配电自动化系统之馈线自动化
馈线自动化介绍
我国馈线自动化近几年才开始，主要采用电压型 及电流型两种控制模式。 我国配电网是小接地电流系统，欧美、日本等国， 大部分是大接地电流系统。 我国配网设备状况、管理要求不同于国外，照搬 国外电流型或电压型模式，推广用于城网必然带 来问题。 基于重合器能够准确地判断故障区段，并能自动 隔离故障区段。
2013-7-26
故障功率方向 a Q1 过流 b Q2 过流 c
故障功率方向 Q3 过流 d Q4 e 过流
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2. 故障区段判断和隔离算法
采用矩阵算法来实现判断、隔离故障区段。 1）网络描述矩阵D 断路器、分段开关、联络开关作为节点（N），可 构N×N维方阵； 若第i、j节点间存在馈线，则第i行、第j列元素， 第j行、第i列元素均置1；不存在馈线的节点对应 元素置0。 2）故障信息矩阵G 若第i个节点的开关故障电流超过整定值，则第i行 第i列元素置0，反之置1，矩阵的其他元素均置0。 也是N×N维方阵。
定义：集断路器、继电保护、操动机构为一体，具 有控制和保护功能的开关，能按预定开断、重合顺 序自动操作，并可自动复位、闭锁。
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1. 重合器(Recloser)分类和功能－续
功能：故障后重合器跳闸，按预定动作顺序 循环分、合若干次，重合成功则自动终止后 续动作；重合失败则闭锁在分闸状，手动复 位。 动作特性：根据动作时间-电流特性分快速动 作特性（瞬动特性）、慢速动作特性（延时 动作特性）两种。 动作特性整定：“一快二慢”、“二快二 慢”、“一快三慢”。
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自动重合器
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4.2 基于FTU的馈线自动化系统
1. 基于FTU的馈线自动化系统D的组成
配电自动化系统之馈线自动化
•29
◆ 联络开关的XL时限的确定 只有一台联络开关参与故障处理时：分 别计算出假设该联络开关两侧与该开关 相连接的区域故障时，从故障发生到与 故障区域相连的分段器闭锁在分闸状态 所需的延时时间tmax（左）和 tmax（右）取其 中较大的一个记作tmax，则XL时限设置应 大于tmax。例子
•9
过流脉冲计数型分段器：通常与前级的重合 器或断路器配合使用，在一段时间内，记 录前级开关设备开断故障电流动作次 数 ，在预定的记录次数后，在前级的重 合 器或断路器将线路从电网中短时切除 的 无电流间隙内，分段器分闸，达到隔 离 故障区段的目的，若前级开关设备未 达 到预定的动作次数，则分段器在一定 的 复位时间后会清零并恢复到预选整定 的 初始状态，为下一次故障做准备。
• 网基结构邻接表描述配电网的潜在连接方式，决定于配 电线路的架设，称为网基。
•45
2、弧结构邻接表CT :
第一列元素描述个顶点所处的状态，如顶点处于合 闸状态则为1，否则为0，第二列和第三列表示以该顶点 为终点的弧的起点的序号，第四列和第五列表示以该顶 点为起点的弧的终点的序号，空闲位置的元素填-1.
