第五章饋線自動化

一、饋線自動化的作用和基本功能饋線自動化的概念：指配電線路的自動化，是配電網自動化的重要內容之一。作用：在正常狀態下，實時監視饋線分段開關與聯絡開關的狀態和饋線電流、電壓情況，實現線路開關的遠方或就地合閘與分閘操作；在故障時，獲得故障記錄，并能自動判斷和隔離饋線故障區段，迅速恢復非故障區域供電。通過網絡重構實現負荷控制和降低網絡損耗。分類：基于自動化開關設備的饋線自動化系統。基于RTU、通信網絡、SCADA計算機系統配網自動化系統第一節概述2022/11/19第2頁沈陽工程學院站內饋線開關數據的采集和監視，由站內RTU來完成。饋線自動化基本功能數據采集事故告警狀態監視與故障處理控制操作無功控制對時報表狀態監視事故處理對正常狀態和事故狀態的監控

故障區域自動判斷、指示與自動隔離；故障消除后迅速恢復供電功能。對安裝在線路上的無功補償電容器組的自動投切控制。在電網正常運行過程中投、切饋線開關，并能帶負荷遙控投、切饋線環網開關和負荷開關以及遙控調整變壓器的分接頭位置。2022/11/19第3頁沈陽工程學院1．減少停電時間，提高供電可靠性2．提高供電質量3．節省總體投資4．減少電網運行與檢修費用

二、實現饋線自動化的優點

2022/11/19第4頁沈陽工程學院（一）

簡易模式簡易模式是指在配電線上必要的節點處裝設故障指示器。這是一種投資少見效快的簡易模式。（二）

基于重合器模式基于重合器模式是以每一條饋線為單元，就地控制模式。在本線上自動實施故障檢測、隔離及恢復供電的功能，不設專用通道，無需遠方集控中心干預。（三）

基于遠方終端FTU模式在饋線監控點安裝桿上遠方終端（FTU）。通過通道與集控中心相連，進行雙向通訊，可以實現遙測、遙信、遙控，在國外這是當前最為流行的模式。

三、饋線自動化系統的模式

2022/11/19第5頁沈陽工程學院這種自動化方案是指利用配電自動化開關設備的相互配合關系，通過重合器、分段器、熔斷器等配電自動化設備之間相互配合,不需要建設通信通道，實現故障隔離、恢復對非故障區段供電的目的,達到隔離故障區域和恢復健全區域供電功能的系統。

第二節

基于重合器的饋線自動化

2022/11/19第6頁沈陽工程學院（一）重合器的定義所謂重合器是具有多次重合功能和自具功能的斷路器。是一種能夠檢測故障電流，并能在給定時間內遮斷故障電流以及進行給定次數重合的控制裝置。是一種自具控制及保護功能的開關設備，它能按預定的開斷和重合順序自動進行開斷和重合操作，并在操作后自動復位或者閉鎖。重合器具有自具功能一、重合器它自帶控制和操作電源

它的操作不受外界繼電器控制，而由微處理器控制。

2022/11/19第7頁沈陽工程學院功能：在線路正常運行時起到斷路器的作用。在線路故障時，如果重合器經歷了超過設定值的故障電流，則重合器跳閘，并按預先整定的動作順序做若干次合、分閘的循環操作，若重合成功則自動終止后續的動作，并經一段時間后恢復到預先的整定狀態，為下一次故障做好準本。若重合失敗則閉鎖在分閘狀態，只有通過手動復位才能解除閉鎖。

（1）按相別分：自動重合器有單相、三相式。（2）按安裝方式分：可分為桿上、地面上、水下或地下，可實現串聯分閘、并聯分閘等多功能自動分閘。（3）按滅弧介質分：可分為油重合器、真空重合器和六氟化硫重合器。（4）按控制方式分：可分為液壓重合器和電子重合器兩類（二）自動重合器的分類及特點2022/11/19第9頁沈陽工程學院分類：1．自動重合器的主要技術參數（1）額定電流:表征設備長期承載電流的能力，以有效值表示。設備的額定電流必須等于或大于線路最大預期負荷電流。（2）額定電壓：即開關設備的標稱電壓。按IEC標準要求修訂的新標準中，開關設備的額定電壓已改為最高電壓，即開關設備的額定電壓應不低于系統電壓。（3）最小脫扣電流：重合器的最小脫扣電流選擇應使得當被保護線路出現最小的故障電流時應能檢測到且及時切斷，不要誤動作又有相應的靈敏度。（4）重合器的時間—電流（t-I）特性（三）

