配电网馈线系统保护原理及分析
- 品牌：中试所 ▪ 中试控股
- 湖北电力试验技术研究协会会长单位
- 国网 ▪ 南网 ▪ 内蒙电网 ▪ 中广核 / 首选品牌
- 欢迎来电咨询 027-83621138 联系我们
- 产品介绍
- 应用展示
- 图文集合
- 质保方针
- 资料下载
产品简介
一 引言
配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。馈线自动化的实现也完全能够建立在光纤通信的基础上，这使得馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。
电力系统由发电、输电和配电三部分组成。发电环节的保护集中在元件保护，其主要目的是确保发电厂发生电气故障时将设备的损失降为最小。输电网的保护集中在输电线路的保护，其首要目的是维护电网的稳定。配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响，尚未将配电网故障对电力负荷（用户）的负面影响作为配电网保护的目的。
随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。具体实现方式有以下几种：
2.1 传统的电流保护
过电流保护是最基本的继电保护之一。考虑到经济原因，配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短，由于配电网不存在稳定问题，为了确保电流保护动作的选择性，采用时间配合的方式实现全线路的保护。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护，其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限，参见式（1）、（2）、（3）和（4）。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜，同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。
电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域的恢复供电，这些不利于提高供电可靠性。另一方面，由于依赖时间延时实现保护的选择性，导致某些故障的切除时间偏长，影响设备寿命。
2.2 重合器方式的馈线保护
实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础。重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式【参考文献】。参见图1，重合器R位于线路首端，该馈线由A、B、C三个分段器分为四段。当AB区段内发生故螰1，重合器R动作切除故障，此后，A、B、C分段器失压后自动断开，重合器R经延时后重合，分段器A电压恢复后延时合闸。同样，分段器B电压恢复后延时合闸。当B合闸于故障后，重合器R再次跳开，当重合器第二次重合后，分段器A将再次合闸，此后B将自动闭锁在分闸位置，从而实现故障切除、故障隔离及对非故障段的恢复供电。
目前在我国城乡电网改造中仍有大量重合器得到应用，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性，相对于传统的电流保护有较大的优势。该方案的缺点是故障隔离的时间较长，多次重合对相关的负荷有一定影响。
2.3 基于馈线自动化的馈线保护
配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA、配电高级应用（PAS）。同时以地理信息系统（GIS）为平台实现了配电网的设备管理、图资管理，而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。参见图2所示系统，这种馈线自动化的基本原理如下：当在开关S1和开关S2之间发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，装设在S1处的FTU检测到故障电流而装设在开关S2处的FTU没有故障电流流过，此时自动化系统将确认该故障发生在S1与S2之间，遥控跳开S1和S2实现故障隔离并遥控合上线路出口的断路器，最后合上联络开关S3完成向非故障区域的恢复供电。
这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现恢复供电。该方案是目前配网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成于一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性。同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监测和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量的控制。
目前，配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。但是随着配电自动化技术的发展及实践，对配电网保护的目的也要悄然发生变化。最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障，随着对供电可靠性要求的提高，又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电，随着配电自动化的实施，馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。在配电自动化的基础上，配电网通信得到充分重视，成本自动化的核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信，具体分为光纤环网和光纤以太网。建立在光纤通信基础上的馈线保护的实现由以下三部分组成：
1） 电流保护切除故障；
2） 集中式的配电主站或子站遥控FTU实现故障隔离；
3） 集中式的配电主站或子站遥控FTU实现向非故障区域的恢复供电。
这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性，就可以大大提高馈线保护的性能，从而一次性地实现故障切除与故障隔离。这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作，共同实现有选择性的故障隔离，这就是馈线系统保护的基本思想。