弧结构邻接表描述了配电网的当前运行方式，称这 样的图为“网形”。
•46
3、负荷邻接表RT ： 第一列元素描述相应的顶点的负荷，第二
列至第四列元素描述以相应的顶点为端点的 边的负荷，空闲位置的元素填-1 . 第二列至第 四列的顺序与网基结构邻接表中的第三至第 五列对应的边的顺序一致。
•25
整定步骤： ◆ 分段器的整定：
▲分段器的Y时限一般统一选为5s。 ▲分段器X时限的整定：
第一步：确定分段器合闸时间间隔，并从联 络开关出将配电网分割成如干以电源开关为根 的树状配电子网络。
如何在配电网自动化中实现馈线自动化
TECHNOLOGY AND INFORMATION146 科学与信息化2023年9月下如何在配电网自动化中实现馈线自动化张天娇1 周良涛21. 国网西安供电公司 陕西 西安 710032；2. 国网西安市鄠邑区供电公司 陕西 西安 710300摘 要 作为配电系统中的构成要件，馈线的用途是对故障进行识别、隔离，以及对供电网络予以重组。
馈线自动化建设，能够彰显配电网在电能传输方面的最大作用。
因此，推进馈线自动化建设很有必要。
本文分析了配电网馈线自动化技术情况和相关要求，探讨了实现馈线自动化的关键技术和需注意的问题，旨在提升馈线自动化水平，满足社会生产、居民生活的用电需求。
关键词 配电网；馈线自动化；技术How to Achieve Feeder Automation in Power Distribution Network Automation Zhang Tian-jiao 1, Zhou Liang-tao 21. State Grid Xi’an Power Supply Company, Xi’an 710032, Shaanxi Province, China;2. State Grid Xi’an Huyi District Power Supply Company, Xi’an 710300, Shaanxi Province, ChinaAbstract As a component of the power distribution system, the feeder is intended to identify and isolate faults, and reorganize the power supply network. The construction of feeder automation can highlight the maximum role of the power distribution network in electric power transmission. Therefore, it is necessary to promote the construction of feeder automation. This paper analyzes the technical situation and related requirements of feeder automation in power distribution network, discusses the key technologies and issues that need attention to realize feeder automation, and aims to improve the level of feeder automation and meet the electricity needs of social production and residents’ living.Key words power distribution network; feeder automation; technology引言配电系统及其设备分布十分宽泛，配电自动化必将成为电力行业的主流方向。
馈线自动化概述
馈线自动化概述一、引言馈线自动化是电力系统中的重要组成部分，它可以提高电力系统的可靠性和安全性。
随着技术的不断发展，馈线自动化已经成为电力系统中不可或缺的一部分。
