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  馈线自动化的三种方式 for automation Three feeder system 祝存春吴实循 [内容提要]本文介绍了馈线自动化的三种方式，阐述它们的工作原理，并对三种方式来进行了比较。 inthis their make three forfeederautomation elements，and 队bst糟ct】Introduce paper,expatiate comparison system their． withbetween [关键词】馈线自动化馈线终端(FTU)重合器分段器环网供电接地故障定位故障区段 sectionalizer terminalunit(Fru)recloser feeder automation lKeyword]feeder locationfaultsection fault network 砒ng 1 引言 实现配电自动化是提高供电可靠率的有效的手段。而馈线自动化又是配电自动化的重要组成部分。馈线自 动化技术的引进、研究和应用，在我国已经有十余年的历史。但迄今为止，还没有大规模推广应用，缺乏运行 经验。因此，推广应用馈线自动化，在使用中取得经验，对提高供电可靠率具备极其重大意义。 2馈线自动化的三种形式 在我国，为了更好的提高供电可靠率，由变电站引出的10kv馈线，由两端的重合器引入电源，线路用分段器将线 路分为若干段，中间设置l台联络开关(常开)，将两端电源隔离，组成环网供电线路。见下图一： ■卜—◆—1卜—■卜簟》—●卜叫◆—1卜1 重合器A Sl S2 S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (1)正常状态是户供电线重合器●◆分段器(合闸)o分段器(分闸)●◆段器(被闭锁) 正常载流导线 图一环网供电线路 重合器应具有开断短路电流的能力，由断路器和馈线终端(FTU)组成。分段器由分段开关和馈线终端组 成，它的开关可以用负荷开关或断路器。 线路出现故障时，首先是重合器跳闸，各分段器在失电后跳闸。当重合器自动重合闸，各分段器按顺序得 电。根据在得电时电压和时间的关系，各分段器的FTU进行仔细的检测判断，将故障区段两端的分段器跳闸后闭锁， 回到正常状态区段的供电。 目前各国使用的馈线自动化技术，大致有三种方式。 (一)电压——时间型 这种方式中，FTU判断逻辑是： 1．得电后经过合闸延时(t1)后合闸； 2．合闸后开始检测延时(t2)(t2tl=，若在检测中断电，则开关跳闸并被闭锁(再来电不合闸)； 3．在合闸延时中，出现低电压(30％UN=，实现逆向闭锁(反向有电时不合闸)； 4．两端同时有电不能合闸。 线路中某段发生短路故障时，故障定位、切除故障和回到正常状态区段供电的过程如下： —_236— 1．在F点发生故障电流，重合器跳闸，线路失电，各分段器跳闸； 1II 重合器A Sl S2F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (2)出现故障时故障一端的重合器跳闸，线来电进行合闸延时后合闸，并进行仔细的检测延时；同时S2开始合闸延时； 重合器A S1 S2F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (3S2完成检测延时，S2准备合闸 3．S2完成合闸延时后合闸，开始检测，但合闸后接通故障段，产生故障电流，重合器A跳闸，又恢复到 (2)状态。但S2在检测延时未完成时出现停电，被闭锁，s3在s2合闸时，因在故障点后，接受到低电压， 被逆向闭锁； 重合器A Sl S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (4)S2合闸后，重合器再次跳闸(s2、S3被闭锁) 4．重合器第二次重合，Sl延时合闸，但S2已经闭锁，不能合闸； ■卜—●卜叫叠卜—◆—遥争—●卜—◆—11 重合器A Sl S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (5)故障段被隔离，左侧恢复供电 5．联络开关S4在一侧失电后，开始准备合闸的长延时，当左侧的线路稳定后，长延时完成，S4合闸，送 障段被S2和S3隔离，其余正常区段恢复供电。 重合器A S1 S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (6)恢复稳定后的状态 这是最早的一种馈线自动化方式，可靠性高，运行经验比较丰富(从60年代初至今，日本仍在大量使用)，分段 开关可用负荷开关。这种方式在日本有户上和东芝公司的产品。 出现故障后，稳定时间都在1分钟以上。 (二)电流——时间型 电流——时间型线路也是由重合器(进线端)和分段器组成。 它的控制原理是分段器采用短路电流产生的电流脉冲计数的方式实现分闸闭锁。 每台分段器设置的脉冲闭锁次数不同，线路的最末台分段器的电流脉冲设定一次脉冲闭锁，其余的分段器计 数脉冲每上一级增加一次。如下图： —-237— 重合器A S1 S2 S3 S3在第一次短路电流脉冲后跳闸闭锁，S2在第二次短路电流脉冲后跳闸闭锁，S1在第三次短路电流脉冲 后跳闸闭锁。 