自動重合器的主要技術參數及選用原則2022/11/19第11頁沈陽工程學院快速動作曲線慢速動作曲線2022/11/1912沈陽工程學院2．重合器的選用原則（1）重合器的額定電壓必須大于或等于系統電壓。（2）重合器的遮斷電流必須大于或等于重合地點可能出現的最大故障電流。（3）重合器的長期工作的額定電流，必須大于或等于線路的負荷電流。（4）重合器應能夠檢測到和遮斷它所承擔的保護區末端發生短路時可能出現的最小故障電流。（5）重合器與其它保護裝置配合時，通過時延和操作程序的選擇，應保證有選擇地切除故障，將系統中瞬時遮斷和長期中止供電的范圍盡量縮小，并且與其后續線路的保護設備相配合。

2022/11/19第13頁沈陽工程學院（一）分段器的概念及作用線路自動分段器(Automaticlinesectionalizer)簡稱分段器，是一種與電源側前級開關設備相配合，在無電壓或無電流的情況下自動分閘的開關設備。是一種提高配電網自動化程度和可靠性的一種設備，它必須和電源側前級主保護開關相配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘。二、分段器2022/11/19第14頁沈陽工程學院作用：它廣泛地應用在配電網線路的分支線或區段線路上，用來隔離永久性故障。

功能：在電路發生永久性故障時，分段器在預定次數的分合操作后閉鎖于分閘狀態，從而達到隔離故障線路區段的目的。若分段器未完成預定次數的分合操作，故障就被其他設備切除了，則其保持在合閘狀態，并經一定時間后恢復到預先的整定狀態。2022/11/19第15頁沈陽工程學院分段器的結構類型結構類型按介質區分

六氟化硫分段器

按控制功能分真空分段器

油分段器

電子控制分段器

空氣分段器

液壓控制分段器

按識別故障原理分過流脈沖記數型電壓|時間型

2022/11/19第16頁沈陽工程學院（1）必須使分段器的額定電壓等于或大于系統最高工作電壓。（2）分段器必須串聯使用在自動重合器的負荷側，其額定長期工作電流應等于或大于預期的負荷電流；額定瞬時電流必須等于或大于可能出現的最大故障電流。（3）分段器的熱穩定電流必須等于或大于使用場合的最大短路電流，其動、熱穩定時間必須大于上級保護的開斷時間。（4）分段器的最小動作電流應該為電源側保護裝置最小跳閘電流的80％（二）分段器的選用原則2022/11/19第17頁沈陽工程學院過流脈沖計數型分段器通常與前級開關設備（重合器或斷路器）配合使用，它不能開斷短路故障電流，但具有“記憶”前級開關設備開斷故障電流動作次數的能力。在一段時間內，記錄前級開關設備開斷故障電流動作次數，在預定的記錄次數后，當前級開關設備將線路從電網短時切除的無電流間隙內分段器才分閘，隔離故障線路段，使前級開關設備如重合器或斷路器可重合到無故障線路，恢復線路運行。如果故障是瞬時的或未達預定記憶次數，分段器在一定的復位時間之后會“忘記”其所作的記憶清零而恢復到預先整定的初始狀態，為新的故障發生準備另一次循環操作。（三）過流脈沖計數型分段器2022/11/19第18頁沈陽工程學院

圖5-2過流脈沖記數型分段器工作示例

2022/11/1919沈陽工程學院電壓一時間型分段器是憑借加壓、失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖。電壓一時間型分段器既可用于輻射狀網和樹狀網，又可用于環狀網。（四）電壓一時間型(重合式)分段器2022/11/19第20頁沈陽工程學院三個重要參數：（1）x時限：為延時合閘時限，即指從分段器電源側加電壓至該分段器合閘的時間,也稱為合閘時間。2022/11/19第21頁沈陽工程學院（2）y時限：又稱為故障檢測時間或延時分閘時限，其含義是：若分段器合閘后在未超過y時限的時間內又失壓，則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態，待下一次再得電時也不再自動重合。作用是：當分段器關合后，如果在Y時限內一直可檢測到電壓，則Y時間之后發生失壓分閘，分段器不閉鎖，重新來電時會合閘，如果在Y時間內檢測不到電壓，則分電器將發生分閘閉鎖，即斷開后來電也不再閉合。2022/11/19第22頁沈陽工程學院（3）z時限：閉鎖合閘時限。為分段器從失壓到自動跳閘之間的短暫延時。若設重合器或斷路器的保護動作時間為t，為使分段器可靠工作，對于x，y，z時限的整定必須滿足如下關系：（t+z）<y<x。

