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1、配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,20221第第4 4章章 馈线自动化馈线自动化n4.1馈线自动化功能及意义馈线自动化功能及意义 n4.2基本配电网电气设备功能及特点基本配电网电气设备功能及特点n4.3基于重合器的馈线自动化、基于重合器的馈线自动化、n 基于基于FTU的馈线自动化的馈线自动化n4.4配电网简化建模及重构配电网简化建模及重构(研究性教学）研究性教学）n4.5配电网故障判断与隔离配电网故障判断与隔离(研究性教学）研究性教学）n4.6配电网优化过程配电网优化过程(研究性教学）研究性教学）n4.7馈线自动化的技术问题馈线自动化的技术问题(研
2、究性教学）研究性教学）注：FTU：Feeder Terminal Unit，馈线终端单元配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202224.1 4.1 馈线自动化功能及意义馈线自动化功能及意义 馈电线路自动化，简称馈线自动化馈电线路自动化，简称馈线自动化FA基本功能：基本功能：1.数据采集 2.状态监视与故障处理 3.无功控制功能 4.控制操作功能 5.事故告警功能 6.报表功能 7.对时功能配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202234.1 4.1 馈线自动化功能及意义馈线自动化功能及意义 实现实现FA的
3、意义（优点）：的意义（优点）：1.减少停电时间，提高供电可靠性 2.提高供电质量 3.节省总体投资 4.减少电网运行及总体费用 配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202244.2 4.2 基本配电网电气设备功能及特点基本配电网电气设备功能及特点基本配电设备包括：断路器；隔离开关；配电变压器；负荷开关；熔断器；开关柜；（以上设备在前面的课程中都讲过）以上设备在前面的课程中都讲过）我们重点讲述：重合器分段器重合分段器配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202254.2.14.2.1重合器重合器重合器（Recl
4、oser）：具有多次重合功能和自具功能的断路器，是一种能够检测故障电流，在给定时间内切断故障电流并进行给定次数重合的控制装置。重合功能是：当发生短路，重合器断开后，再合闸几次（一般为3.4次）如短路是永久性的，重合器经过预定次数的重合以后重合失败，不再重合，也就是闭锁。手动可以解除闭锁。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202264.2.14.2.1重合器重合器 自具功能是：（1）自带控制和操作电源（如锂电池）（2）它的操作不受外界继电气控制，而由微处理器控制。（3）记忆和识别功能配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,Decemb
5、er 20,20227重合器与断路器比较重合器与断路器比较重合器重合器断路器断路器结结构构灭弧室；操动机构；控制灭弧室；操动机构；控制系统；高压合闸线圈系统；高压合闸线圈灭弧室；操动机构灭弧室；操动机构功功能能识别故障；断开故障电流；识别故障；断开故障电流；多次重合；分闸闭锁多次重合；分闸闭锁断开故障电流；电路断开故障电流；电路分合闸分合闸动作动作方式方式检测故障电流，自动分闸，检测故障电流，自动分闸，再次重合；无需通信和接再次重合；无需通信和接受遥控命令受遥控命令只能接受保护信号分只能接受保护信号分闸和控制室遥控命令闸和控制室遥控命令分合闸分合闸开断开断特点特点双时限和双时性开断特性双时限和
6、双时性开断特性开断、重合均由控制开断、重合均由控制保护系统决定保护系统决定安装安装地点地点变电站内、架空线路变电站内、架空线路一般在变电站内一般在变电站内配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202284.2.14.2.1重合器重合器 主要技术参数：1、额定电流：设备长期可承受的电流 2、额定电压：设备标称电压 3、最小脱扣电流：重合器由闭合状态到断开状态的最小电流 配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202294.2.14.2.1重合器重合器4、重合器时间电流特性：短路电流越大，动作越快快速动作线A慢速动作
7、线B、C当故障发生后，重合器就会按照预设的动作顺序动作比如：3次合闸“一快二慢”短路发生，一快：重合器第一次快速动作断开，然后重合，如果电路电流还有，那么延时一定时间再和闸，这是一慢；如果延时后合闸故障还在，那么将延时更长再合闸，为二慢。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022104.2.2 4.2.2 分段器分段器ASLASL分段器（Sectionalizers）：一种与电源侧前级开关设备相配合，在无电压或是无电流的情况下自动分闸的开关设备。它串联在重合器或断路器的负荷侧，它不能断开故障电流。过流脉冲计数型分段器工作程序过流脉冲计数型分段器工作