四．馈线系统保护基本原理
4.1 基本原理
馈线系统保护实现的前提条件如下：
1） 快速通信；
2） 控制对象是断路器；
3） 终端是保护装置，而非TTU。
在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。基本原理如下：
参见图3所示典型系统，该系统采用断路器作为分段开关，如图A、B、C、D、E、F。对于变电站M，手拉手的线路为A至D之间的部分。变电站N则对应于C至F之间的部分。N侧的馈线系统保护则控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR7组成。
当线路故障F1发生在BC区段，开关A、B处将流过故障电流，开关C处无故障电流。但出现低电压。此时系统保护将执行步骤：
Step1：保护起动，UR1、UR2、UR3分别起动；
Step2：保护计算故障区段信息；
Step3：相邻保护之间通信；
Step4：UR2、UR3动作切除故障；
Step5：UR2重合。如重合成功，转至Step9；
Step6：UR2重合于故障，再跳开；
Step7：UR3在△T内未测得电压恢复，通知UR4合闸；
Step8：UR4合闸，恢复CD段供电，转至Step10；
Step9：UR3在△T时间内测得电压恢复，UR3重合；
Step10：故障隔离，恢复供电结束。
4.2 故障区段信息
定义故障区段信息如下：
逻辑1：表示保护单元测量到故障电流，
逻辑0：表示保护单元未测量到故障电流，但测量到低电压。
当故障发生后，系统保护各单元向相邻保护单元交换故障区段，对于一个保护单元，当本身的故障区段信息与收到的故障区段信息的异或为1时，出口跳闸。
为了确保故障区段信息识别的正确性，在进行逻辑1的判断时，可以增加低压闭锁及功率方向闭锁。
4.3 系统保护动作速度及其后备保护
为了确保馈线保护的可靠性，在馈线的首端UR1处设限时电流保护，建议整定时间内0.2秒，即要求馈线系统保护在200ms内完成故障隔离。
在保护动作时间上，系统保护能够在20ms内识别出故障区段信息，并起动通信。光纤通信速度很快，考虑到重发多帧信息，相邻保护单元之间的通信应在30ms内完成。断路器动作时间为40ms~100ms。这样，只要通信环节理想即可实现快速保护。
4.4 馈线系统保护的应用前景
馈线系统保护在很大程度上沿续了高压线路纵联保护的基本原则。由于配电网的通信条件很可能十分理想。在此基础之上实现的馈线保护功能的性能大大提高。馈线系统保护利用通信实现了保护的选择性，将故障识别、故障隔离、重合闸、恢复故障一次性完成，具有以下优点：
（1） 快速处理故障，不需多次重合；
（2） 快速切除故障，提高了电动机类负荷的电能质量；
（3） 直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；
（4） 功能完成下放到馈线保护装置，无需配电主站、子站配合。
四．系统保护展望
继电保护的发展经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型。微机保护在拥有很强的计算能力的同时，也具有很强的通信能力。通信技术，尤其是快速通信技术的发展和普及，也推动了继电保护的发展。系统保护就是基于快速通信的由多个位于不同位置的保护装置共同构成的区域行广义保护。
电流保护、距离保护及主设备保护都是采集就地信息，利用局部电气量完成故障的就地切除。线路纵联保护则是利用通信完成两点之间的故障信息交换，进行处于异地的两个装置协同动作。近年来出现的分布式母差保护则是利用快速的通信网络实现多个装置之间的快速协同动作如果由位于广域电网的不同变电站的保护装置共同构成协同保护则很可能将继电保护的应用范围提高到一个新的层次。这种协同保护不仅可以改进保护间的配合，共同实现性能更理想的保护，而且可以演生于基于继电保护相角测量的稳定监控协系统，基于继电保护的高精度多端故障测距以及基于继电保护的电力系统动态模型及动态过程分析等应用领域。目前，在输电网中已经出现了基于GPS的动态稳定系统和分散式行波测距系统。在配电网，伴随贼配电自动化的开展。配电网馈线系统保护有可能率先得到应用。
五．结论
建立在快速通信基础上的系统保护是继电保护的发展方向之一。随着配电网改造的深入及配电网自动化技术的发展，系统保护技术可能在配电网中率先得以应用。本文讨论了配电网馈线保护的发展过程，提出了建立在配电自动化和光纤通信基础之上的馈线系统保护新原理。这种新原理能够进一步提高供电可靠性。同时，系统保护分布式的功能也将提高配电自动化的主站及子站的性能，是一种极具前途的馈线自动化新原理。
产品别称
产品特征
合作：国网武汉高所 • 湖北计量院 • 国网电网研究院 • 广东计量院 • 江苏计量院 • 河北计量院 • 云南计量院 • 四川计量院 • 天津电科院 • 南网院 • 武汉计量 • 北京电科院 • 中国中车
服务理念
湖北中试高测电气控股有限公司始终坚持"精心打造精品、优质回报客户"的宗旨，并严格执行《售后服务承诺书》，我们深信优质、系统、全面、快捷的服务是事业发展的基础。建立完善的销售服务机制，将销售服务工作纳入企业管理范畴，坚持常抓不懈；
主动服务
公司作为领先高新技术企业是电力检测仪器和高压试验设备的研制厂商，是电力、水利、石油、铁路、矿山等相关领域试验解决方案产品的供应商。用心去感知，帮助客户降低成本、提高效率。满足客户的服务期望，不断引导、开发和创造客户消费需求；
差异化服务
公司细分供电系统、发电系统、用电单位和科研院所等，精心设计针对性营销服务方案，打造具有竞争力的客户和业务品牌。秉承"服务为本、诚信经营"的方针，完善服务系统，加强售前、售中、售后服务，对不同地域客户在诸多现场使用产品出现的各种问题及时帮助解决，使用户感到极大方便；
高效服务
高效的服务为公司迎来效益，同时我们以服务促发展，以客户为中心的服务体系，建立健全营销渠道，优化服务流程，改善支撑手段，赢得了广大客户的信任，产品和服务赢得至高市场荣誉；
优质服务
公司推崇5S服务理念，引领服务先进理念，以亲和、细致的服务感动客户，尊重客户，理解客户，持续提供超越客户期望的产品与服务，竭尽所能诚信天下，做客户们永远的伙伴。
服务流程
我们严格执行《售后服务承诺书》，我们深信优质、系统、全面、快捷的服务是事业发展的基础。经过多年的不断探索和进取，我们形成了"以客户为核心、以质量为企业的第一生命"的服务理念。并以严格的管理、先进的技术创建国内一流的服务企业为目标，制定了规范管理制度，严格过程控制，保证产品质量，达到顾客满意的质量方针，坚持"用户第一"的原则，构建良好的销售服务体系，为客户提供优质的售前、售中及售后服务!