2022/11/19第23頁沈陽工程學院應用于放射式供電網的重合式分斷器動作過程(1)設故障發生在第五區段，這時，位于變電所的斷路器或重合器在保護動作時間t秒后跳閘，使所有重合式分段器都因斷電而分閘，所有區段供電暫停。

(2)斷路器(或重合器)在一定的時間間隔(如0．5s)后第一次重合，而各個重合式分段器Q01～Q04，按預先設定的合閘順延時差(x時限)依次合閘送電。如圖上所標明的Q01在lOs后，Q02在10+10=20s后，QO3在10+10+10=30s后，Q04在10+30=40s后依次關合，向其后的線路段送電。(3)若第五區段故障依然存在，則因Q04關合在故障線路上而使斷路器(或重合器)再度跳閘，所有區段又再度停電，所有分段器又都分閘，不過這時因為Q04的控制器在檢測時限(y時限)內檢測到又失去電壓，因而將Q04閉鎖在分閘狀態，待下次再得電時也不再自動重合。(4)斷路器(或重合器)第二次重合后，Q01、Q02、Q03按設定的時間差又依次相繼合閘，直到第四區段供電正常。Q04因處于閉鎖狀態，因而將有故障的第五區段與電網隔離。與此同時，設置在變電所的故障區段指示器與斷路器聯動，按時間的長短顯示出故障在第五區段。2022/11/1924沈陽工程學院各開關設備的動作時序圖

2022/11/19第25頁沈陽工程學院（五）、重合器與分段器配合實現故障區段隔離

1、重合器與電壓—時間型分段器配合例1：輻射狀網故障區段隔離例2：環狀網開環運行時的故障區段隔離2、重合器與過流脈沖計數器型分段器配合例1：重合器與過流脈沖計數器型分段器配合隔離永久性故障區域例2：重合器與過流脈沖計數器型分段器配合處理暫時性故障區域（六）、重合器與電壓—時間型分段器配合的整定方法

原則：重合器與電壓—時間型分段器配合方式的整定的關鍵條件是不能在同一時刻有兩臺以上的分段開關同時合閘，只有這樣才能判斷出故障區域，避免對故障的誤判。

整定步驟◆分段器的整定：

▲分段器的Y時限一般統一選為5s。

▲分段器X時限的整定：

第一步：確定分段器合閘時間間隔，并從聯絡開關處將配電網分割成若干以電源開關為根的樹狀配電子網絡。

第二步：在各配電子網絡中，以電源節點合閘為時間起點，分別對各個分段器標注其絕對合閘延時時間，并注意不能在任何時刻有一臺以上的分段開關同時合閘。

第三步：某臺分段器的X時限等于該開關的絕對合閘延時時間減去作為其父節點的分段器的絕對合閘延時時間。例：圖示配電網S1、S2、S3代表變電站出口斷路器，B、C、D、E、F、G、H、M代表分段開關，E和H為聯絡開關，實心符號代表開關處于合閘狀態，空心符號代表開關處于分閘狀態。X時限整定：第一步：確定分段器開關合閘時間間隔為7s，并從聯絡開關處將配電網分割成三個輻射狀配電子網絡：S1、B、C、D、E、G、H，S2、F、E和S3、M、H。第二步：對于自網絡S1、B、C、D、E、G、H，其各臺分段器的絕對合閘延時時間分別為：Xa(B)=7s，Xa(c)=14s，Xa(D)=21s，Xa(G)=28s；同理，對于子網絡S2、F、E有Xa(F)=7s；對于子網絡S3、M、H有Xa(M)=7s.第三步：某臺分段器的X時限等于該開關的絕對合閘延時時間減去作為其父節點的分段器的絕對合閘延時時間，于是有：X(B)=Xa(B)-0=7s，X(c)=Xa(c)-Xa(B)=14-7=7s，X(D)=Xa(D)-Xa(c)=21-14=7s，X(G)=Xa(G)-Xa(c)=28-14=14s，X(F)=Xa(F)-0=7s，X(M)=Xa(M)-0=7s◆聯絡開關的XL時限的確定

