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【摘要】文章介绍了县级配电自动化系统一次设备、二次设备、配套软件及三种配网运行方式,通过整套的配网的系统方案,提高城区的配电线路供电可靠性。
【关键词】配电自动化系统 配网运行方式 综合性能
1 概述
县级配电自动化系统一次设备、二次设备、配套软件及三种配网的运行方式,通过整套的配网的系统方案,提高城区的配电线路供电可靠性。该系统的软件采用EPID3000系列配网系统,是中国电力科学研究院开发、设计,并在现场实际运行的一套成熟的系统,该系统软件可基于Windows2000/NT平台及UNIX/windOW$混合平台,在精心设计的一体化支撑环境下,集成了调度自动化、配网自动化等应用功能,是适应中小型地区电网配调自动化、县级电网配调自动化的新需求,具有一体化设计的综合(配网)调度自动化系统。EPID3000系列配网系统中由一次设备、二次设备、后台系统三大部分组成。
2 统中设备简介
2.1 一次设备简介
系统中的一次设备是指断路器、负荷开关、PT等,断路器、负荷开关为10kV的线路上的设备,能完成实际线路的开断。PT是把线路中的一次电压转换为可供二次设备测量的二次电压及给二次设备提供电源。
系统网络方案如图l所示。
该方案正常供电及故障发生时的动作过程如下(③、④段的故障处理情况与②、①段相同):
(1)送电过程
变电站B1开关合闸,R1感知①段有电后,延时后自动合闸;变电站B2开关合闸,R2感知④段有电后,延时后自动合闸。
(2)正常供电状态
B1,R1,B2,R2处于合闸位置,R0处于分闸位置。
①②段由电源1供电,③④段由电源2供电。
(3)停电过程
变电站B1开关分闸,R1感知①段失电后,延时后自动分闸;变电站B2开关分闸,R2感知④段失电后,延时后自动分闸。
(4)①段故障
瞬时性故障由B1开关的一次或二次重合闸动作恢复永久性故障发生时,B1开关重合闸动作,分闸闭锁,R1感知①段失电,失电延时后,R1分闸;R0感知②段失电延时后,自动合闸。网络重构后如图2所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(5)②段故障
瞬时性故障由R1开关的重合闸动作恢复(通过保护定值配合避免B1分闸);永久性故障发生时,R1重合闸动作分闸闭锁后(通过保护定值配合避免B1分闸),R0感知②段失电后延时自动合闸,合到故障上后分闸闭锁。网络重构后如图3所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源1供电,③④段由电源2供电。
2.2 电压一时间型负荷开关方案
在实际应用中,负荷开关方案在多分段的情况下,可以不依靠主站和通信来隔离故障。采用电压一时间型负荷开关作为分段开关,负荷开关具有关合故障电流能力而不具有分断故障电流能力。系统通过负荷开关对故障状态下的电压变化的分析和变电站出线开关来判断、隔离故障。如图4所示。B1,B2为变电站的出线开关,R0～R2采用负荷开关作为线路分段开关。在开关R1、R2靠近电源侧安装PT,开关ROS,侧都安装PT。断路器+远方终端单元(RTU)来对变电站出线开关B1、B2实施。如负荷开关+馈线终端单元(FTU)来对线路开关R1、R0、R2实施。本负荷开关具有失压分闸的功能。
该方案的送电过程、正常供电状态及停电过程同重合器方案一致。故障处理过程如下:
(1)①段故障
瞬时性故障时,B1开关分闸,R1感知到①段失电后立即分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1一次重合闸动作成功,R1感知到①段得电后,延时合闸,R0感知②段得电后,计时复位;永久性故障发生时,Bl开关分闸,R1感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1开关一次重合闸动作,合闸到永久故障上,R1感知短时间内得电后失电,脉动闭锁。B1开关二次重合闸动作,合闸到永久故障上闭锁,R0计时时间到,自动合闸。网络重构后如图5所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(2)②段故障