本文将对馈线自动化进行全面详细的介绍。
二、馈线自动化概述1. 馈线自动化定义馈线自动化是指对配电网中的馈线进行监测、控制和保护等操作，实现对配电网的智能化管理。
它主要包括对馈线状态的监测、故障定位、故障隔离和恢复等功能。
2. 馈线自动化系统组成馈线自动化系统主要由以下几个部分组成：（1）监测装置：用于监测馈线状态，包括电流、电压、功率因数等参数。
（2）控制装置：用于控制馈线开关状态，实现远程开关操作。
（3）保护装置：用于检测故障并进行相应的保护操作。
（4）通信装置：用于与上级调度中心进行数据交换。
3. 馈线自动化功能（1）监测功能：实时监测馈线状态，包括电流、电压、功率因数等参数。
（2）控制功能：实现远程开关操作，控制馈线的开通和断开。
（3）保护功能：检测馈线故障并进行相应的保护操作，保证馈线运行的安全可靠性。
（4）故障定位功能：通过监测数据分析，定位馈线故障的位置和原因。
（5）故障隔离和恢复功能：在发生故障时，自动进行隔离操作，并尽快恢复正常供电。
三、馈线自动化技术1. 传感器技术传感器是实现馈线自动化的基础。
它可以将馈线状态转换为数字信号，并传输到监测装置中进行处理。
2. 通信技术通信技术是实现远程监测和控制的关键。
目前常用的通信技术有GPRS、CDMA、以太网等。
3. 控制算法技术控制算法技术是实现远程控制和保护的核心。
它可以根据监测数据进行分析，判断是否需要进行开关操作或者保护操作。
4. GIS技术GIS技术是指采用地理信息系统来管理配电网中各个设备的位置、状态和运行情况。
它可以实现对配电网的全面管理和监测。
四、馈线自动化应用1. 馈线自动化在城市配电网中的应用城市配电网中，馈线自动化可以提高电力系统的可靠性和安全性，减少故障发生率，提高供电质量。
配电网馈线自动化技术分析
配电网馈线自动化技术分析随着电力系统的发展和智能化水平的提升，配电网馈线自动化技术逐渐成为电力行业的热点话题。
馈线自动化技术是指利用先进的电力设备、智能化系统和通信技术，对配电网中的馈线进行实时监测、分析和控制，以提高配电网的可靠性、安全性和经济性。
本文将对配电网馈线自动化技术进行深入分析，从技术原理、功能特点、应用案例等方面展开讨论。
一、技术原理配电网馈线自动化技术是基于先进的智能终端设备和通信网络构建的智能化配电系统。
其主要包括以下几个方面的技术原理：1. 智能终端设备：配电网馈线自动化系统需要利用先进的智能终端设备，如智能开关、智能保护装置、智能电能表等，实现对配电网设备状态的检测、监视、保护和控制。
这些智能终端设备具有高精度、高稳定性、快速响应等特点，能够实时采集电力系统数据，为系统的自动化运行提供可靠的数据支持。
2. 通信网络：配电网馈线自动化系统需要建立可靠的通信网络，将各个智能终端设备连接在一起，实现数据的互联互通。
通信网络可以采用有线通信、无线通信等多种技术手段，满足不同环境下的通信需求，确保系统的稳定性和可靠性。
3. 智能控制系统：配电网馈线自动化系统需要配备智能控制系统，利用先进的控制算法和逻辑判定，实现对配电网设备的自动化控制。
智能控制系统能够根据系统状态实时调整操作策略，提高系统的运行效率和安全性。
以上几个方面的技术原理共同构成了配电网馈线自动化技术的核心内容，为电力系统的智能化运行提供了重要的技术支持。
二、功能特点配电网馈线自动化技术具有以下几个主要的功能特点：1. 实时监测与控制：配电网馈线自动化技术能够实时监测配电网设备的运行状态和负荷情况，及时发现故障和异常情况，并采取相应的控制措施，保障系统的安全稳定运行。
2. 智能化分析与判断：配电网馈线自动化技术能够通过智能分析和判断技术，对电力系统的运行情况进行实时评估和分析，为系统的运行优化提供决策支持。
3. 快速故障定位与恢复：配电网馈线自动化技术能够快速定位故障点，并自动切除故障区域，实现自动化的故障恢复，缩短故障处理时间，提高系统的可靠性和供电质量。
馈线自动化
自适应决策
馈线自动化系统将具备自适应决 策能力，能够根据不同运行环境 和条件，自动调整运行策略，提
高系统的适应性和稳定性。
智能化控制
