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案例实操丨电压型馈线自动化FA试验操作及原理解析
发布时间:2021/08/24亚搏网页登陆

?配电自动化是以一次网架和设备为基础,利用计算机及其网络技术、通信技术、现代电子传感技术,以配电自动化系统为核心,将配网设备的实时、准实时和非实时数据进行信息整合和集成,实现对配电网正常运行及事故情况下的监测、保护及控制等。

通过实施配网自动化,实现了对配电网设备运行状态和潮流的实时监控,为配网调度集约化、规范化管理提供了有力的技术支撑。 通过对配网故障快速定位/隔离,非故障段恢复供电,缩小了故障影响范围,加快故障处理速度,减少了故障停电时间,进一步提高了供电可靠性。 ?

传统智能开关(电流时间型):

传统智能开关即级差保护开关,跳闸判定依据为故障电流是否超过设定值,故障电流时间是否超过设定值,两者满足即跳闸。

工作模式: 可采集三相电流、两侧三相电压和零序电流。 具有过电流保护功能和零序电流保护,两次自动重合闸功能和闭锁二次重合闸功能。

配电自动化开关(电压时间型):

目前配网自动化开关动作策略是电压时间型策略(简称FA),只判断开关的电压和电压持续时间,失压跳闸,得电压通过一定的延时即合闸。

动作的过程为开关自动试送。 当线路任何一个故障点发生故障时,变电站内的开关跳闸(站内开关类似传统智能开关),线路上投FA的所有开关,同时失压,然后通过时限的设置,逐级重合(类似人工试送开关)至故障点后闭锁开关,隔离后段故障,前端恢复送电。

工作模式: X时限投入,Y时限确认,X时限闭锁,Y时限闭锁,两侧电源闭锁,瞬时加压闭锁。

X时限: 从分段器电源侧加压至该分段器合闸的时延(来电延时合闸)。

Y时限: 即故障检测时间。 若分段器合闸后在未超过Y时限的时间内又失压,则该分段器分闸并闭锁在分闸状态,待下次再得电时不再自动重合。

图中10kV线路,线段2发生短路故障,短路电流达到17A,最初D02和D03不动作,但是站内911开关检测到短路电流大于设定定值,经过0.3S延时后,过流1段跳闸。

911开关跳闸后,D02/D03开关失压、跳闸,等待911开关的重合。

911开关重合之后,D02开关得到电压,经过21秒的延时(X时限的延时)自动合闸,Y计时器开始计时,由于线段2故障点的存在,合闸瞬间又产生短路电流,911开关第二次跳闸,D02开关失压,从合闸Y计时器开始计时到第二次失压,时间非常短暂,小于Y时限5S,D02闭锁(Y闭锁)。 即试送开关送不出去,默认为故障点在开关后段。

关于D03: D02开关得到电压,经过21秒的延时(X时限延时),合闸瞬间,D03感受到瞬间电压但马上失压,即D03得到电压,开始计时X时限,但是X时限没到就失压了,此时D03闭锁(X闭锁)。 即前端送电但送不过来,默认为故障点在前端。

经过故障段识别后,911开关会进行第二次重合,此次D02开关由于闭锁,不再合闸,线段1恢复供电。

若此条线路为单辐射线路,则故障处理结束,整条线路恢复了1/3供电。 但此条为联络线路,联络开关W53。 当自动化开关配置为联络开关时,会时刻检测两端电压,当一侧失压,开关会自动合闸,由有电侧供电给失压侧,即在线段3失压后,经过35S的延时,W53合闸,线段3恢复供电。 即该线路在1分钟之内自动恢复了2/3供电,故障区域锁定在线段2。

上图从左往右4个FTU和开关分别为: 保护开关D01(投保护,投过流Ⅰ段15A\0.3s,投重合闸2次,重合闸时间2.6s)、分段开关D02(投FA,X时限21s,Y时限5s)、分段开关D03(投FA,X时限7s,Y时限5s)、联络开关D04(投FA,X时限35s,Y时限5s)。

试验步骤:

1)4套FTU和开关,接好控制线,拧紧航插。

2)4台配电之星-P2200 配电自动化终端亚搏网页登陆,电流电压输出端子按套管编号接好电流电压线,对端FTU航插接上拧紧。

△??配电之星-P2200?配电自动化终端亚搏网页登陆

D01开关是保护开关即电流-时间型,若重合闸投了检无压,可不接电压线,若未投检无压,应按对应保护逻辑接上电压作为判据,而D02、D03、D04开关为电压-时间型,只判电压不判电流,接电压输出段子和电压航插。

试验前将4台配电之星-P2200 主机本地IP更改为192.168.1.111、192.168.1.112、192.168.1.113、192.168.1.114,将亚搏网页登陆下位机IP从左至右依次更改为192.168.1.101、192.168.1.102、192.168.1.103、192.168.1.104。 将台式机安装配电之星软件,更改本地IP为192.168.1.109(同网段不冲突即可),打开软件进入网络配置查看,对应下位机功放见下图。

将开关、保护压板控制字等投退正常线路运行位置后开始试验。 D01、D02、D03开关打到合位并等待储能,D04联络开关分位并储能。

下面根据此次馈线自动化FA调试的一次线路图,模拟线段2即D02和D03之间发生永久短路故障。

在台式机配电之星软件FA模块界面,制定4台FTU故障时状态序列进行二次模拟量加量,3台亚搏网页登陆与台式机处在同一局域网,对时方式使用相对时间,在相对时间内施加故障二次模拟量,观察线路故障时的真实电流电压变化,同时查看对应断路器实际跳闸情况。

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FTU1序列:

FTU2序列:

FTU3序列:

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FTU4序列:

对于整个序列,相对时间内同时加量,经10s后D2和D3开关之间发生故障,故障持续0.5s,保护开关跳开; 两分段开关D2、D3失压,与保护开关几乎同时跳开; 联络开关D4电源侧失压,负荷侧单侧有压,开始走X时限。 保护开关D1重合闸,经3s左右重合,由于故障在D2与D3之间重合闸成功,开关D2电源侧开始带电。

分段开关D2经X时限2重合,故障在D2与D3之间开关合于故障瞬间D1、D2再次跳开,并且D2开关合闸后未过Y时限又分,Y闭锁(即故障在D2后侧),同时合上瞬间的电压送到D3开关的电源侧。

分段开关D3开始走X时限,0.5s后再次双侧失压X时限闭锁(故障在D3开关前端),D2、D3闭锁合闸切除故障。 D1保护开关经3s第二次重合闸合上,将电源送到D2前端部分停止,整个过程在故障发生后28s内已完成,D4联络开关X时限还未走完。

联络开关D4走完X时限合闸后将电源反向送到分段开关D3负荷侧后,整个过程结束。 最终D2开关前端由电源侧供电,D3开关后端由联络开关侧供电,而故障区线段2被D2、D3开关切除。

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