瞬时性故障,B1开关分闸,R1感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1开关一次重合闸动作成功,R1延时后合闸,R0感知②段得电后,计时复位;永久性故障发生时,B1开关分闸,Rl感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,一次重合闸动作,R1感知①段得电延时合闸到故障上,B1开关再次分闸,R1开关在短时间内得电后失电闭锁。R0开关脉动闭锁,计时复位。B1开关二次重合闸动作成功,①段得电,网路重构后如图6所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源l供电,③④段由电源2供电。
2.3 馈线自动化(FA)方案
在实际应用中,对于线路较长,分段较多的网络,还可采用主站控制的方式即馈线自动化(FA)方案。馈线自动化方案由主站的配网软件采集故障记录,通过软件分析及下达合分命令,来完成配电网的故障隔离、恢复供电。此方案要求变电站出线开关,具有电流保护和重合闸功能,线路上负荷开关为具有关合短路故障电流能力的负荷开关,馈线终端单元(FTU)是具备故障记录和判别能力的远传智能装置。本方案的实现必须有主站控制系统和完备的通信系统为基础,设备投资较大,但它对各种配电网络的适应性较强,故障定位准确,能够一次性完成网络的重构。用负荷开关方案的设备来完成本方案。如图7所示。
该方案线路的送电过程,正常供电状态及停电过程可以用主站软件对相应设备进行遥控操作。故障处理过程如下:
(1)①段故障
瞬时性故障时,B1开关分闸,B1开关一次重合闸动作成功;永久性故障发生时,B1开关分闸,重合闸失败后闭锁。系统软采集开关B1、R1上报信息分析后,主站发出命令要求R1开关分闸,R0开关合闸,网络重构后如图8所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(2)②段故障
瞬时性故障,B1开关分闸,B1开关重合闸动作成功;永久性故障发生时,B1开关分闸,重合闸失败后闭锁。主站软件系统采集开关B1和R1上报的信息分析后,主站发出命令要求R1开关分闸,B1开关合闸。网络重构后如图9所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源1供电,③④段由电源2供电。
3 结束语
以上的配网自动化方案,可以对一次、二次设备及其配调一体软件的认识,通过掌握配网自动化的设计方案,并在分析、计算和解决实际工程等方面得到验证,为以后的设计、运行和调试奠定了良好的基础。同时对于现代高校的教学实验也具有深刻的意义。
【关键词】配电自动化系统 配网运行方式 综合性能
1 概述
县级配电自动化系统一次设备、二次设备、配套软件及三种配网的运行方式,通过整套的配网的系统方案,提高城区的配电线路供电可靠性。该系统的软件采用EPID3000系列配网系统,是中国电力科学研究院开发、设计,并在现场实际运行的一套成熟的系统,该系统软件可基于Windows2000/NT平台及UNIX/windOW$混合平台,在精心设计的一体化支撑环境下,集成了调度自动化、配网自动化等应用功能,是适应中小型地区电网配调自动化、县级电网配调自动化的新需求,具有一体化设计的综合(配网)调度自动化系统。EPID3000系列配网系统中由一次设备、二次设备、后台系统三大部分组成。
2 统中设备简介
2.1 一次设备简介
系统中的一次设备是指断路器、负荷开关、PT等,断路器、负荷开关为10kV的线路上的设备,能完成实际线路的开断。PT是把线路中的一次电压转换为可供二次设备测量的二次电压及给二次设备提供电源。
系统网络方案如图l所示。
该方案正常供电及故障发生时的动作过程如下(③、④段的故障处理情况与②、①段相同):
(1)送电过程
变电站B1开关合闸,R1感知①段有电后,延时后自动合闸;变电站B2开关合闸,R2感知④段有电后,延时后自动合闸。
(2)正常供电状态
B1,R1,B2,R2处于合闸位置,R0处于分闸位置。
①②段由电源1供电,③④段由电源2供电。
(3)停电过程
变电站B1开关分闸,R1感知①段失电后,延时后自动分闸;变电站B2开关分闸,R2感知④段失电后,延时后自动分闸。
(4)①段故障
瞬时性故障由B1开关的一次或二次重合闸动作恢复永久性故障发生时,B1开关重合闸动作,分闸闭锁,R1感知①段失电,失电延时后,R1分闸;R0感知②段失电延时后,自动合闸。网络重构后如图2所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(5)②段故障