8、程序 当线路发生故障时，电源侧保护装置切断故障线路，分段器的计数装置开始计过流脉冲过流脉冲次数，当达到预先整定的的次数后，在重合器跳开故障线路的瞬间，分段器自动跳开。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202211 在上图中，假设重合器为1快2慢重合3次，那么分段器计数次数也将设定为3次后动作。当负荷1侧发生短路时，如果是瞬间短路，分段器记录过流脉冲过流脉冲次数为1，重合器跳闸断电，后重合器快速合闸，由于是瞬间短路没有短路电流，所以重合成功。分段器计数只为1，所以不断开。假如是永久故障，那么重合器将断3次，合3次，3次都有短路电流，分段器计数过流脉冲
9、过流脉冲到达3次，最后断开配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202212分段器实物分段器的自具功能：记忆过流脉冲次数 经过一定复位时间，可以自动清除已有计数，为下一次工作做准备。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022134.2.34.2.3重合分段器重合分段器重合分段器（电压.时间型分段器）一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关RSFDRSRSSRS开关本体RS：失压时自动分断电源变压器SRS：开关的动力电源故障检测器FDR：检测两端电控制器构成：FDR的功能：用于常闭工作状态：检测电源侧有压启动
10、X计数器.延时合闸用于常开工作状态的联络开关：检测两侧任一侧失压启动XL计数器.延时合闸判断线路有压时自动合闸判断线路无压时自动分闸分合负荷电流、关合短路电流（不能切断短路电流）功能：配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202214重合分段器参数：X时限：延时合闸时限，从分段器电源侧加电压到该分段器合闸的时间Y时限：延时分闸时限，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，下一次再得电时也不再自动重合Z时限：闭锁合闸时限，为分段器从失压到自动跳闸之间短暂延时。如重合器动作时间为t，为使分段器可靠工作：t+ZYnsB、C
11、：分段器，整定ns=2BACabc正常时：全部合闸状态，正常供电c区永久故障：c区瞬时故障：A重合成功，C计数=1=2台分段开关同时合闸“分段器”整定方法：Y时限统一取5sX时限：F第一步：确定分段器合闸时间间隔、分割配电子网（从联络开关分割配电子网，电源开关为根的树状）；F第二步：在子网，以电源合闸为起点，标各分段开关的绝对合闸延时；F第三步：X时限=该开关的绝对合闸延时.父节点的绝对合闸延时配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202227重合器与电压.时间型分段器配合的整定方法举例“分段器”X时限整定：F第一步：确定分段器合闸时间间隔7s（保证X
12、Y）分割配电子网3个：S1、B、C、D、E、G、H；S2、F、E；S3、M、H，S1、S2、S3：断路器或重合器F第二步：分段器的绝对合闸延时Xa(S1)=0s、Xa(B)=7s、Xa(C)=14s、Xa(D)=21s、Xa(G)=28sXa(S2)=0s、Xa(F)=7s Xa(S3)=0s、Xa(M)=7sF第二步：计算X时限X(B)=7s、X(C)=7s、X(D)=7s、X(G)=Xa(G).Xa(C)=14sX(F)=7s X(M)=7s配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202228重合器与电压.时间型分段器配合的整定方法举例“联络开关”X
13、L时限整定：“分段”闭锁后“联络”再合闸S1、S2、S3：断路器或重合器只1台联络开关：若分段器闭锁在分闸的延时tmax(L)、tmax(R)记Tmax=maxtmax(L)、tmax(R)，取XLTmax有多台联络开关：需事先确定营救策略的优先级d区K 到D闭锁：tmax.d=5(s1)+7+7+7=26sg区K 到G闭锁：tmax.g=5(s1)+7+7+14=33se区K 到F闭锁：tmax.e=5(s2)+7=12sh区K 到M闭锁：tmax.h=5(s3)+7=12sTmax=33sE合闸为第一营救方案：则XL(E)=40sTmaxH合闸为第二营救方案：E合闸到送电至H tE.H=7