1. 尊敬的的用户，不论您有何种需求：只要您拨打湖北中试高测电气控股有限公司统一服务热线 027-83982728 剩下的事有我们来做；
2. 我们的服务专员将会给您提供专业的产品咨询和技术解答；
3. 了解您的诉求，建立产品服务记录，并与您协商确定售后服务方式；
4. 如有需要，我们会第一时间安排专业的技术工程师按与您约定的时间准时到达试验现场；
5. 工程师将向您详细地讲解产品的工作原理和实验操作步骤；
6. 工程师将现场指导您完成整个试验过程，并对您提出的技术问题给予专业的解答；
7. 工程师还会为您购买的武汉中试产品进行全面检测，如有故障，将一并解决；
8. 服务完成后请您对我们的服务提出宝贵的意见或建议，服务信息将同步到售后服务中心；
9. 售后服务中心将积极跟进服务进度，并定期跟踪回访。
售后服务承诺书
一、售前服务承诺
1. 提供专业咨询。在2小时之内答复您提出的专业技术问题；
2. 提供详细资料。在4小时之内将您所需要的技术资料邮出，并争取您能在两日内收到；
3. 提供合理报价。在2小时之内为您提供合理报价；
4. 提供考察接待。随时接待您的考察，并尽力为您的考察工作提供各种便利条件。
二、售中服务承诺
1. 采用全国统一的《工业品买卖合同》与您签订合同和技术协议；
2. 自觉遵守合同法的规定，确保合同及技术协议顺利履行；
3. 竭力按时按量为您提供优质产品，并采用最优运输方式，确保您收到货物完好无缺；
4. 积极与使用人员沟通，尊重用户安排，为用户提供周到的技术支持；
5. 按合同的规定为您提供送检、安装、调试及培训等服务；
6. 无论合同大小，所有客户在价格及服务方面都是公平的。
三、售后限时服务承诺
1. 我们将按照客户的要求提供相关的技术培训和技术资料；
2. 产品有质量问题，三年免费保修，终生维护，有合同约定的按合同约定；
3. 我们保证在15分钟内进行电话指导，由您自行排除设备的简单故障；
4. 对于10公斤以下的仪器，在两日内排除故障或提供新的设备供您暂时使用，直到损坏设备修好为止；
5. 对于10公斤以上的仪器，在三日内排除故障或提供新的设备供您暂时使用，直到损坏设备修好为止；
6. 我们对所销售的设备3年免费维护，终生维修，长期提供备品备件，软件免费升级，有合同约定的除外。
服务相关说明
1. 我公司愿为用户提供各种技术咨询，当好参谋，并提供有关技术资料，如产品样本、图片、产品说明书；
2. 对于用户来电、来函及来人询价访问，我公司将热情接待，及时给予答复；
3. 我公司配有送货专车，对于客户确定合作之后，我们会选择合理的物流送货方式将产品安全送达规定地点；
4. 产品在运送过程中，如果由于运输原因，致使产品损坏，我公司将与用户协商解决办法，直到达到用户满意为止；
5. 产品在货物送达时，经验货如果发现有漏货、错货或短货等数量上问题，在接到通知后，将立即派人到现场进行服务和处理；
6. 在用户使用过程中，如果发现由于我公司方面的责任引起的产品质量问题，我公司在接到通知后，保证在1小时内作出答复；对需要派工程师处理的，保证立即指派技术人员到达现场排除问题，不需要到现场服务的，一定当好参谋，为用户提供最佳处理方案；
7、我公司派人到用户现场服务的，应与用户电话商定到达日期，假如由于某种客观原因，不能如期到达，必须事前通知用户，并说明原因或采取相应措施，保证用户不受损失或把损失降到最低程度。
合作：国网武汉高所 • 湖北计量院 • 国网电网研究院 • 广东计量院 • 江苏计量院 • 河北计量院 • 云南计量院 • 四川计量院 • 天津电科院 • 南网院 • 武汉计量 • 北京电科院 • 中国中车
点击下载推荐产品
©1999 zsgcdq.com
版权所有@ 1999 鄂TCP备9912007755号