网中各条弧的负荷，根据弧结构邻接表据弧结构邻接表CT可以计算出各个节点的负可以计算出各个节点的

32、负荷，这个过程称为弧点变换。荷，这个过程称为弧点变换。534.4 4.4 配电网络重构配电网络重构网络重构：网络重构：即是配电网络运行方式的改变，即是配电网络运行方式的改变，通过网络重构可以实现负荷的转移。通过网络重构可以实现负荷的转移。网络重构的研究一般分两类：网络重构的研究一般分两类：以配电负荷以配电负荷均衡化为目标的网络重构，以线损最小均衡化为目标的网络重构，以线损最小为目标的网络重构。为目标的网络重构。网络重构启动的条件：网络重构启动的条件：544.5 4.5 配电网故障与判断配电网故障与判断一、配电网最小配电区域：一、配电网最小配电区域：如果一个区域的所有端点都是开关且没如果一个区域

33、的所有端点都是开关且没有内点或所有内点都是有内点或所有内点都是T接点，则称该区接点，则称该区域为最小配电区域。当线路发生故障时最域为最小配电区域。当线路发生故障时最小配电区域是故障隔离的最小范围，没有小配电区域是故障隔离的最小范围，没有内点的最小配电区域就是一条首尾都是开内点的最小配电区域就是一条首尾都是开关的馈线段（弧）。关的馈线段（弧）。5556二、故障区域的判断和二、故障区域的判断和隔离隔离 判断规则：判断规则：如果一个如果一个最小配电区域的始点最小配电区域的始点经历了过电流，并且经历了过电流，并且该区域的所有末点均该区域的所有末点均未经历过电流，则该未经历过电流，则该最小配电区域内有故

34、最小配电区域内有故障。障。57三、故障后健全区域优化恢复供电三、故障后健全区域优化恢复供电 配电网发生故障后，控制中心可以配电网发生故障后，控制中心可以根据配电自动化设备上报的信息及时准根据配电自动化设备上报的信息及时准确的判断故障区域，并将故障隔离在最确的判断故障区域，并将故障隔离在最小范围。健全区域优化恢复供电方案的小范围。健全区域优化恢复供电方案的选择如下，首先搜索出和受故障影响的选择如下，首先搜索出和受故障影响的健全区域相连的所有联络开关，分别合健全区域相连的所有联络开关，分别合上各个联络开关，就分别对应了一种健上各个联络开关，就分别对应了一种健全区域的营救方案，然后采用计算机分全区域

35、的营救方案，然后采用计算机分别计算各个方案的主要指标，从中挑选别计算各个方案的主要指标，从中挑选出最佳方案。出最佳方案。584.6 4.6 馈线自动化的电源问题馈线自动化的电源问题一、馈线自动化的各个环节在停电时，应拥一、馈线自动化的各个环节在停电时，应拥有可靠的备用工作电源。有可靠的备用工作电源。对馈线自动化控制中心，对馈线自动化控制中心，可以为控制系统安可以为控制系统安装大容量的装大容量的UPS，以保证其在停电后仍能，以保证其在停电后仍能够长时间安全运行。够长时间安全运行。对区域工作站，对区域工作站，也应采用较大容量的也应采用较大容量的UPS，保证其安全运行。保证其安全运行。59对于开闭所

36、和小区变的对于开闭所和小区变的RTU，可以采用双电源供，可以采用双电源供电，并通过自动切换装置保证当缺少任一路供电，并通过自动切换装置保证当缺少任一路供电时，其电源不间断。电时，其电源不间断。对于对于FTU，电源获取采取以下方法：电源获取采取以下方法：1、操作电源和工作电源均取自馈线：这种方、操作电源和工作电源均取自馈线：这种方法不需要蓄电池，法不需要蓄电池，FTU的工作电源和柱上开关的工作电源和柱上开关的操作电源均取自馈线。的操作电源均取自馈线。2、操作电源和工作电源均取自蓄电池：、操作电源和工作电源均取自蓄电池：FTU机箱安放一个较大容量的蓄电池，工作电源和机箱安放一个较大容量的蓄电池，工

37、作电源和开关的操作电源均从蓄电池获得，即使馈线停开关的操作电源均从蓄电池获得，即使馈线停电，电，FTU和柱上开关都能工作。和柱上开关都能工作。60 3、操作电源取自馈线，工作电源取自、操作电源取自馈线，工作电源取自蓄电池：蓄电池：FTU的工作电源取自蓄电池，的工作电源取自蓄电池，柱上开关的操作电源和蓄电池的充电电柱上开关的操作电源和蓄电池的充电电源通过变压器从馈线上取得。源通过变压器从馈线上取得。4、此外还有采用不间断电源、此外还有采用不间断电源UPS为为FTU提供工作电源和操作电源的方法，提供工作电源和操作电源的方法，适合于采用适合于采用220V交流操作机构和交流储交流操作机构和交流储能电机

