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  馈线自动化技术方案 全国输配电技术协作网配电自动化专委会委员 许继集团 珠海许继电气有限公司 自动化产品线月 目 录 馈线自动化的认识 馈线自动化建设目标 典型馈线 馈线自动化建设原则 目 录 馈线自动化的认识 馈线自动化建设目标 典型馈线 馈线自动化建设原则 定义：指对配电线路运作时的状态进行监测和控制，在故障发生后实现快速准确定位和迅速隔离故障区段，恢复非故障区域供电。（Feeder Automation，简称FA） 1.1馈线自动化定义 集中调控馈线.重合器式馈线.智能分布式馈线.分界看门狗型 就地型线馈线就地型馈线自动化派生 就地型 电压时间型 传统电压时间型 电压时间改进型（选线选段） 电压电流型 基于负荷开关电压电流型 基于断路器的电压电流型 智能分布型 基于负荷开关的缓动型 基于断路器的速动型 用户分界型 用户分界负荷开关 用户分界断路器 就地型馈线自动化的衍生 目 录 馈线自动化的认识 馈线自动化建设目标 典型馈线 信息传递 4 物资调配 5 设备监控 1 配电自动化 2 网架优化 3 抢修技术 4 故障快速复电 人员和物资快速响应 装备和自动化技术基础 2.1 馈线 配网故障快速复电 设备自动化 快速报告、快速诊断、快速定位、 快速隔离、快速修复、快速沟通。 配电自动化（馈线自动化） 平台 手段 要求 目标 2.1 馈线自动化建设目标 馈 线 自 动 化 知停电 少停电 防停电 不停电 无闪隔离区段故障 拦截用户出门故障 快速定位故障 快速隔离故障 躲避瞬时故障 快速报告故障 故障快速复电 2.2 馈线自动化与故障快速复电 2.2 馈线自动化与故障快速复电 “自愈” 经常被误解，我们大家都认为自愈包括： 事前：概率风险评估与预防性控制 1）结合负荷预测进行方式调整避免过负荷 2）结合在线检测（温度、局部放电）进行 相应控制避免酿成难以处理的后果 3）。。。。。。 事中：馈线自动化 事后：配电自动化修正性控制（转供电） 馈线自动化与故障快速复电 目 录 馈线自动化的认识 馈线自动化建设目标 典型馈线 馈线自动化建设原则 建立配电自动化系统，建立光纤通信信道； 站内出线CB配置常规短路和零序保护; 关键分段点及联络点实现“三遥”。 主干线分段点开关，采用“三遥”集中型成套设备。 “三遥”终端与主站建立光纤或无线通信信道 集中型成套设备 主站集中型FA---建设方案 实施 条件 3.1主站集中型 (1)正常工作 (2)故障跳闸 (3)故障信息上送主站 (4)主站进行故障定位并隔离，恢复供电 主站系统根据终端上送的故障告警信息，进行故障定位 确定故障类型和区段，主站遥控隔离故障和恢复非故障区供电 发生 故障 主站集中型FA——故障处理过程 3.1主站集中型 需要配置三遥型配电终端； 故障处理过程依赖通信，需要采用光纤通信方式； 能够快速恢复非故障区域的供电。 3.1主站集中型 线路分段点设置为“分段”模式，具备“失压分闸”、“来电延时合闸”以及 电压时间型逻辑的闭锁功能； 联络点设置为“L（联络）”模式，具备单侧失电延时合闸、两侧有压闭锁合闸、瞬时来电闭锁合闸等功能。 电压时间型成套设备FS 不依赖于主站及通信，就地实现故障的定位与隔离； 单相接地故障采用“零序电压突变法”，同步解决小电流系统接地故障的精确选线选段。 电压时间型FA---建设方案 站内出线CB配置常规保护，具备一次或二次重合闸； 自动化分段及联络点采用电压时间型智能成套设备。 实施 条件 3.2电压时间型 若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电 若是永久性故障，再次跳闸 故障隔离完毕 恢复正常区段供电 (1)正常工作 (2)故障跳闸 (3)第一次重合 (4)FS2开关关合至故障点 (5)再次跳闸 (6)第二次重合,正常段供电 (7)故障区后 端恢复供电 短路 故障 电压时间型FA---故障处理过程 3.2电压时间型 若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电 若是永久性故障，再次跳闸 故障隔离完毕 恢复故障后段供电 (1)正常工作 (2)人工拉线跳闸，切除接地故障 (6)故障区后 端恢复供电 接地 故障 变电站绝缘监测装置监测到零序电压 电压时间型FA---故障处理过程 3.2电压时间型 开关采用“来电即合、无压释放”的原理，无蓄电池，真正免维护； 不依赖通信及主站实现就地智能保护功能； 除此之外，对于小电流接地系统，通过与“拉线”法配合，实现主干线单相接地故障的定位和隔离。 