在环网线路出现故障是的工作过程： 重合器A S1 S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (1) 如图(1)所示，在F处发生短路故障，重合器A跳闸后， Sl～S3跳闸(S4是联络开关，处于常开状态)。 此时分段器S1、S2都已经接受一次短路脉冲。 当重合器A第一次重合闸后，S1、S2顺序合闸。但S2合闸时，接通故障点，线路发生故障电流，重合器A 压信号，逆向闭锁。 当重合器A第二次重合闸后，S1设置为三次电流脉冲后闭锁，现在只接受2个脉冲，未闭锁，延时后合闸。但 S2被设置为第二次电流脉冲时跳闸闭锁，所以在来电时不动作。如图(2)状态。 重合器A S1 S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (2) 重合器第三次重合闸，送电到S1，S2闭锁。联络开关S4左侧失电，经延时后合闸，送电到S3，但S3被逆向 闭锁，逆向送电不合闸，线 重合器B (6)恢复稳定后的状态 (三)电压—一电流一时间型 这种方式的环网供电线路和前两种相同，但分段器的开关要求用断路器。 它的控制的逻辑是： 1-来电延时(tl=3s)合闸； 2．失电跳闸； 3．合闸后进行仔细的检测延时(t2=1．5s)，若检测中未啦现故障电流，则分段开关要闭锁(发生故障电流也不跳 闸)一段时间(系统稳定后)再解锁，若在此延时中发生故障电流，本断路器速断。 故障后，恢复线．出现故障后，重合器A跳闸，S1～$3失电跳闸，左侧线路停电。 重合器A Sl S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (1)F点故障，左侧线．重合器重合，Sl有电，经延时合闸，并处于合闸闭锁状态。 —-238— ■卜—●卜—痧S《笋—园卜J少—●¨——■ 重合器A Sl S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (2)重合器重合后，Sl合闸 3．S2在S1合闸后开始合闸延时，延时结束后合闸，接通故障点，出现故障电流， S2速断，S1尚处于闭锁状态，不会跳闸。S3感受低电压，被逆向闭锁。 I 重合器A Sl S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (3)S2、S3被闭锁 4．联络开关合闸，逆向送电到S3，S3已被逆向闭锁，不能合闸。线路恢复稳定。 (见下图4) ．▲ ■卜—●卜_◆≮一．◆—●¨—1—●卜—● 重合器A S1 S2 F S3 S4 S5 S6 S7 重合器B (4)故障段被S2、S3隔离，联络开关从另一端送电，正常区恢复供电 从上述分析能够准确的看出，三种方式各有特点，我们把它们作一个比较。 (1)从工作原理看，这三种方式都是用重合器和分段器在分、合闸时电压和时间的逻辑关系来工作的，而控 制逻辑在FTU中设置。 (2)工作过程不需要通信和上级系统控制。 (3)前2种方式用重合器和负荷开关，第三种方式因为要直接切故障电流，所以要用断路器。 (4)从线路出现故障到重新稳定的时间相对来说比较，第二种方式时间最短，而第一种方式的时间最长。 (5)从成本考虑，就FTU比较，都不相上下。但断路器的价格略高于负荷开关。 (6)就运行经验来说，在上世纪90年代，我国就引进了日本户上公司的分段器在国内试运行(电压一时间 型)。上世纪末，又引进了东芝公司的分段器技术。也有国产化产品。但没有大规模推广。 (7)第二种方式的优点是控制器格外的简单；同时因为是通过设置的电流脉冲次数来实现闭锁，不用合闸延时， 使检验测试过程最短。缺点是分段不能太多。因为如果分段点多，重合器的重合闸次数也多。过多的重合闸会影响 总系统的稳定。 (8)第三种方式的优点是线路在切除故障时，过渡时间较方式l短，也少一次重合器的重合闸。但分段器的 开关需用断路器。 从上述分析中，还不难发现一个问题，当联络开关的故障侧稳定，联络开关合闸从另一侧送电时，故障点的 下级分段器是靠上～级分段器合闸时，经过故障点形成的低电压实现逆向闭锁的。但若故障是金属短路时，这 个电压很低，FTU几乎测不出来，就没办法实现逆向闭锁。这样，在联络开关延时合闸后，故障点下级分段器可 能将故障接入环网右侧正常的线路，使本来正常运行的线路发生一次跳闸一重合闸的检验测试过程，影响本来没有 故障的区段的正常供电。需要研究出更完善的方法，或建立通信通道(光缆或其它形式)，当线路出现故障，重 合器跳闸前瞬间，各分段器通过通道把各自的电流信号上传到变电站的SCADA系统，由系统分析各个分段器的电 流，找出故障点两端的分段器(最后一台故障电流分段器和最前一台正常电流分段器)(见下图)，并下传指令 将这两台分段器闭锁。这种方法只需要一次重合闸，也不需合闸延时，一次重合闸就可以使正常的分段器一次 直接同时合闸。 —-23争一 、—————————-、．，—————————／ 正常电流的分段器 3、结束语 如何加快步伐，完善馈线自动化技术，使馈线自动化在我国广泛使用，还要做大量的工作。另外，它要求 线路、开关和FTU的质量要有很高的可靠性。 ’ 这三种方式有一个特点，它们都能不用通信就能轻松实现馈线自动化。这一点很重要，有利于逐步推行电力 网的完全自动化。 ’ 参考文献 配电自动化系统 刘健等著 中国水利水电出版杜1999年1月 【作者简介】祝存眷从事高压电器技术及制造近30年．现任华仪电器集团技术副总裁兼总工程师．

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