38、的柱上开关的情形，同时能电机的柱上开关的情形，同时UPS必必须特殊制造，使其能够满足在恶劣条件须特殊制造，使其能够满足在恶劣条件下工作的要求。下工作的要求。614.7 4.7 馈线自动化的若干技术问题馈线自动化的若干技术问题一、合闸过程中的励磁涌流一、合闸过程中的励磁涌流 产生励磁涌流的根源是在变压器一侧绕组受到产生励磁涌流的根源是在变压器一侧绕组受到外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁外施电压骤增时，基于磁链守恒定理，该绕组在磁路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压路中将产生单极性的偏磁，如偏磁极性恰好和变压器原来的剩磁极性相同时，就可能因偏磁与剩磁和器原来的剩磁极性相同时，就

39、可能因偏磁与剩磁和稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变稳态磁通叠加而导致磁路饱和，从而大幅度降低变压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌压器绕组的励磁电抗，进而诱发数值可观的励磁涌流。由于偏磁的极性及数值是可以通过选择外施电流。由于偏磁的极性及数值是可以通过选择外施电压合闸相位角进行控制的，因此，如果能掌握变压压合闸相位角进行控制的，因此，如果能掌握变压器上次断电时磁路中的剩磁极性，就完全可以通过器上次断电时磁路中的剩磁极性，就完全可以通过控制变压器空投时的电源电压相位角，实现让偏磁控制变压器空投时的电源电压相位角，实现让偏磁与剩磁极性相反，从而消除产生励磁涌流的土壤与剩磁极性相

40、反，从而消除产生励磁涌流的土壤磁路饱和，实现对励磁涌流的抑制。磁路饱和，实现对励磁涌流的抑制。62二、接点抖动和遥信误报二、接点抖动和遥信误报 在电力开关量运动信号采集显示中，经在电力开关量运动信号采集显示中，经常发现信号误发或开关信号无规律的交替常发现信号误发或开关信号无规律的交替显示，即所谓显示，即所谓“接点抖动接点抖动”现象。接点抖现象。接点抖动会造成遥信误报，要从硬件和软件上采动会造成遥信误报，要从硬件和软件上采取措施减少接点抖动。取措施减少接点抖动。除了接点抖动以外，其他原因也会造成除了接点抖动以外，其他原因也会造成遥信误报，如电源冲击、高频噪声、后备遥信误报，如电源冲击、高频噪声、

41、后备电源切换间隙、遥信检测电源容量不足等。电源切换间隙、遥信检测电源容量不足等。63三、单相接地区段判断三、单相接地区段判断 我国的配电网是小电流接地系统，在发生我国的配电网是小电流接地系统，在发生单相接地后允许运行单相接地后允许运行12小时，这样可以提小时，这样可以提高供电的可靠性，但会影响另外两相的绝缘，高供电的可靠性，但会影响另外两相的绝缘，因此要尽快找出单相接地区段并加以排除。因此要尽快找出单相接地区段并加以排除。64方法一：方法一：发生单相接地后，接地位置至电发生单相接地后，接地位置至电源侧的分段开关流经的零序电流必定会源侧的分段开关流经的零序电流必定会发生一些变化，通常零序电流会明

42、显增发生一些变化，通常零序电流会明显增大，通过录波将接地前后零序电流的波大，通过录波将接地前后零序电流的波形记载下来，并进行分析对比，就可以形记载下来，并进行分析对比，就可以准确的确定哪些开关经历了突然增大的准确的确定哪些开关经历了突然增大的零序电流，哪些开关的零序电流没变化，零序电流，哪些开关的零序电流没变化，从而判断出单相接地的可能区段。从而判断出单相接地的可能区段。65方法二：方法二：在主变电站在主变电站10KV母线上安装开母线上安装开口口TV测量零序电压测量零序电压U0，若，若U0存在则有单存在则有单相接地，启动小电流接地选线装置确定相接地，启动小电流接地选线装置确定发生单相接地的线路

43、，然后再通过配电发生单相接地的线路，然后再通过配电自动化系统自动地从末梢到电源按一定自动化系统自动地从末梢到电源按一定顺序断开一部分开关，同时观察是否消顺序断开一部分开关，同时观察是否消失，若是则根据最后一次操作推断出单失，若是则根据最后一次操作推断出单相接地区域。相接地区域。66四、对开关设备的要求四、对开关设备的要求 能够较好的满足基于能够较好的满足基于FTU的馈线自动化的馈线自动化系统的柱上开关的要求：系统的柱上开关的要求：1、开关应具有低压电动合闸和跳闸操、开关应具有低压电动合闸和跳闸操作机构。作机构。2、开关应具有保护、开关应具有保护TA和测量和测量TA，同，同时还要有两个时还要有两个TV。3、开关应具有可靠的反应其状态的辅、开关应具有可靠的反应其状态的辅助接点，还应具有反映储能完成信号接助接点，还应具有反映储能完成信号接点。点。67 4、开关本身可以含有过流保护功能，、开关本身可以含有过流保护功能，具有断开故障电流的能力，也可以含有具有断开故障电流的能力，也可以含有失压脱扣的功能，但无论何种开关，电失压脱扣的功能，但无论何种开关，电压、电流互感器、电动操作机构和必要压、电流互感器、电动操作机构和必要的辅助接点总是必须的。的辅助接点总是必须的。68