馈线自动化系统将实现智能化控 制，通过人工智能和机器学习技 术，自动识别和预测馈线的运行 状态，提前采取相应的控制措施
。
自我修复与优化
馈线自动化系统将具备自我修复 和优化能力，能够自动检测和修 复故障，优化运行参数和策略，
配电网优化运行
负荷均衡
馈线自动化系统能够实时监测配电网中的负荷分布，根据实际需求调整运行方 式，实现负荷的均衡分布，提高供电可靠性和稳定性。
经济运行
通过优化运行，馈线自动化系统能够降低线路损耗，提高设备利用率，从而达 到节能降耗、经济运行的目的。
配电网设备状态监测
设备状态监测
馈线自动化系统具备设备状态监测功能，能够实时监测配电 网设备的运行状态，如开关位置、电流、电压等参数，及时 发现潜在的故障或异常情况。
采取必要的安全措施，保障系统 安全稳定运行，防止数据泄露和
系统崩溃。
标准化与可扩展性
遵循国际标准和行业规范，设计 可扩展的系统架构，以满足未来 业务发展和技术升级的需求。
用户界面与操作便捷性
提供直观易用的用户界面和操作 方式，方便用户进行系统配置、
监控和管理。
馈线自动化实施案例分析
01
02
03
案例一
技术挑战与解决方案
技术不成熟
目前馈线自动化技术尚未完全成熟，存在一些 技术难题需要攻克。
解决方案
加大研发投入，鼓励技术创新，推动馈线自动 化技术的研发和应用。
设备兼容性问题
不同厂商的馈线自动化设备之间可能存在兼容 性问题。
馈线自动化概述
馈线自动化概述1. 介绍馈线自动化是一种使用先进技术来实现对馈线系统的自动化控制和管理的方法。
馈线系统是指用于输送电能的电力线路，包括输电线路、变电站和配电线路等。
传统的馈线系统需要大量人力和时间进行监控和维护工作，而馈线自动化则能大大提高系统的效率和可靠性。
2. 馈线自动化的目标馈线自动化的目标包括提高馈线系统的稳定性、可靠性、安全性、经济性和自动化程度。
通过引入先进的技术和系统，可以实现对馈线系统的实时监控、快速故障检测和定位、智能决策和自动化操作等功能，从而实现对馈线系统的全面控制和优化。
3. 馈线自动化的关键技术3.1 无线通信技术无线通信技术是实现馈线自动化的基础，它可以实现各个设备之间的远程通信和数据传输。
目前常用的无线通信技术包括GSM、CDMA、LTE等。
通过无线通信技术，可以将馈线系统中的各种参数和状态信息传输到监控中心，从而实现对系统的实时监控和管理。
3.2 变电站自动化变电站是馈线系统的重要组成部分，对其实施自动化控制具有重要意义。
变电站自动化包括对变电设备的远程监控和操作，以及对变电站内部各个系统的自动化管理。
通过变电站自动化，可以提高变电站的运行效率和可靠性，减少人为操作错误，并且可以实现对变电站的远程监控和控制。
3.3 故障检测与定位技术馈线系统的故障检测与定位是保障系统正常运行的重要环节。
利用现代化的故障检测与定位技术，可以实现对馈线系统各个节点的故障快速检测和准确定位。
这些技术包括线路故障定位技术、线路受力监测技术、设备状态监测技术等。
通过这些技术，可以快速发现和处理馈线系统中的故障，提高系统的可靠性和安全性。
3.4 数据分析与决策支持技术数据分析与决策支持技术是馈线自动化的关键技术之一。
通过对大量的馈线系统数据进行分析和挖掘，可以提取出有用的信息和规律，为系统的运行和管理提供支持和决策依据。
利用这些技术，可以实现对馈线系统的智能化分析和决策，提高系统的运行效率和可靠性。
配电自动化馈线自动化功能分析实验报告
实验四馈线自动化功能分析一、实验目的1、对馈线自动化功能的基本作用有一个感性认识：配电网的安全、可靠运行是发电、供电和保障人民生产和生活用电的重要任务，馈线的运行方式和负荷信息必须及时准确地送到配网监控中心，以便运行管理人员进行调度控制管理；当故障发生后，能及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区域供电。
2、掌握配网SCADA的基本功能、实现原理和操作方法。
3、了解表征馈线当前运行状态的参数类型和特点、获取方式、表现形式。
如馈电点电压、有功功率、无功功率、电流和开关状态等。
4、了解改变馈线当前运行方式的控制命令信息的类型和特点、下发方式。
5、了解非正常状态信息的表现形式。