只有一臺聯絡開關參與故障處理時：分別計算出假設該聯絡開關兩側與該開關相連接的區域故障時，從故障發生到與故障區域相連的分段器閉鎖在分閘狀態所需的延時時間tmax（左）和tmax（右）取其中較大的一個記作tmax，則XL時限設置應大于tmax。（七）、基于重合器的饋線自動化的不足

1、采用重合器或斷路器與電壓—時間型分段器配合，當線路故障時，分段開關不能立即分斷，而要依靠重合器或斷路器的保護跳閘，在饋線失壓后，分段開關才能分斷。采用重合器或斷路器與過流脈沖計數型分段器配合時，也要依靠重合器或斷路器的保護跳閘，導致饋線失壓后，分段開關才能分斷。

2、基于重合器的饋線自動化系統只能在線路發生故障時發揮作用，而不能在遠方通過遙控完成正常的倒閘操作。

3、基于重合器的饋線自動化系統不能實時監視線路的負荷，因此，無法掌握用戶用電規律，也難于改進運行方式，當故障區域隔離后，在恢復健全區域供電，進行配電網重構時，也無法確定最優方案。短路故障指示器是利用電磁原理，依靠指示牌轉動位置的變化、顏色的變化或燈光的閃動來指示故障的發生，這些指示器當指示后，可以依靠人工手動復歸或經過延時后自動復歸，有些是利用線路恢復正常后通過負荷電流來自動復歸。三、故障指示器2022/11/19第48頁沈陽工程學院配網不同于輸電網，分支很多，故障后一般只是上級斷路器跳閘，但不能確定具體故障分支和位置。目前，配電系統大多還不能對配電線路進行全面的監測和控制，即使在主干線上有開關分段，也只能隔離有限的幾段，故障后尋找故障點往往要耗費大量物力和人力。配電網故障區段自動定位方法（1）利用繼電保護及配合，確定故障出線；（2）在線路上裝上重合器、分段開關等，故障后自動隔離故障區段；（3）在分支上裝設熔斷器或分段開關等；（4）在線路分段開關處裝設饋線監控終端；（5）安裝故障指示器。配電網故障區段自動定位方法故障指示器是一種安裝在架空線、電纜及母排上指示故障電流通路的裝置。通過在分支點和用戶進線等處安裝故障指示器，可以在故障后借助于指示器的指示，迅速確定故障分支和具體區段，大幅度減少尋找故障點的時問，盡快排除故障，恢復正常供電，提高供電可靠性。第（5）種方法是近年來發展的一種有效的故障位置指示手段，根據故障指示器的指示，可以比較快地找到故障點。將第（4）（5）兩種方法結合使用，既可進行故障區段隔離及恢復對非故障區段供電，又可較好地確定故障點。一、短路故障指示器圖4-31故障指示器a）實物圖b）原理框圖當系統發生短路故障時，線路上流過短路故障電流的故障指示器檢測到該信號后自動動作，如由白色指示變為紅色翻牌指示，或給出發光指示。故障判別功能主要是通過檢測電流和電壓的變化，來識別故障特征，從而判斷是否給出故障指示。圖

故障指示器故障指示原理一、短路故障指示器過流型故障指示器的原理運行過程中當檢測到流過指示器的線路電流大于設定值、故障電流持續時間大于設定值則判斷為故障，自動給出故障指示。（1）需仔細審核安裝點正常運行時和故障狀態下的電流，適當選擇動作值，否則會造成拒動或誤動；（2）當系統運行狀態改變時，需更換不同動作值的指示器，否則不能保證指示器正確動作。自適應型故障指示器原理和特點配電線路故障時，線路電流有如下變化規律：（1）從運行電流突增到故障電流，即有一個正的變化。（2）上級斷路器的電流保護裝置驅動斷路器跳閘或熔斷器的熔絲熔斷，其故障電流維持時間是斷路器的故障清除時間（故障清除時間=保護裝置動作時間+開關動作時間+故障電流熄弧時間），或熔斷器的熔斷及燃弧時間。（3）線路停電，電流和電壓下降為零。自適應型故障指示器的原理當線路上的電流突然發生一個正的突變，且其變化量大于一個設定值，然后在一個很短的時間內電流和電壓又下降為零，則判定這個線路電流為故障電流。