14、+14=21s（判E是否合闸成功）则XL(H)=70s(XL(E)+tE.H)S1S2S3BCDEFGHMabcdefmhg配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202229重合器与电压.时间型分段器配合的整定方法课堂练习S1，S2为断路器，动作时限2s。整定B、C、D、E、F、G、H各时限。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202230重合器与电压.时间型分段器配合环状网开环运行时故障区段隔离A：重合器，整定一慢一快（15s、5s）E：分段器，整定XL=45s、Y=5s、二套（正常供电时开断状态）B、C、
15、D：分段器，整定X=7s、Y=5s、一套正常时：E分闸、其他全部合闸状态，开环运行、正常供电c区永久故障：A跳闸后B、C、D跳闸、E开始记时 A第一次延时合闸后7sB合闸、再7sC合闸 C合闸于故障、A跳闸、B、C跳闸（C闭锁.隔离故障）A第二次延时合闸后7sB合闸 E延时45s合闸、再7sD合闸 D合闸于故障F侧全跳（D闭锁.隔离故障）F侧从电源依次合闸、E第二次延时45s合闸BACDEabcdebF问题：F侧全部区域断电一次东芝公司改进电压.时间型分段器：异常低压闭锁功能 任一侧电压30%UN超过150ms(有电压、但异常低.故障)则闭锁.乙种闭锁(此例:C合闸期间D闭锁)配电设备及配电自
16、动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202231基于重合器的馈线自动化系统的不足重合器或断路器切除故障电流、馈线全线失压切除故障时间长降低了可靠性扩大了故障影响范围重合器与分段器配合隔离故障时另一侧断电一次仅在故障时起作用不能实现监视线路负荷、故障时恢复供电无法采用最优方案配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202232思考题1、下图分段器整定 X=7s，Y=5s，断路器切除故障时间（包括继电保护动作时间）tQF=2s，分析说明永久故障时故障隔离过程。如果分段器整定错误，整定为X=5s，Y=7s，有什么后果？由此得出X，Y
17、，tQF之间应满足的关系。2、图4.2（a），如果d区发生永久性故障，说明故障隔离、恢复对非故障区域供电的过程，并画出各开关的动作时序图。QFRS1RS2配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202233思考题3、图4.4（a），如果b区发生永久性故障，说明故障隔离、恢复对非故障区域供电的过程，并画出各开关的动作时序图。4、重合器与分段器配合时，怎样整定分段器的X时限和Y时限？举例。5、图4.11，如果H合闸为第一营救方案，E合闸为第二营救方案，试整定 。S1S2S3BCDEFGHMabcdefmhg配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesda
18、y,December 20,2022344.3.2 4.3.2 基于基于FTUFTU的馈线自动化系统的馈线自动化系统正常时：FTU采集开关运行状态、信息上送、接受远方操作命令并执行；故障时：FTU记录、上送信息、执行隔离和最佳供电恢复方案FTU：Feeder Terminal Unit，馈线终端单元组成配电自动化控制中心计算机网络（SCADA）区域工作站区域工作站区域工作站RTURTUFTU分段开关联络开关断路器馈线控制线通信线配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202235FTU的性能要求遥信功能：开关状态、保护动作状态遥测功能：电压、电流、有功功
19、率、无功功率；遥控功能：柱上开关跳合闸；统计功能：动作次数、动作时间、累计切断电流水平；对时功能：接受主系统对时；时间顺序记录（SOE）：发生时刻、先后顺序；事故记录：最大故障电流、故障前负荷；定值远方修改和召唤定值：DAS修改定值、召唤当前定值；自检和恢复功能：远方控制闭锁和手动操作功能：检修时闭锁；远程通信功能：抗恶劣环境：户外:雷电、温度、湿度、风沙、振动、电磁良好的维修性：不停电检修；可靠的电源：线路停电时保持工作电源。可选择功能：电度采集：核算电费、估算线损；微机保护；故障录波。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202236FTU的组成和
20、结构两个机壳的结构电源模块电池交流典型的FTU系统框图用户组态设置模块80C196K微处理器光纤接口RS485接口RS232接口TV/TA模块控制输出及状态量/脉冲量/数字量采集模块接线端子配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202237FTU的组成和结构交流采样处理配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202238FTU的组成和结构遥信去抖动遥控可靠性控制配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202239区域工作站区域工作站：是一个集中和转发装置，与FTU问答通信。