6、掌握故障判断、隔离和健全区域恢复供电功能的原理和实现二、实验要求1、已对配网教材中有关馈线自动化系统基本结构和功能以及状态信息的处理章节进行了学习，建立了基本概念。
2、实验前认真阅读实验指导书；实验中，根据实验内容，做好实验记录；实验后，写出实验报告。
3、认真上机操作，建立感性认识。
4、严格按照教师的指导进行操作。
5、在实验过程中做好记录。
FTU FTU五、实验步骤及内容1、了解馈线自动化的硬件结构。
（1）调度自动化实验系统配置两台实时监控控制台，一台调度专用投影仪；（2）实时监控控制台联接在调度主站计算机网络系统中；（3）在实时监控控制台上运行实时监控软件，既监控输电网又监控配电网的运行情况；（4）本实验将连接在调度主站计算机网络系统中的多台微机控制台安装并运行实时监控软件，以满足更多同学同时上机操作的需要。
2、启动系统（1）启动厂站一次控制模拟屏和远方采集终端RTU；（2）启动HUB；（3）启动服务器；（4）启动前置通信控制台及其软件；（5）启动实时监控控制台及其软件。
3、了解实时监控控制台的软件配置情况（1）IP地址（2）共享目录的映射关系（3）实时监控软件运行状况，菜单功能，多画面显示4、实时画面显示（1）调出配电网络电气接线图（如下图一）：图一（2）观察配电网络接线图的画法和遥测遥信实时信息的显示；1、主接线图的显示称为静态画面显示；2、遥测遥信实时信息的显示称为动态画面显示；（3）分析接线图及其实时运行状态的显示方法。
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功能： 在线路正常运行时起到断路器的作
用。在线路故障时，如果重合器经历了 超过设定值的故障电流，则重合器跳闸， 并按预先整定的动作顺序做若干次合、 分闸的循环操作，若重合成功则自动终 止后续的动作，并经一段时间后恢复到 预先的整定状态，为下一次故障做好准 本。若重合失败则闭锁在分闸状态，只 有通过手动复位才能解除闭锁。
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整定步骤： ◆分段器的整定：
▲分段器的Y时限一般统一选为5s。 ▲分段器X时限的整定：
第一步：确定分段器合闸时间间隔，并从联 络开关出将配电网分割成如干以电源开关为根 的树状配电子网络。
第二步：在各配电自网络中，以电源节点合 闸为时间起点，分别对各个分段器标注其绝对 合闸延时时间，并注意不能在任何时刻有一台 以上的分段开关同时合闸。
a
B
b
A
C
c
（1）
代表重合器合闸状态 代表重合器断开状态 代表分段器闭锁状态
代表分段器合闸状态 代表分段器断开状态
23
a
B
b
A
C
c
（2）
a
B
b
A
C
c
（3）
24
五、重合器与重合器配合实现故障区段隔离
六、重合器与电压—时间型分段器配合的整 定方法 原则：重合器与电压—时间型分段器配合 方式的整定的关键条件是不能在同一时刻 有两台以上的分段开关同时合闸，只有这 样才能判断出故障区域，避免对故障的误 判。
例1：重合器与过流脉冲计数器型分段器配合隔 离永久性故障区域
a
B
b
A
C
c
（1）
代表重合器合闸状态 代表重合器断开状态 代表分段器闭锁状态
代表分段器合闸状态 代表分段器断开状态
20
aBb
A
Cc
（2）
aBb
A
C
c
（3）
21
aBb
A
c
C
（4）
a
B
b
A
Cc
（5）
返回
22
例2：重合器与过流脉冲计数器型分段器配 合处理暂时性故障区域
电压—时间型分段器：是凭借加压、失压 的时间长短来控制其动作的，失压后分 闸，加压后合闸或闭锁。
X时限：分段器电源侧加压开始，到该分 段器合闸的时延，也称为合闸时间。
8
Y时限：又称为故障检测时间，是指分段器 合闸后在未超过Y时限的时间内又失压， 则该分段器分闸并被闭锁在分闸状态，等 到下一次再得电时也不自动闭合。
功能：在电路发生永久性故障时，分段器在 预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态， 从而达到隔离故障线路区段的目的。若分 段器未完成预定次数的分合操作，故障就 被其他设备切除了，则其保持在合闸状态， 并经一定时间后恢复到预先的整定状态。