故障指示器的種類1）旋轉式翻牌顯示2）發光指示3）旋轉指示和發光指示結合，白天旋轉指示的紅色反光膜容易觀察，夜晚發光指示容易觀察。4）分離指示：將檢測探頭和指示部分分離，指示部分一般通過光纖或短距離無線通信的方式與探頭相連，指示部分可以安裝在容易觀察的地方。5）短距離無線通信：故障指示器與現場的故障采集器間采用短距離無線通信實現雙向數據通信。故障指示器的一般安裝位置（1）變電站出線，用于判斷短路故障在站內或站外。（2）長線路分段，指示短路故障所在的區段。（3）高壓用戶入口，用于判斷用戶故障。（4）安裝于電纜與架空線路連接處，指示故障是否在電纜段。（5）環網柜或電纜分支箱的進出線，判斷故障區段和故障饋出線。一、概述基于FTU的饋線自動化系統:

是通過在變電所出口斷路器及戶外饋線分段開關處安裝柱上FTU．以及在配電變壓器處安裝TTU，并建設可靠的通信網絡將它們和配電網控制中心的SCADA系統連接．再配合相關的處理軟件所構成的高性能系統。

作用：該系統在正常情況下，遠方實時監視饋線分段開關與聯絡開關的狀態和饋線電流、電壓情況，并實現線路開關的遠方合閘和分閘操作以優化配網的運行方式，從而達到充分發揮現有設備容量和降低線損的目的；在故障時獲取故障信息，并自動判別和隔離饋線故障區段以及恢復對非故障區域的供電，從而達到減小停電面積和縮短停電時間的目的。第三節基于FTU的饋線自動化系統2022/11/19第59頁沈陽工程學院典型基于FTU的饋線自動化的組成

配電自動化控制系統SCADAFA控制主站配電自動化通信網絡FTUFTU斷路器聯絡開關分段開關控制線通信線第一層：一次設備（負荷開關、分段器等）第二層：FTU控制箱主要由開關操作控制電路、不間斷供電電源、控制箱體等部件組成。各FTU分別采集相應柱上開關的運行情況，如負荷、電壓、功率和開關當前位置、貯能完成情況等，并將上述信息由通信網絡發向遠方配電網自動化控制中心。各FTU還可以接受配網自動化控制中心下達的命令進行相應的遠方倒閘操作。

第三層：通信子系統第四層：FA控制主站FA控制主站的功能主要是提供人機接口，自動處理來自線路的FTU的數據，對故障點進行定位，并遙控線路開關，實現故障點的自動隔離及恢復供電。

FTU應滿足的基本要求是：①數據傳輸的完整性；②時間響應的快速性；③不同的數據傳輸的優先級和不同響應時間。

第五層：SCADA／DMS主站

SCADA／DMS主站與饋線自動化控制主站相連，可完成配電線路的SCADA監控以及更高級的配電管理功能。

2022/11/1960沈陽工程學院FTU是整個饋線自動化系統的基礎控制單元，起到聯接開關與數據采集、控制系統(SCADA)的橋梁作用，用于實現配電網監控，對配電負荷開關(架空線)或環網柜(地下電纜)進行監控的自動化設備。

FTU主要由主控制器部分、開關量輸入／輸出(I／O)部分、調制解調器(MODEM)、電壓電流形成等四部分組成。二、對FTU（現場終端裝置）的性能要求2022/11/19第61頁沈陽工程學院FD-F2010型：1個或若干個F2010B型饋線終端單元多功能電源模塊現地操作模塊通信接口設備蓄電池模擬量輸入板開關量輸入/輸出板機箱終端的維護軟件。

