配电管理系统及配电自动化技术原理

（1）馈线运行状态监测 （2）馈线控制 （3）故障定位、隔离和自动恢复供电 （4）无功补偿和调压
馈线自动化实现方案可分为就地控制和远方控 制两种类型，但都需要三种重要元件：重合器、分 段器和馈线FTU。
第三节 馈线自动化技术（FA）
二、自动重合器
（一）重合器的性能特点
自动重合器是一种能够监测故障电流、在给定时间内断开故障电流 并能进行给定次数重合的一种有“自具”能力的控制开关。
（一）重合器的性能特点（开断特性） 对于接地故障：采用定时限特性开断。
t(s)
(9)
15s
(1)
0.1s
定时限特性分为9条，对应 的时间分别为： 0.1，0.2，0.5，1.0，2， 3，5，10，15s
重合器之间即通过采纳不 同的定时限特性进行配合。
i(A)
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能
2、需方管理功能（需求侧管理，DSM）
（1）负荷管理 负荷管理主要是根据需求来控制用户负荷，并能帮助控制
中心操作员制定负荷控制策略和计划。（削峰、填谷、错峰） （2）用电管理
包括自动计量计费、业务扩充和用户服务等内容。 （3）需方发电管理
将用户的自备电源纳入直接或间接的控制之中。
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性配合
假设：
• 重合器整定
QR3：一快一慢
QR2：一快二慢
QR1：一快三慢
• 熔断器选择合理
• QR1、QR2、QR3的快 速、最小动作电流、重 合闸时间间隔整定均一 致。
• 断路器QF的跳闸动作电 流及动作时间比各重合 器都大。
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能 3、馈线自动化（FA）
指配电线路自动化，在我国，尤其指10kV馈线自动化。 （1）馈线运行状态监测
利用馈线终端（FTU）实现正常和事故状态下的监测。 正常状态下：监视馈线分段开关状态和馈线电流、电压、 有功、无功等，实现线路开关的远方或就地合、分闸； 故障状态下：获取故障记录。 （2）馈线控制 从功能角度：包括远方控制和就地控制。 控制方式：分为集中式和分散式。
前者：在变电站自动化中加以控制和调节（如变电站无 功电压的九区图控制。）
后者：一般为就地补偿。
一般不作全网络的无功优化，而是控制某个控制点的电 压幅值或配网潮流的功率因数。
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能
4、变电站自动化及其综合自动化
包括：电器设备运行监测；开关就地或远方控制；与继 电保护通信；与智能电子装置互连；与上级或其他控制系统 通信；数据处理；集成微机保护功能（综自）。
开断性能：与普通断路器相似。 工作特性：“智能”性，能够自身完成故障监测、判断电流性质、 执行开合功能；记忆动作次数、恢复初始状态、完成合闸闭锁等。 典型工作过程：
进行三、四次重合 重合成功：则自动终止后需动作，经延时后恢复至预先的整定
状态，为下次故障后的开合作准备。 重合不成功：达到预先整定的重合次数后，则不再重合，闭锁
第一次重合：15s 第二次重合：5s
• B、D、E：分段器， X=7s
• C：分段器，X=14s • 所有分段器Y=5s • c处永久性故障
图7-29，30
• 动作过程：
C处永久性故障
A分闸，线路失压， B，C，D，E各分 段器分闸
15s，A第一次重合
7s后,B合,不闭锁
7s后,D合,不闭锁
• 必须与电源侧前级主保护开 关（断路器或重合器）配合， 无电压时自动分闸。
• 工作过程：
永久性故障时，分段器在预 定次数的分合操作后闭锁于 分闸状态
瞬时性故障，未达到预定的 分合操作次数，故障切除， 则分段器保持在合闸状态， 并经延时后恢复预先整定状 态。
（2）电压-时间型分段器简述
• 检测网络电压，以电压的有无来关合和切断电路。
注意：靠近电源侧的熔
断器曲线应高于远离电 源侧的。
二、自动重合器
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
2、重合器动作顺序。 根据重合器在电网中
的位置，预先整定为多次 分、合循环操作。 如： “一快一慢” “一快二慢” “一快三慢” 快：指快速动作特性跳闸；
慢：指慢速动作特性跳闸；
二、自动重合器
故障消失，重合器还 未重合
QR3 、 QR2 、 QR1 全部复归。
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性配合
• 永久性故障：（d处）
QR3 、 QR2 、 QR1 同 时 快速动作
