袁钦成智能配电网的故障处理自动化技术

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1、智能配电网的故障处理自动化技术袁钦成中国电力科学研究院北京科锐配电自动化股份有限公司2010/08/21主要内容一、概述二、网络式保护技术－解决配网保护快速性和选择性的矛盾三、分布式智能技术－故障自动隔离、负荷自动转供的可靠性更高四、故障点自动定位技术－解决查找故障点的效率问题一、概述智能电网的特点是“自愈、安全、经济、清洁，能够提供适应未来社会经济发展需要的优质电力与服务”。自愈——实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，提升电网运行的可靠性。配电系统故障处理自动化技术：解决配电网故障的自

2、动切除、故障区段的自动隔离、非故障区域的自动恢复供电、故障点的自动定位问题，提高供电可靠性。配电系统的故障处理过程的三个阶段：1、故障发生瞬间，故障的开断和清除。一般在毫秒级时间内完成。问题：选择性和快速性的矛盾。一般技术只能是变电站出口断路器跳闸，扩大了停电范围。2、故障处理的第二阶段：故障区段的隔离和非故障区域的恢复供电。持续时间一般是秒级至分钟。一般采用集中控制方案，存在缺陷，可靠性不高。3、故障处理的第三个阶段是故障点的定位和排除故障。通常需要数十分钟至若干小时。配电网故障点精确定位困难，故障查找时间一般占故障处理时间的50％，供电可靠性的提高受到限制。二、网络式保

3、护技术－解决配网保护快速性和选择性的矛盾传统电流保护的问题：现象：城市配网线路短、多开关串联，短路电流差别小，保护的电流定值配合困难。用时间配合，会造成出口保护的动作时间太长，因此一般都是变电站出口跳闸，停电时间长，停电范围扩大。原因：传统的配电系统电流保护其实质是一个独立的单元保护，它只检测流过所监测开关的电流而决定保护的动作与否及动作延时，而不关心相邻开关的保护动作情况，这是造成相邻保护相互配合困难的主要原因。网络式保护的原理保护监测的范围由一个点扩大到相联开关甚至串联的一组开关，则上下级保护的配合可以理解为保护的内部协调。现代计算机技术和网络技术的发展，使得我们借助于

4、网络通信实现保护之间的协调而成为可能。不同地点的模拟量在当地检测完成，只是将检测结果的数据信息、保护判别结果的状态信息、开关状态信息等通过网络由不同保护进行共享，以达到不同地点保护之间协调和配合，网络式保护的核心目标：实现保护的快速性和选择性的统一。两种模式：基于主从式通信网络的网络式保护和基于对等式通信网络的网络式保护。CB1S1S2S3S4S5CB2F传统保护问题：保护配合困难网络式保护：任一点故障均可以有选择性的速断跳闸特点：解决了选择性和快速性的矛盾。网络式保护在架空线路的应用网络式保护技术在变电站的应用利用CAN总线进行高速数据交换，可以实现站内网络式保护，保证任

5、一点故障时，能实现故障的快速隔离利用CAN总线进行高速数据交换，可以实现站内网络式保护，保证任一点故障时，能实现故障的快速隔离35kV母线所用变主变Ⅰ35kV进线35kV进线PT避雷器10kV母线I10kV母线Ⅱ避雷器主变Ⅱ出线出线K1:4222K3:4222K2:4226K4:4251K5:4253K6:4241K7:4231K8:4231K9:4231K10:4231K11:4241F6F8F7F9F11F10F3F4F1F2正方向K13:42214221K14:422542714222功能：限时速断、三相三段、方向、低压、负序、三段过负荷、测控4221功能：差动、速断

6、保护、差动保护带谐波制动和斜率制动4253功能：三相三段式保护、测控、备投、功率方向4226功能：限时速断、三相三段、方向、低压、负序、过负荷、测控、备投4225功能：电压电流功率测量4231功能：2相三段、测控、低周、重合闸、反时限4241功能：3相三段、低压、过压、不平衡电压、测控、反时限4271功能：PT测量、解并列K17:4232K16:42324232功能：三相三段、方向、低压、低周、重合闸、同期、测控智能环网柜组成的电缆环网方案F1F2F3F4F5S1S2T1T2T3S3T4S1S2T1T2T3S3T4S1S2T1T2T3S3T4S1S2T1T2T3S3T4S1

7、S2T1T2T3S3T4S1S2T1T2T3S3T4S1S2T1T2T3S3T4RDCU-3A控制器三、分布式智能技术－故障自动隔离、负荷自动转供的可靠性更高（1）现有的故障隔离和转供的集中控制方式：对通信通道和主站依赖性太强，控制可靠性低（2）传统的分段器和重合器方案，不利用信道交换信息，动作效率不高电压分段器工作原理CB1S1S2S3S4S5CB2F特点：不需要主站和通信缺点：只检测电压、动作次数多应用状况：日本应用较多电流计数型分段器工作原理CB1S1S2S3S4S5CB2F特点：不需要主站和通信缺点：只检测