手拉手供电配网自动化方案.doc

手拉手供电配网自动化方案1. 概述配网自动化是指利用现代电子计算机、通讯（网络）、开关技术，对配电网络的参数和运行的设备进行监测和控制的系统。在网络发生故障时，通过系统可以实现迅速自动隔离故障、进行网络重构、转移非故障区域负荷，从而提高供电的可靠性，实现对客户的不间断供电。手拉手供电是目前在我国普遍采用的一种供电方式，具有结构简单、投资省的特点，再配上自动化系统和相关的自动化设备，将会极大地提高供电可靠性 。电流型配网自动化方案一般是指以电流作为判据，利用重合器或重合器、负荷开关的组合，依靠重合器的电流、时间的整定配合实现的一种配网自动化方案。电压型配网自动化方案是指以电压作为判据，利用电压型负荷开关，在变电站开关动作后，依靠变电站与负荷开关时间的整定配合及负荷开关对电压的判断来实现的一种配网自动化方案。手拉手供电电流电压型配网自动化方案是指以方向电流作为保护动作的依据，以电压作为重构的判据，依靠时间及电流的配合，利用重合器及重合器、负荷开关的组合来实现的一种配网自动化方案。采用这种方案，既可以克服电流型方案保护整定配合复杂、分段多难以实现的缺点，也可以避免电压型方案对系统的冲击和对站内设备的损害。其关键是重合器的选择。选用带有电流方向保护、采用永磁操动机构、可予设两套以上保护方案能自动切换的重合器，本设计中所提及的重合器均为此种重合器，其技术参数和特点详见厂家说明书。2. 设计的依据和原则21依据l 配电系统自动化设计导则l 城市电力网规划设计导则l 配网自动化及配电管理系统设计技术引导l 关于加强城市中、低压配网改造的若干意见l 本地区电网发展规划l 本地区电网的相关参数 22原则l 根据国家行业的有关规定，科学设计l 既考虑眼前又照顾发展l 安全、经济、可靠l 根据本地区的电网结构和负荷的特点，合理进行分段3. 方案31双电源五重合器方案（见图1） 对于一般的双电源手拉手供电，可以采用简单的五(或三)重合器对线路进行合理的分段即能实现对故障的隔离和恢复对无故障区域的供电。这样做保护整定和配置相对比较简单容易实现。311组成说明 如图1，该方案由R1、R2、R3、R4、R5五台重合器组成，其中R3为“握手”重合器，B1、B2分别为变电站A和B内的断路器。在R3、R1、R2、R4、R5的两侧均安装用于检定是否有电压和作为重合器工作电源用的电压互感器。图中只画出了R3的，其余未画。本方案中的保护均采用电流型即速断、过流，但未考虑反时限。 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 BA D2 变 变 电电 H1 H2 站 站 D1 D3 B1 R1 R2 R3 R4 R5 B2 图1 312整定配合 3.1.2.1关于变电站保护整定a. 电流对于变电站开关B1、B2可将其速断保护撤出，采用限时速断。对于A变电站过流保护则应有：IB1IR1IR2，对于B变电站则应有IB2IR5IR4 。并且整定前要根据系统容量和网络参数进行严格的计算和校验。B时间TB1、TB2的过流时间均应大于1.5S，以便于重合器的整定配合。C重合闸时间B1、B2均为2min。 3.1.2.2关于重合器整定a. 电流当R3处于分闸状态，系统正常运行时则：IR1IR2、IR5IR4、 IR3IR2、IR4；当R3处于合闸状态，当电源由A变电站供时，则应有：IR1IR2IR3IR4IR5；当电源由B变电站供时，IR1IR2IR3IR4IR5。b. 过流时间 当R3处于分闸状态，系统正常运行时则：TR1（TR5）TB1（TB2）、TR1（TR5）TR2（TR4），若TR1= TR5=1.3S，则TR2= TR4=1.1S，R3=0.9S。 当R3处于合闸状态，整个负荷全部由A变电站供时，则应有：TR1TR2TR3TR4TR5或整个负荷全部由B变电站供时，则应有TR1TR2TR3TR4TR5。即若TR1=1.3S,则TR2 =1.1S、TR3=0.9S、TR4=0.7S、TR5=0.5S或TR5=1.3S,则TR4 =1.1S、TR3=0.9S、TR2=0.7S、TR1=0.5S（可以根据实际情况进行整定）。c. 重合时间 当R3处于分闸状态，系统正常运行时则：TR1（TR5）TB1（TB2）、TR1（TR5）TR2（TR4），若TR1= TR5=3min，则TR2= TR4=4min，R3=5min（可以根据实际情况进行整定）。当R3处于合闸状态，整个负荷全部由A变电站供时，则TR1TR2TR3TR4TR5或整个负荷全部由B变电站供时，则应有：TR1TR2TR3TR4TR5。若TB1=2S，则TR1=3min、TR2 =4min、TR3=5min、TR4=6min、TR5=7min或TB2=2min，则TR5=3min、TR4=4min、TR3=5min、TR2=6min、TR1=7min（可以根据实际情况进行整定）。