故障未消失
t2延时后，QR3、QR2、 QR1重合，重合失败，延 时跳闸。
（二性故障：（f处）
QR3 、 QR2 、 QR1 同时快速动作
FU4不会熔断
故障未消失
t2 延 时 后 ， QR3 、 QR2 、 QR1 重 合 ， 重合失败，准备延时 跳闸。
由于熔断器电流-时 间特性低于慢速动作 的电流-时间特性， 因此FU4先熔断
目前，我国配电网在经历了城网改造后，得到了 一定的改善，标准电压等级为110/10/0.4kV，运 行中一般是“环网结构，开环运行”。
第一节 DA/DMS概述
1.1 概述
2、DA/DMS的概念
在本书中：
DA：将具有就地控制功能的馈线自动化和变电 站自动化列入配电自动化中，简称为DA。
DMS：DA+SCADA+GIS+PAS+DSM，是一个 用现代计算机、通信技术和设备对配电网的运 行进行控制管理的综合系统，与EMS不同的是 它面对的是信息量特别大、而通信又相对薄弱 的配电网。
QR3 整 定 为 一 快 一 慢 ， QR3闭锁，不再重合。
QR2 、 QR1 再 次 重 合 ， 成功。
• 永久性故障：（b处）
QR1经三次重合
故障未消失
QR1闭锁，不再重合。
三、分段器
图 7-21
（1）简述
• 用于提高配电网自动化程度 和可靠性。
• 没有安-秒特性曲线，不进行 特性曲线的配合
图中： 网络是辐射型的配 电网络，单侧电源。
QR1、QR2、QR3 为自动重合器；
FU1 ， FU2 ， … ， FU5为熔断器。
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
1、自动重合器时间-电 流特性整定。
A：快速特性曲线；
图 7-20
B、C：慢速特性曲线， B-C之间可以选择一组 曲线。；
r1，r2：熔断器曲线， 位于与其配合的自动重 合器的快速曲线和慢速 曲线之间的区域。
B 合 闸 后 14s ， C 合 闸，A再次跳闸
由于C合闸后未达到 Y时限，线路再次失 压，因此C闭锁于分 闸
5s后，A第二次重合
再次重复其他分段 器合闸过程。
1、重合器与电压-时间型分段器配合 （2）环网开环运行时的故障区段
图7-31，32
• A为重合器，整定为 一慢一快
于开断状态，从而将故障线段与电源隔离开。
第三节 馈线自动化技术（FA）
二、自动重合器
（一）重合器的性能特点（操作顺序） 典型四次分断三次重合的操作顺序为：
t1
t2
t2
分 合--分 合--分 合--分
其中：t1，t2可调，随产品不同而异。重合次数 及重合闸间隔时间可根据运行中的需要调整。
• 开关本体是真空开关，是按开断负荷电流和接通短路电流 设计的。
• 关键参数：X时限和Y时限。
X指从分段器电源侧加压开始，到该分段器合闸的时间， 称合闸时间。
Y指从分段器合闸后，在Y时间内一直可以检测到电压， 则在Y时间后发生的失压分闸，分段器不闭锁，重新来 电时仍会合闸。
若在Y时间内监测不到电压，分段器分闸闭锁，重新来 电时不再闭合。
若未达到预先整定的次数，分段器不分断，重合器再次 重合，就恢复了线路的供电。
• 一般装设在重合器之后或重合器与熔断器之间。 • 电流配合范围很广。（只须监测是否超过指定电平的电流）
四、就地控制的馈线自动化
1、重合器与电压-时间型分段器配合 （1）辐射状网的故障隔离
图7-29，30
• A为重合器，整定为 一慢一快（重合时间）
XL时限>失压侧断路器或重合器的重合时间 +∑X （失压侧各分段器X时限的总和）
Y时限>t1
（3）过流脉冲计数型分段器 • 不能开断流过分段器的故障电流。 • 具备记忆流过自身的故障电流次数的能力 • 工作原理：
当达到预先整定的记忆次数后，在前级重合器跳开故障 线路的瞬间，过流脉冲计数型分段器自动跳开，使故障 线路与系统隔离。
二、自动重合器
（二）重合器的保护、重合及相互间配合
图 7-20
3、重合器动作特性 配合
• 瞬时性故障：（f 处）
QR3 、 QR2 、 QR1 同 时 快 速 动 作（最小动作电 流一致，快速动 作时间一致）
FU4不会熔断
故障消失
t2延时后，QR3、 QR2 、 QR1 重 合 ， 恢复供电
第一节 DA/DMS概述
1.3 DMS的功能 3、馈线自动化（FA）
（3）故障定位、隔离和自动恢复供电 利用断路器、重合器和分段器组成的系统，能在故障发
生时自动判别和隔离馈线故障区段、区分永久性故障和瞬时 性故障，并迅速对非故障区域恢复供电。
（4）无功补偿和调压 从安装位置角度：包括变电站和用户端两种。
（2）电压-时间型分段器简述
• 工作模式
常闭式分段开关，用于辐射网。各时限整定为： X>Y>t1（重合器检测到故障起到跳闸的时间）。