3.2电压时间型 站内出线CB配置常规保护，具备一次或二次重合闸; 分段点开关采用为电压电流型成套设备。 具备电压时间逻辑闭锁及故障电流双重判据 具备小电流接地故障选线定位功能 电压电流型成套设备FS 实施 条件 电压电流型就地FA---建设方案 不依赖于主站及通信，就地实现短路及接地故障的定位与隔离； 相较于电压时间型，电压电流型引入故障电流判据，故障处理时间及开关动作次数均较少。 3.3电压电流型 电压电流型开关合闸后进行Y时间检测，若无故障电流则闭锁分闸 站内保护断路器CB保护跳闸，分段开关失压分闸。 (1)正常工作 (2)CB1保护跳闸 (3)CB1第1次重合 (4)FS1延时合闸，闭锁分闸 (5)FS2开关合至故障点 (6)CB1再次跳闸 (7)故障区前端恢复供电 短路 故障 FS2合闸后Y时间内检测到故障电流，在失压后分闸并闭锁，FS2检测到残压反向来电闭锁 电压电流型就地FA---故障处理过程 基于负荷开关的电压电流型 3.3电压电流型 若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电 若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸 故障隔离完毕 恢复故障后段供电 (1)正常工作 (2)CB保护 跳闸 (3)试送电 (4)FB2开关关合至故障点 (5)FB2跳闸，隔离故障 (6)故障区后 端恢复供电 短路 故障 电压电流型就地FA---故障处理过程 基于断路器的电压电流型 3.3电压电流型 若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电 若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸 故障隔离完毕 恢复故障后段供电 (1)正常工作 (2)CB保护 跳闸 (3)试送电 (4)FB2开关关合至故障点 (5)FB2跳闸，隔离故障 (6)故障区后 端恢复供电 接地 故障 电压电流型就地FA---故障处理过程 3.3电压电流型 基于断路器的电压电流型 负荷开关模式可以加快非故障区域供电，变电站需具备2次重合闸； 断路器模式变电站只需具备1次重合闸；主干线安装的分段断路器需与变电站保护配合，要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上； 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。 3.3电压电流型 3.4自适应综合型 自适应重合闸型---故障就地隔离 26 CB重合闸，有故障记忆的开关延时7s合闸，无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障，则恢复供电 若是永久性故障，再次跳闸 故障隔离完毕 恢复正常区段供电 (1)正常工作 短路 故障 (2)故障跳闸 (3)CB第一次重合闸 (4)FS2合到故障后CB再次跳闸 (5)第二次重合 3.4自适应综合型 自适应重合闸型---故障就地隔离 27 CB重合闸，有故障记忆的开关延时7s合闸，无故障记忆则快速或延时更长时间合闸,若瞬时性故障，则恢复供电 若是永久性故障，再次跳闸 故障隔离完毕 恢复正常区段供电 (1)正常工作 接地 故障 (2)故障跳闸 (3)CB第一次重合闸 (4)FS2合到故障后CB再次跳闸 (5)第二次重合 针对复杂网架，无需在分支处整定不同的延时定值，可以实现网架自适应，比传统的电压时间型更具优点； 单相接地故障与短路故障处理逻辑类似，更易理解； 无需主站和通信可实现故障的就地迅速隔离。 