瞬时性故障由R1开关的重合闸动作恢复(通过保护定值配合避免B1分闸);永久性故障发生时,R1重合闸动作分闸闭锁后(通过保护定值配合避免B1分闸),R0感知②段失电后延时自动合闸,合到故障上后分闸闭锁。网络重构后如图3所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源1供电,③④段由电源2供电。
2.2 电压一时间型负荷开关方案
在实际应用中,负荷开关方案在多分段的情况下,可以不依靠主站和通信来隔离故障。采用电压一时间型负荷开关作为分段开关,负荷开关具有关合故障电流能力而不具有分断故障电流能力。系统通过负荷开关对故障状态下的电压变化的分析和变电站出线开关来判断、隔离故障。如图4所示。B1,B2为变电站的出线开关,R0～R2采用负荷开关作为线路分段开关。在开关R1、R2靠近电源侧安装PT,开关ROS,侧都安装PT。断路器+远方终端单元(RTU)来对变电站出线开关B1、B2实施。如负荷开关+馈线终端单元(FTU)来对线路开关R1、R0、R2实施。本负荷开关具有失压分闸的功能。
该方案的送电过程、正常供电状态及停电过程同重合器方案一致。故障处理过程如下:
(1)①段故障
瞬时性故障时,B1开关分闸,R1感知到①段失电后立即分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1一次重合闸动作成功,R1感知到①段得电后,延时合闸,R0感知②段得电后,计时复位;永久性故障发生时,Bl开关分闸,R1感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1开关一次重合闸动作,合闸到永久故障上,R1感知短时间内得电后失电,脉动闭锁。B1开关二次重合闸动作,合闸到永久故障上闭锁,R0计时时间到,自动合闸。网络重构后如图5所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(2)②段故障
瞬时性故障,B1开关分闸,R1感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,B1开关一次重合闸动作成功,R1延时后合闸,R0感知②段得电后,计时复位;永久性故障发生时,B1开关分闸,Rl感知到①段失电后分闸,R0感知②段失电后,开始计时,一次重合闸动作,R1感知①段得电延时合闸到故障上,B1开关再次分闸,R1开关在短时间内得电后失电闭锁。R0开关脉动闭锁,计时复位。B1开关二次重合闸动作成功,①段得电,网路重构后如图6所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源l供电,③④段由电源2供电。
2.3 馈线自动化(FA)方案
在实际应用中,对于线路较长,分段较多的网络,还可采用主站控制的方式即馈线自动化(FA)方案。馈线自动化方案由主站的配网软件采集故障记录,通过软件分析及下达合分命令,来完成配电网的故障隔离、恢复供电。此方案要求变电站出线开关,具有电流保护和重合闸功能,线路上负荷开关为具有关合短路故障电流能力的负荷开关,馈线终端单元(FTU)是具备故障记录和判别能力的远传智能装置。本方案的实现必须有主站控制系统和完备的通信系统为基础,设备投资较大,但它对各种配电网络的适应性较强,故障定位准确,能够一次性完成网络的重构。用负荷开关方案的设备来完成本方案。如图7所示。
该方案线路的送电过程,正常供电状态及停电过程可以用主站软件对相应设备进行遥控操作。故障处理过程如下:
(1)①段故障
瞬时性故障时,B1开关分闸,B1开关一次重合闸动作成功;永久性故障发生时,B1开关分闸,重合闸失败后闭锁。系统软采集开关B1、R1上报信息分析后,主站发出命令要求R1开关分闸,R0开关合闸,网络重构后如图8所示。
其中,①段永久故障被隔离,②③④段由电源2供电。
(2)②段故障
瞬时性故障,B1开关分闸,B1开关重合闸动作成功;永久性故障发生时,B1开关分闸,重合闸失败后闭锁。主站软件系统采集开关B1和R1上报的信息分析后,主站发出命令要求R1开关分闸,B1开关合闸。网络重构后如图9所示。
其中,②段永久故障被隔离,①段由电源1供电,③④段由电源2供电。
3 结束语
以上的配网自动化方案,可以对一次、二次设备及其配调一体软件的认识,通过掌握配网自动化的设计方案,并在分析、计算和解决实际工程等方面得到验证,为以后的设计、运行和调试奠定了良好的基础。同时对于现代高校的教学实验也具有深刻的意义。