21、信息集中和转发：查询各FTU收集现场信息，存入实时数据库，上报SCADA（完成查询前禁止上报）；UPSDCE多路串行口DCEDCEDCE工业控制机馈线自动化SCADA至FTU至FTU 至FTU典型的区域工作站组成监视FTU通道：工作站与FTU间设通道正常信号.遥信 数据通信正常：工作站收到一帧信息并校验正确，则置位遥信 数据通信错误：连续三次数据通信失败，则遥信清零 数据通信恢复正常：遥信重新置位配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202240配变远方测控单元（TTU）典型TTU组成电源模块电池交流串行接口微处理器模块至区域工作站串行接口状态量/脉冲
22、量/数字量采集模块电容器切投模块用户组态设置模块TV/TA模块接 线 端 子至低压用户抄表监视：电流、电压、功率、功率因数、分时电量、电压合格率等目的：考核、经济运行分析、安全运行监视；根据负荷曲线计算线损；对用户电量核算、察觉窃电；抄表数据接力和远传。与FTU的区别：与低压用户抄表器通信；电容器切投模块。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202241两种馈线自动化系统的比较基于自动化开关设备基于FTU和通信网络主要优点主要缺点主要设备适用范围结构简单,建设费用低;不用建设通信网;无电源提取问题.故障时隔离,正常时监控,优化运行方式,安全经济运行;
23、适应灵活的运行方式;恢复供电时采用安全最佳方案;与GIS,MIS联网实现全局信息化.仅故障时起作用,无正常监控和优化运行方式;运行方式改变后需现场修改定值;恢复供电无法采用安全最佳方案;需多次重合,冲击大.结构复杂,建设费用高;需要建设通信网;存在电源提取问题.重合器,分段器等.FTU,通信网络,区域工作站,配电自动化计算机系统.农网,负荷密度小的偏远地区,供电途径少于2条的网城网,负荷密度大的地区,重要工业园区,供电途径多的网,其他对供电可靠性要求高的区域.配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202242思考题1、馈线自动化有哪两种实现方式？比较实
24、现方法和优缺点。2、什么是FTU、TTU？各有什么功能？它们的功能的主要区别是什么？为什么有这样的区别？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022434.4.1 配电网简化建模节点（Node）：电源点、馈线沿线、开关、T接点节点的权：流过该节点的负荷边（edge）：相邻两节点间的馈线和配电变压器综合边的权：边上所有配电变压器供出的负荷之和M1S1S2E1B1B2简化模型Mi：电源点Si：馈线开关Bi：T接点Ei：末梢点模型是赋权图：S1S2M1传统模型配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202244等长邻
25、接表（1/4）n网基邻接表：“网基”馈线为无向图N个节点，N行5列1015746第1列元素：节点类型，0.普通节点、1.T接点、2.源点、3.末梢点；第3、4、5列元素：邻接的顶点序号。第2列元素：顶点是否过负荷，1.过负荷、0.不过负荷；以上所有空闲位置填“.1”配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202245等长邻接表（1/4）n网基邻接表：“网基”馈线为无向图N个节点，N行5列1015746配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202246等长邻接表（2/4）n弧结构邻接表：“网形”馈线为有向边N个节点
26、，N行5列第1列元素：顶点状态，1.合状态、0.分状态；第2、3列元素：以顶点为终点的弧的起点序号，（相邻起点序号）；第4、5列元素：以顶点为起点的弧的终点序号，（相邻终点序号）。以上所有空闲位置填“.1”1015746配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202247等长邻接表（3/4）n负荷邻接表：N个节点，N行4列第1列元素：节点负荷；第2、3、4列元素：以节点为端点的边的负荷，（顺序与DT第3、4、5列一致）；以上所有空闲位置填“.1”1015746配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202248等长
27、邻接表（4/4）n额定负荷邻接表：N个节点，N行4列第1列元素：顶点额定负荷；第2、3、4列元素：以顶点为端点的边的额定负荷；空闲位置：填“0.01”;元素顺序：与LT一致。n归一化负荷邻接表：N个节点，N行4列配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202249配电网络拓扑n基形变换：根据配电网结构（DT）和开关当前状态（CT第1列）求出配电网的运行方式（CT其余各列）的过程。123456789123456789配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202250配电网络拓扑n基形变换：根据配电网结构（DT）和开