3.4自适应综合型 CB配置常规保护，速动型需站内具备保护延时级差裕度; 建立光纤通信信道，缓动型可采用无线代替； 分段点开关具备对等通信配置及功能。 实施 条件 主干线分段点开关（柜）配置智能分布式终端 每个终端之间建立光纤对等通信通道 智能分布式成套设备 不依赖主站，通过设备之间对等通信完成信息交互就地实现故障的定位与隔离； 速动型可实现毫秒级故障定位与隔离，缓动型需站内跳闸1次。 智能分布型就地FA---建设方案 3.5智能分布式 DTU01、DTU1检测到CB1、K1有故障电流，CB1保护跳闸 (2)出现故障 DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间，发出指令，联络开关LS合闸，恢复故障后段供电 (5)故障后段恢复供电 CB保护延时0.3S，零序1S，一次重合闸 智能分布式就地FA---故障处理过程 3.5智能分布式 DTU1检测到K1、K2有故障电流 (2)出现故障 DTU2判断故障不在联络开关LS与K3之间，开放联络开关LS合闸，恢复故障后段供电 (5)故障后段恢复供电 CB保护延时 0.3S，零序1S 智能分布式就地FA---故障处理过程 3.5智能分布式 依赖配电终端之间的对等通信，需采用光纤对等通信方式； 负荷开关模式变电站只需配置一次重合闸； 断路器模式变电站不需要跳闸；但要求变电站过流速断时间至少在0.3S以上； 3.5智能分布式 直接切除接地故障 在延时过程中,故障消失，看门狗不动作 看门狗有故障电流记忆，在线路无压无流条件下分闸 3.瞬时性故障与重合闸 3.瞬时性故障与重合闸 变电站出线断路器重合，非恢复区域恢复供电 变电站出线断路器保护跳闸 若延时完毕故障仍存在，看门狗分闸 接地故障，看门狗需经过延时判断 2.相间短路故障 负荷开关架空看门狗的故障处理 1.单相接地故障 VSR3 FDK FFK 1.单相接地故障 2.相间短路故障 5 4 3 2 1 6 7 8 9 10 5 4 3 2 1 3.6分界看门狗型 经过重合闸延时，断路器看门狗重合，若瞬时性故障，则恢复供电 检测到故障电流，断路器看门狗跳闸 直接切除短路故障 直接切除接地故障 若是永久性故障，断路器看门狗后加速保护跳闸 2.相间短路故障 断路器架空看门狗的故障处理 1.单相接地故障 3.瞬时性故障与后加速 VSR3 FDK FFK 1.单相接地故障 2.相间短路故障 3.重合闸与后加速 5 4 3 2 1 6 7 8 9 10 3.7继电保护型 自动切除用户单相接地故障； 自动隔离/切除用户相间短路故障； 自动躲避用户侧瞬时性故障； 故障信息自动上报，快速定位故障点。 特点分析 3.8分界看门狗&继电保护型 目 录 馈线自动化的认识 馈线自动化建设目标 典型馈线 馈线自动化建设原则 思考 不同的馈线自动化模式之间的 差异是什么？ 如何明智的选择？ 怎么建设 条目 集中型 电压时间型 电压电流时间型 自适应综合型 智能分布式（断路器） 智能分布式（负荷开关） 供电区域 A+、A类区域 B、C类区域及D类部分 B、C类区域及D类部分 A（不具备光纤）、B、C区域及D类部分 A+、A类区域 A+、A类区域 网架结构 所有网架结构 单辐射、单联络等简单网架 单联络、多联络等复杂网架 单联络、多联络等复杂网架 手拉手单环开环/闭环、多电源联络、花瓣环网、双环网等网架 手拉手单环开环/闭环、多电源联络、花瓣环网、双环网等网架 配套开关 弹操、永磁、电磁 电磁、弹操 弹操 电磁、弹操 弹操、永磁 弹操、永磁 定值适应性 / 定值与线路相关，方式调整需重设 接地隔离时间定值与线路相关 定值自适应，方式调整不需重设 定值统一设置，方式调整不需重设 定值统一设置，方式调整不需重设 通信方式选择 EPON、工业光纤以太网、无线专网 无线公网 无线公网 无线公网 工业光纤以太网、EPON 工业光纤以太网、EPON 短路故障处理平均时间 故障上游侧开关隔离完成时间≤40s;非故障区域恢复时间≤45s 两开关三分段线路，故障定位隔离时间≤15s；前端非故障区域恢复时间前端≤27s 故障定位隔离时间≤15s；前端非故障区域恢复时间前端≤20s 两联络，干线三开关四分段线路，故障定位隔离时间≤22s；前端非故障区域恢复时间前端≤112s 故障上游侧开关隔离完成时间≤150ms;非故障区域恢复时间≤5s 故障上游侧开关隔离完成时间≤10s;非故障区域恢复时间≤30s 优缺点 优点：灵活性高，适应能力强，功能全面；缺点：对通信可靠性、实时性要求高，须敷设专网。 