d. 闭锁时间当线路故障，为减少对系统和设备的冲击，重合器应有闭锁时间设置。即当线路失电，靠近故障的重合器应能根据一定的条件，在一规定的时间内自动跳开，实现故障点的自动隔离。一般地说当重合器两端均失电后，重合器等待一定时间后自动分开，且有：TR1TR2、TR4TR5，e. 闭锁条件重合器可以根据条件进行闭锁。l 保护动作重合次数到闭锁；l 电压互感器闭锁；l 失电时间到闭锁；l 检修状态闭锁。以上两套整定值的变更是由重合器自动完成的，我们只要在重合器安装时一次将其计算整定并设置好即可。 313动作过程分析l 正常运行在正常情况下,重合器R3处于分闸状态，变电站A和变电站B分别对线路供电。l 故障如图1，若线路D1点发生故障，则A变电站开关B1动作跳闸，如果是瞬时性的，待一定时间后B1重合成功线路恢复供电；如果是永久性的，B1重合不成，则R1，R2均失电，重合器R3的电压互感器H1失电。重合器R1在开关B1重合不成后1分钟自动分开（由重合器闭锁条件设定），重合器R3将在开关B1重合不成后5分钟自动合闸，无故障线路恢复供电。若D2点发生永久故障，重合器R1动作，重合不成，R1、R3段失电，重合器R2在重合器R1重合不成后2分钟自动分开，重合器R3将在重合器R1重合不成后5分钟自动合闸，无故障线路恢复供电。若D3点发生永久性故障，重合器R2动作，重合不成，R2、R3段失电，重合器R3将在重合器R2重合不成后5分钟自动合闸，无故障线路恢复供电。如果电源从B变电站供的情况，其分析也如此。l 检修如果A变电站开关B1检修，在B1停电后，重合器R1在开关B1停电后1分钟自动分开，重合器R3将在开关B1停电后5分钟自动合闸，R3、R1段恢复供电，重合器R1则需要人工干预，或将其合闸，或将其转为检修状态（发生故障后不重合）。如果A变电站开关B1的线路侧刀闸或线路检修，在B1停电后，重合器R1在开关B1停电后1分钟自动分开，重合器R3将在开关B1停电后5分钟自动合闸，R3、R1段恢复供电，重合器R1则应转为检修状态。对于一般的线路检修，只要将该段线路两端的重合器转为检修状态即可。对于B变电站的检修，亦照此办理。 32三电源手拉手供电方案(见图2) 对两电源的手拉手供电方案稍做扩展就可以实现三电源的手拉手供电，如图2。321组成说明该方案由两部分组成，其中一部分由B1、R1、R2、R3、R4、R5、B2组成，构成双电源手拉手供电；其余部分则构成了一个三电源手拉手的环网供电。网络中B1、B2、B3为变电站内的断路器，R1R12为重合器，R3、R8、R9为“握手”重合器。在重合器的两侧均安装用于检定是否有电压和作为重合器工作电源用的电压互感器。322整定配合对于第一部分的整定配合如前所述。对于第二部分其总的也如两电源的手拉手供电方案，只要将R8重合器的重合条件整定为只向R7方向供电及处理好三电源间的定值平衡就可以了，这里不再赘述。 A电站 R12 D3 B1 R1 R2 D2 R3 R4 R5 D1 B2 R7 R6 B3 B电 D5 D6 站 R11 R8 D4 R9 R10 B4 C 电 站 323动作过程分析l 正常运行正常情况下，重合器R3、R8、R9处于分闸状态，A、B、C变电站分别对线路供电。l 故障若D1点故障，其动作行为如两电源手拉手供电方案的D1点。若D2点故障，其动作行为如两电源手拉手供电方案的D3点。若D3点故障，若为永久性的，则B1重合不成，R1、R2、R12、R11均失电，B1最后一次重合后1min重合器R1、R12将分闸，5min后“握手”重合器R3、R9将合闸，恢复对失电线路的供电。若D4点故障，重合器R11将按照规定的要求动作并闭锁,R9在R11闭锁后5min重合一次并闭锁。若D5点故障，重合器R7将动作并闭锁，重合器R8将重合一次，重合不成闭锁。若D6点故障，重合器R6将动作并闭锁，重合器R7在1min后跳闸并闭锁，5min后重合器R8重合，恢复对无故障区域的供电。l 检修对于三个变电站中的任何一个检修，均可以从另外两个分别恢复供电。当A变电站的母线设备或开B1检修时，重合器R1、R12在线路失电后1min将自动跳开并闭锁，重合器R3、R9在停电后5min将恢复对失电线路的供电。但检修结束后需人工对重合器R1、R12、R9等进行人工解除。4. 通讯以上方案无论是否有主站或无主站均能实现手拉手的环网供电，并具有较强的自动化功能；对通信的依赖较少，甚至可以完全不依赖于通信。5. 主要特点采用此种配网自动化方案可以：l 投资少，见效快。在建设初期规模不大和资金较少的情况下，只需要将线路合理分段，选择合适的重合器就可以进行配网自动化的试点，避免投资上的失误。在条件成熟时还可以方便地进行扩展。l 简单、可靠l 建设周期短l 灵活、实用