28、关当前状态（CT第1列）求出配电网的运行方式（CT其余各列）的过程。123456789123456789配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202251配电网络拓扑连通系：配电网中具有潜在连通关系的子系统。连通系的分解：从DT中搜索出各个连通系的过程。61013815119231274存在2个连通系：配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202252负荷间的关系（1/3）父节点子节点：n点弧变换：已知配电网中各节点的负荷，根据弧结构邻接表CT，计算出各条弧的负荷的过程。父节点负荷=子节点负荷之和+同父弧负荷之
29、和配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202253负荷间的关系（1/3）区域：连通的若干馈线段构成的子网络（故障隔离的最小范围）区域的入点：潮流流入的端点区域的出点：其余端点区域的外部端点全部为负荷开关；区域的内部节点全部为T接点，没有内部节点的区域即一段馈线区域是故障隔离的最小范围区域的表示：123456789顺序.入点、出点，内节点不写n点弧变换：已知配电网中各节点的负荷，根据弧结构邻接表CT，计算出各条弧的负荷的过程。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202254负荷间的关系（2/3）n点弧变换：已
30、知配电网中各节点的负荷，根据弧结构邻接表CT，计算出各条弧的负荷的过程。变换的依据：父节点负荷=子节点负荷之和+同父弧负荷之和区域负荷=入点负荷.出点负荷之和区域负荷=区域内弧负荷之和区域内点负荷未知配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202255负荷间的关系（3/3）n弧点变换：已知配电网中各条弧的负荷，计算出各节点的负荷的过程。含义：根据各条馈线供出的负荷求出各开关流过的负荷。父节点负荷=子节点负荷之和+同父弧负荷之和1015746配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202256参数提取网基结构邻接表D
31、T：第1、3、4、5列，事先定义在数据库，根据配电网发展修改、删除、补充；第2列节点过负荷情况：开关处RTU、FTU、TTU的数据上报；弧结构邻接表CT：第2、3、4、5列，基形变换得到；第1列开关状态：开关处RTU、FTU、TTU的数据上报；负荷邻接表LT：第2、3、4列，点弧变换得到；第1列顶点负荷：开关处RTU、FTU、TTU的数据上报；额定负荷邻接表RT：事先定义数据库，根据配电网发展修改；归一负荷邻接表LnT：LT和RT计算。基于基于RTU(FTURTU(FTU、TTU)TTU)可以实时掌握配电网当前运行状可以实时掌握配电网当前运行状况况配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tue
32、sday,December 20,202257 研究性题目：1.网基结构邻接表、弧结构邻接表、负荷邻接表、额定负荷邻接表各描述了什么内容？2.下页的思考题配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202258思考题1、用上图练习写邻接表DT、CT、LT。2、用上题的DT和CT第一列得出CT、CT和LT的第一列得出LT。3、配电网简化模型中的参数是怎样提取的？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022594.4.2 配电网络重构.正常运行（1/6）n分类：以配电负荷均衡化为目标的网络重构；以线损最小为目标的网络重
33、构。联络开关分段开关分段开关馈线偶：一个联络开关两侧的两条馈线为该联络开关的馈线偶热源点、热馈线：对应源点相对负荷较大一侧的源点、馈线；冷源点、冷馈线：对应源点相对负荷较小一侧的源点、馈线；几个概念：配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202260正常运行（2/6）以配电负荷均衡化为目标的网络重构联络开关分段开关分段开关定义：联络开关TSi的馈线偶的负荷均衡率RLCi定义：连通系的负荷均衡率RLCa定义：连通系优化启动条件Dset 馈线偶优化启动条件Fset馈线偶中所有源点馈线偶的集合一般 Fset FsetRLCiFset的联络开关放入队列Q从Q中