7
分类：根据判断故障方式的不同可分为电 压—时间型分段器和过流脉冲计数型分 段器两类。
E e
12
a
b
A
B
15s 7s
(4)
Dd
c C
E e
7s
a
b Dd
A
B
c
15s
7s （5）
C
E e
13
7s
a
b Dd
A
B
闭锁 c
15s 7s
C
（6） 14s
E e
14s
a
b
7s Dd
E e
A
B
闭锁 c
5s
7s
C
（7）
14
例2：环状网开环运行时的故障区段隔离
a
bc
d
e
f
A
B
C
D
E
F
（1）
联络开关
B
C
D
E
15s
7s
7s
联络开关
（5）
f F
返回
17
a
b
c
d
e
f
A
B
C
D
E
F
5s
7s
7s
联络开关
（6）
a
b
c
d 45s e
f
A
B
C
D
E
F
5s
7s
7s
联络开关
（7）
18
a
b
c
d 45s e
f
A
B
C
D
E
F
5s
7s
7s
联络开关
（8）
a
b
c
d 45s e
f
A
B
C
D
E
F
5s
7s
7s
联络开关
（9）
19
2、重合器与过流脉冲计数器型分段器配合
5
分类：
按绝缘介质和灭弧介质分类
油 真空 SF6
重合器
按控制装置分类
液压控制 分立元件控制电路
电子控制 集成电路控制电路 微处理器控制电路
电子液压混合控制
按相数分类
单相 三相
柱上
按安装方式分类 地面
地下
6
2、分段器：是一种提高配电网自动化程度 和可靠性的一种设备，它必须和电源侧前 级主保护开关相配合，在失压或无电流的 情况下自动分闸。
作用是：当分段器关合后，如果在Y时限 内一直可检测到电压，则Y时间之后发生 失压分闸，分段器不闭锁，重新来电时会 合闸，如果在Y时间内检测不到电压，则 分电器将发生分闸闭锁，即断开后来电也 不再闭合。
9
过流脉冲计数型分段器：通常与前级的重 合器或断路器配合使用，在一段时间内， 记录前级开关设备开断故障电流动作次 数，在预定的记录次数后，在前级的重 合器或断路器将线路从电网中短时切除 的无电流间隙内，分段器分闸，达到隔 离故障区段的目的，若前级开关设备未 达到预定的动作次数，则分段器在一定 的复位时间后会清零并恢复到预选整定 的初始状态，为下一次故障做准备。
作用：在正常状态下，实时监视馈线分段 开关与联络开关的状态和亏线电流、电 压情况，实现线路开关的远方或就地合 闸与分闸操作；在故障时，获得故障记 录，并能自动判断和隔离馈线故障区段， 迅速恢复非故障区域供电。
3
二、基于重合器的馈线自动化：指利用配电 自动化开关设备的相互配合关系，不需要 建设通信通道，就能够达到隔离故障区域 和恢复健全区域供电功能的系统。
代表重合器合闸状态 代表重合器断开状态 代表分段器闭锁状态 代表联络开关合闸状态
代表分段器合闸状态 代表分段器断开状态 代表联络开关断开状态
15
a
b
c
d
e
f
A
B
C
D
E
F
（2）
联络开关
a
A
B
15s
b
c
C （3）
d
e
D
E
联络开关
f F
16
a
b
c
d
e
f
A
B
C
D
E
F
15s
7s （4）
联络开关
a
b
c
d
e
A
配电自动化系统
1
第四章 馈线自动化
• 基于重合器的馈线自动化 • 基于FTU的馈线自动化系统 • 配电网简化模型 • 配电网络重构 • 配电网故障判断与隔离 • 馈线自动化的电源问题 • 馈线自动化的若干技术问题
2
§4.1 基于重合器的馈线自动化
一、馈线自动化的概念：就是指配电线路 的自动化，是配电网自动化的重要内容 之一。
10
四、重合器与分段器配合实现故障区段隔离 1、重合器与电压—时间型分段器配合 例1：辐射状网故障区段隔离
a
b
Байду номын сангаас
A
B
(1) 代表重合器合闸状态 代表重合器断开状态 代表分段器闭锁状态
Dd
c C
E e
代表分段器合闸状态 代表分段器断开状态
11
a
b
A
B
(2)
Dd
c C
E e
a
b
A
B
15s
(3)
Dd
c C