F2010B型饋線終端單元內部硬件結構F2010B饋線終端單元采用雙CPU結構，除了應用通用微處理器來控制系統運行外，還增加了一個數字信號處理芯片DSP，來完成模擬輸入量的處理計算，F2010B型饋線終端單元內部硬件結構FPGA完成的主要功能有主CPU和DSP之間的接口控制、模擬輸入量的多路選擇等。由16位高速A／D轉換器轉換為數字量，以串行數據流的形式送入DSP進行處理。F2010B型饋線終端單元內部硬件結構實現對狀態量的取反處理和去顫處理，去顫時間可設數字量輸出采用兩級繼電器設計。CPU通過返校寄存器，檢查校對繼電器輸出控制過程中硬件控制電路及繼電器驅動器狀態是否正確，實現了繼電器的狀態返校。圖F2010B饋線終端單元接線端子功能圖F2010B型饋線終端單元外部接口F2010B型饋線終端單元軟件1．基本測量模塊每個周波采樣64個點，每個點A／D轉換的精度為16位。采樣速率可以自動調整以適應被測信號頻率的變化。每路饋線的三相電壓及零序電壓、線電壓、三相電流及零序電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、相角、頻率、直流電壓等。遙信量主要有：輸入遙信、饋線電流過流、饋線電流方向、饋線電流倒送、零序過流、零序過壓、開關動作、開關閉鎖、中性點過流、接地故障、饋線終端單元運行狀態等2.F2010B型饋線終端單元的通信規約DL/T634104-2002由饋線終端單元維護軟件實現與主站通信的發送信息表靈活配置。3.故障檢測（1）故障檢測類型相間短路故障；中性點過流故障（電容電流）；小電流接地故障。F2010B型饋線終端單元軟件（2）相間短路故障檢測相間短路故障處理模塊可以檢測和區分負荷過流故障、瞬間故障和永久性故障產生各相電流過流、斷路器重合成功、斷路器閉鎖等不同的告警信息并可以選擇上報給主站。故障處理模塊可以生成故障開始和故障結束幾個周波的故障記錄數據表供主站召喚。F2010B型饋線終端單元軟件判斷12種狀態，包括：無壓無流狀態，確認無壓無流狀態，空閑狀態，電壓正常狀態，過流狀態，確認過流狀態，確認復歸狀態，斷路器動作狀態，確認斷路器動作，斷路器閉鎖狀態，確認斷路器復歸狀態，勵磁涌流抑制狀態。（2）相間短路故障檢測通過檢測零序電壓或零序電流是否超過定值，來判斷是否啟動接地故障處理模塊；零序電壓啟動的整定值一般設定為額定相電壓值的16.6%(即相應3U0的門檻值設定為額定相電壓值的50%)；零序電流啟動的整定值一般設定為系統最大接地電流穩態值的1/2倍，最大接地電流穩態值即系統接地故障時的3倍最大零序電容電流穩態值；故障處理模塊可以生成故障開始和故障結束幾個周波的故障記錄數據表供主站召喚。（3）小電流系統單相接地故障檢測電壓、電流形成部分來自線路的電壓、電流主控制器部分開關量輸入/輸出（I/O）部分開關量引入控制開關MODEM與主站通信FTU內部結構2022/11/1972沈陽工程學院FTU一般應具有下列功能：(1)遙信功能。FTU應能對柱上開關的當前位置、通信是否正常、貯能完成情況等重要狀態量進行采集。若FTU自身有繼電保護功能的話，還應對保護動作情況進行遙信。(2)遙測功能。FTU最重要的遙測功能是采集正常運行時和故障瞬間開關經歷的電流，此外還可增加采集電壓、有功功率及無功功率等模擬量的功能。

二、對FTU的性能要求2022/11/19第73頁沈陽工程學院

(3)遙控功能。FTU應能接受遠方命令控制柱上開關合閘和跳閘。(4)統計功能。FTU還應能對開關遮斷故障電流的次數和動作時間進行統計。(5)對時功能。FTU應能接受主系統的對時命令，以便和系統時鐘保護一致。(6)事件順序記錄(SOE)。記錄狀態量發生變化的時刻和先后順序。2022/11/19第74頁沈陽工程學院(7)事故記錄：記錄事故發生時的最大故障電流和事故前一段時間(一般是1分鐘)的平均負荷，以便分析事故，確立故障區段，并為恢復健全區段供電時進行負荷重新分配提供依據。(8)定值遠方修改和召喚定值。。(9)自檢和自恢復功能。FTU應具有自檢測功能，并在設備自身故障時及時告警；FTU應具有可靠的自恢復功能，一旦受干擾造成死機，應能通過監視定時器(WDT)重新復位系統恢復正常運行。(10)遠方控制閉鎖與手動操作功能。(11)抗惡劣環境