34、取联络开关iRLCDsetQ队列空结束NNYY馈线偶内负荷均衡化将RLCiFset的联络开关放入队列Q配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202262正常运行（4/6）以配电负荷均衡化为目标的网络重构举例网络优化前1015746627567网络优化后配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202263正常运行（5/6）以线损最小为目标的网络重构定义广义负荷：其中 从 馈线中点到供电源点间电阻和弧的广义负荷 点的广义负荷 弧点变换问题提出：馈线不均匀 负荷均衡化难实现 单位阻抗变化大 保证线损最小父节点负荷=子节
35、点负荷之和+同父弧负荷之和配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202264正常运行（6/6）以线损最小为目标的网络重构定义：联络开关TSi的馈线偶的广义负荷均衡率RWCi定义：连通系的广义负荷均衡率RWCa定义：连通系优化启动条件DWset 馈线偶优化启动条件FWset广义负荷均衡化.线损最小为目标的网络优化配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202265网络重构的启动条件除Fset、FWset和DWset、DWset外，还需要考虑：综合考虑历史、现在和未来的运行情况；设置临界归一化负荷阈值和临界广义归一化
36、负荷阈值：轻载时没必要优化；设置配电网优化控制效果阈值：RLC优化变化有足够效果时，才考虑启动优化控制；网络重构的最终执行经调度员确认。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022664.5 配电网故障判断与隔离 .最小配电区域分解最小配电区域：故障隔离的最小范围有3个最小配电区域：12345678910配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202267.判断规则如果一个最小配电区域始点过电流、所有末点无过电流，则区域内故障；始点过电流、有末点过电流，则区域内无故障；始点无过电流、所有末点无过电流，则区域内无
37、故障。1234567最小配电区域：过电流，则区域内无故障 最小配电区域 ：过电流，无过电流，则区域内有故障 隔离故障区域：断开故障区域端点注意：具有过流脱扣功能的开关越级跳闸（与网形节点状态比较）联络开关分段开关分段开关配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202268.健全区域优化恢复供电健全区域优化恢复供电策略的搜索方法：搜索健全区域营救方案.与健全区域相连的所有联络开关；分别合联络开关.实施营救方案，挑选最佳方案。各种营救方案的分析计算：故障前配电网的负荷分布：邻接表LT、RT、LnT；网络拓扑变化：虚拟合1个联络开关；基形变换得恢复供电后的弧结
38、构邻接表CT；计算恢复供电后的负荷分布：邻接表LT、ET、LnT；判断恢复供电后的过负荷情况：LnT各元素不大于1；分析负荷均衡分布情况：连通系的RLCa满足要求；选择最佳恢复方案：lntij1、RLCa接近1。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202269.健全区域优化恢复供电举例方案一：合分段开关4 RLCa=73/64=1.14 无过负荷方案二：合分段开关6RLCa=109/28=3.89 电源9过负荷12928644828109487364最佳恢复方案：合分段开关4配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 2
39、0,2022704.6.1馈线自动化的技术问题.电源问题馈线自动化控制中心（SCADA网络系统）大容量的UPS：SCADA在停电后长时间安全运行区域站的集中转发系统（有大量的分散馈线测控单元）较大容量的UPS：馈线测控单元停电后长时间安全运行开闭所和小区变的RTU 双电源供电：自动切换装置、电源不间断FTU的工作电源：保证总有电源操作电源和工作电源均取自馈线（不需要蓄电池）操作电源和工作电源均取自蓄电池操作电源取自馈线，工作电源取自蓄电池配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202271馈线自动化的电源问题（1/4）操作电源和工作电源均取自馈线（不需要
40、蓄电池）方式一：开关工作电源采用开关两侧单相变压器供电；方式二：低压线路与柱上开关共杆，采用一台单相变压器和一回低压线供电；方式三：不同电源的两回低压线与柱上开关较近，采用两回低压线供电。变电所 A变电所 C变电所 B变电所 D联络开关联络开关方式一方式三方式二配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202272馈线自动化的电源问题（2/4）操作电源和工作电源均取自馈线.工作电源与备用电源切换FTU工作电源的无扰切换（图4.38）FTU的CPU检测到主回路下降到70%时切除主回路、延时投入备用回路主回路恢复正常后延时切换到主回路开关操作电源的切换（图4.
