馈线自动化(电压型)施工说明
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馈线自动化(电压型)施工说明
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草稿文件 1.00 丁强 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:
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
G CK1 KG1 KG2 KG3 KG4 KG5 CK2
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 * 负荷侧逆投
默认,当Uab检测到有电时,向Ucb侧送电 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 Y时限 Z时限 电源侧电压 负荷侧电压 失压限值 开关状态遥信号 当地/远方遥信号 遥控继电器遥信号 闭锁遥信号 开关遥控号 闭锁/解锁遥控号
含义 合闸后确认时限,默认5秒 得电确认过程中失电限制时间,默认1秒 电压遥测Uab的输入电压 电压遥测Ucb的输入电压 额定电压(10KV)的30% 0 2 3 4 1 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 参数中配置电压型故障检测 暂未用 暂未用 事故总。检测到故障时置合,配合遥信4、5指示 Y闭锁。在Y时限内检测到故障(故障点在其后) X闭锁。在X时限内检测到故障(故障点在其前) 终止动作闭锁。包括参数禁止,两侧有压等 开关动作闭锁。由于开关动作后引起的闭锁 暂未用 暂未用 暂未用 目前参数中名称 使能 自跳使能 重合使能 事故总 A过流 B过流 C过流 N过流 B瞬间过流 C瞬间过流 N瞬间过流 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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 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。
假设:出口开关的保护具有两段保护,参数如下:
定制内容 电流速断定值 电流速断时间 定时过流定值 定时过流时间 第一次重合闸时间 第二次重合闸时间
单位 A S A S S S 定值 1000 0.2 650 0.8 5 5 备注 须大于150MS 须大于150MS KG3 KG2 KG4 KG6 CK1 KG1 KG5 KG7 KG8 CK2 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 KG1 KG2 KG3 KG4 KG5 KG6 KG7 开关类型 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 分段开关 联络开关 方向使能 无效 无效 无效 无效 无效 无效 X时限基数 7 7 7 7 7 7 X时限倍数 备注 1 1 1 3 4 1 9 有效(顺投) 7 KG8
备注:
分段开关 有效(顺投) 7 1 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。
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