优点：不依赖于通信和主站，故障定位及隔离时间通常比较短；缺点：网架改变后需要调整定值，不适用于小电流接地故障处理。 优点：可快速切除瞬时故障，故障恢复时间短；缺点：出线次重合闸。 优点：无需现场设置短路、接地保护定值；缺点：恢复供电速度稍慢 优点：可实现快速故障处理，停电时间及次数少；缺点：逻辑复杂，运维难度大，建设成本高。 4.1不同馈线自动化模式对比 最佳故障复电方案 防停电 少停电 知停电 技术因素 经济因素 （1）就地型馈线就地FA的优势 无需建立故障定位系统或配电自动化系统 无需建立通信信道； 通过智能设备自动化功能，与变电站出线开关配合实现故障自动定位和隔离、非故障区间恢复供电 就地智能故障处理 故障快速定位系统 配电自动化系统 建立2/3/4G无线通信信道和故障快速定位系统； 自动上传故障信号、开关动作信号等； 快速定位系统实现线路实时状态监测和故障快速定位。 建立配电自动化系统，建立光纤、无线等通信信道； 自动上传故障信号、开关动作信号等； 主站系统远方遥控开关分合，具备合环转供电功能。 就地型馈线就地馈线自动化升级过程 若是瞬时性故障自动躲避，恢复送电 若是永久性故障，FB2在Y时间跳闸 故障隔离完毕 恢复故障后段供电 (1)正常工作 (2)CB保护 跳闸 (3)试送电 (4)FB2开关关合至故障点 (5)FB2跳闸，隔离故障 (6)故障区后 端恢复供电 短路 故障 电压电流型就地FA---故障处理过程为例 基于断路器的电压电流型 4.3就地重合式时效性分析 站内CB掉闸、一次重合；线路FB失压分闸、自适应重合闸，Y时间内保护跳闸 故障后端复电____________________ E. 故障前端复电_____________ F. 线路及设备冲击____________________________________________ 故障隔离时间_____________ D. 故障定位时间___________ A. 站内CB动作次数______________________________________________ B. 故障前端停电次数_____________________________________________ 跳闸1次，重合闸1次 （集中型FA跳闸2次、重合1次） ＜16s ＜16s 站内CB重合 联络开关手合或电合 CB、FB2切除故障电流各1次，FB2关合短路电流1次 CB 切除故障电流2次，关合短路电流1次（集中型FA） 1次 （集中型FA停电2次） C. 瞬时性故障能否识别______________________________________ 可以，前端停电1次 （集中型FA停电1次） 线路断路器FB X/Y时间=7/5s 4.4就地重合式与主站集中型的对比分析 电压电流型就地FA---故障处理过程为例 4.4就地重合式与主站集中型的对比分析 类型 电压-时间型 电压-电流型 智能分布式 主站集中型 负荷开关 断路器 站内CB动作次数 2次 2次 2次 0次 2次 站内CB重合时间 2s 2s 2s 无 2s 故障前端停电次数 2次 2次 1次 0次 2次 瞬时性故障识别 能识别 能识别 不能 能识别 能识别 主干故障定位 最长时间 两开关三分段线s（典型值） 故障隔离时间 两开关三分段线s（典型值） 故障前端恢复供电 站内CB重合 不停电 主站遥控站内CB合闸 故障后端恢复供电 联络开关手合或主站遥合 主站遥控联络合闸 4.5以馈线为单位的建设 以馈线为单元，而不是以设备为单元，进行配电自动化建设 1 2 3 4 5 整体规划、 方案编制、 工程设计 系统上线、 光缆铺设到位 通信通道开通、 线路停电施工 自动化联调、 线路功能实现

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