41、39）配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202273馈线自动化的电源问题（3/4）操作电源和工作电源均取自蓄电池蓄电池充电电源：0.4kV低压馈线或经TV取自10kV高压馈线柱上开关操作方式：直流操作机构和直流贮能48V/10A、24V/25A 交流操作机构和交流贮能需逆变器安放在FTU机箱内配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202274馈线自动化的电源问题（4/4）操作电源取自馈线，工作电源取自蓄电池FTU的工作电源：蓄电池柱上开关操作电源和蓄电池充电：柱上开关合闸时，由于是按顺序进行的，因此当需要合
42、闸时，其必有一侧已经有电。为防止由于越级跳闸后合闸时出现合闸到故障点，须对开关进行补跳操作，其跳闸操作电源则须由蓄电池提供。这种情况下采用直流操作机构和直流储能电机更合适：合闸：交流电源已加至开关，转为直流后驱动。分闸：合闸状态下由直流供电，为储能电机储能，需要分闸时(无论交流电源是否存在)，利用存储的能量驱动。蓄电池寿命：快速熔断器和压敏电阻做放电和冲电保护电压继电器和时间继电器做过充和过放保护。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022754.6.2馈线自动化的技术问题.技术问题（1/6）合闸过程中的励磁涌流问题：引起开关继电保护误动作解决方法
43、：加大继电保护的动作值 增加在合闸瞬间具有二次谐波制动的装置可达配电变压器额定电流的68倍投入并联补偿电容器时的励磁涌流解决方法：与电容器串联电抗器 增加具有二次谐波制动的装置线路合闸过程中的励磁涌流配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202276馈线自动化的若干技术问题（2/6）接点抖动与遥信误报产生原因：户外、环境恶劣解决方法：硬件平滑滤波、软件延时消抖问题：事件发生的确切时刻被模糊解决方法：软件遥信变位初始时刻记录、状态记录延时确认配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202277馈线自动化的若干技术问
44、题（3/6）单相接地区段的判断.方法一：用FTU的信息检测母线有U0，工作站向FTU广播命令冻结I0录波工作站召唤各FTU的录波数据，送控制中心判断接地区域区域工作站10kV段10kV段FTUFTUFTUFTUI0变大I0变大I0变大I0未变U0变大馈线自动化控制中心问题：FTU收到冻结命令有延时，故障前信息可能被“挤出”解决：用FTU处的U0启动冻结命令配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202278馈线自动化的若干技术问题（4/6）单相接地区段的判断.方法二：配电网分层（1）（2）（3）（4）（5）分5层定义1：延潮流方向，开关节点 到开关节点
45、所途经的开关节点数目 加1为开关节点 到开关节点 的间距。定义2：与源点 的间距为m的所有开关节点处于以 为根的第m层。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202279馈线自动化的若干技术问题（5/6）单相接地区段的判断.方法二：配电网分层判断单相接地故障：变电站母线检测到U0后分层延时断开开关（1）（2）（3）（4）（5）断开某开关时U0消失，则判断为单相接地区域：当 、断开 时U0消失，则故障区域配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202280馈线自动化的若干技术问题（6/6）对开关设备的要求.满足与F
46、TU配合的需要进行远方控制：具有低压电动合闸和跳闸操作机构；停电时采用蓄电池供电：额定工作48V、10A；获取故障电流：具有保护TA、测量TA；单相接地故障判断：测量TA能处理Ia、Ib、Ic；测量电压、功率、电能、功率因数：具有测量TV；获取开关位置信号：具有辅助触点；保护功能：过流保护、失压脱扣（分段器）。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202281馈线自动化的若干技术问题（6/6）对开关设备的要求.满足与FTU配合的需要配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202282研究性教学问题研究性教学问题：
47、1.网基结构邻接表、弧结构邻接表、负荷邻接表、额定负荷邻接表各描述了什么内容？2.下页的思考题配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,202283思考题（1）、用上图练习写邻接表DT、CT、LT。（2）、用上题的DT和CT第一列得出CT、CT和LT的第一列得出LT。（3）、配电网简化模型中的参数是怎样提取的？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化Tuesday,December 20,2022843、什么是联络开关的馈线偶？什么是热源点和热馈线、冷源点和冷馈线？4、什么是馈线偶的负荷均衡率、连通系的负荷均衡率？5、什么是配电网的最小配电区域？配电网最小配电区域分解有什么意义？6、配电网故障区域判断规则是什么？举例。