2022/11/19第75頁沈陽工程學院(12)具有良好的維修性。(13)可靠的電源。(14)電度采集、微機保護、故障錄波……。這是一項可選功能，對于實行分片管理的供電部門，安裝在聯絡開關處的FTU一般應具有雙向電度采集功能，這對于電能核算和線損估計有意義。

2022/11/19第76頁沈陽工程學院基于重合器的饋線自動化

優點：具有無需通信網絡，無需遠方控制中心進行干預，結構簡單，有利于降低建設投資費用缺點：對開關斷開能力要求高，為找到故障點而需要多次重合，對設備沖擊大，隨網絡運行方式的變化，需要到現場修改定值，且不能對運行參數進行監控，故障信息不能及時上報配調中心等。三、兩種饋線自動化方案比較2022/11/19第77頁沈陽工程學院基于FTU的饋線自動化優點：為全面實現配電自動化創造了最為基本的條件，自動化程度高。缺點：對通訊通道的依賴性很強．結構復雜，建設費用高。適用范圍：城網、負荷密度大的地區、重要工業園區、供電途徑多的網格狀配電網、其它對供電可靠性要求高的區域。2022/11/19第78頁沈陽工程學院第四節基于FTU模式下的故障區段的判斷和隔離過電流無過電流過電流過電流過電流供電方向圖5—7一段輻射狀網饋線的故障區段判斷

對于輻射狀網、根據饋線沿線各開關是否流過故障電流判斷故障區段。假設饋線上出現單一的故障，顯然故障區段應當位于從電源側到末梢方向最后一個經歷了故障電流的開關和第一個未經歷故障電流的開關之間的區段。

2022/11/19第80頁沈陽工程學院故障功率方向故障功率方向圖5—8一段環網饋線閉環運行的故障區段判斷

對于處于閉環運行的環狀網，則必須根據流經饋線沿線各開關的故障功率方向才能判斷出故障區段，此時必須同時采集電流和電壓信號。當分段開關流經超過其整定值的故障電流時，表明有故障發生。當與該區段相連的各開關的故障功率方向均指向該區段時，判斷此段為故障區段2022/11/19第81頁沈陽工程學院當線路發生故障時，各開關的信息由各自的FTU經配電系統通訊網絡上傳到上級控制中心（SCADA），由控制中心根據各開關的信息，判斷出故障點所在段之后，下發命令至相應的FTU，由FTU跳開故障段兩側開關、閉合出線開關和聯絡開關。

2022/11/1982沈陽工程學院面保護定義：除了利用保護裝置自身采集的信息外，還要利用系統中其它信息，做出故障判斷和動作出口，以保證自身設備或局部系統。基于面保護原理的短路故障處理的技術關鍵在于：所有柱上開關是根據自身和其它開關的信息獨立作出判斷和動作的。二、采用面保護技術進行故障處理2022/11/19第83頁沈陽工程學院（1）必須有可靠的通信系統（2）保護裝置都應有CPU

（3）必須具有并行處理能力。（4）自身必須有對故障的處理和判斷程序即保護程序，而不是靠上級配調來判斷。

（一）實現面保護技術必須具備的必要條件2022/11/19第84頁沈陽工程學院（二）面保護基本原理圖5-10故障區段自動識別及隔離的面保護原理

根據保護自身檢測到的狀態和相鄰保護傳來得信息組成異或關系，當本身狀態與相鄰保護傳來的信息相同時（同時過流或同時不過流），則說明故障不在本區段，開關不動。當本身狀態與相鄰保護傳來的信息相異時，可以判斷故障就在兩個相異開關之間的區段。也可以利用測量流過各保護的電流的大小，及相位關系原理來判斷故障區間。

2022/11/19第85頁沈陽工程學院三、配電網故障判別中存在的問題非故障線路的零序電流數值等于本身對地的電容電流，由母線流向線路，即超前零序電壓90o；故障線路的零序電流數值等于所有非故障線路的零序電流之和圖5—11中性點不接地系統發生單相接地在小電流接地系統發生單相接地時，對接地故障的判別分兩步進行。第一步為初選，采用相對值原理(在現行運行方式下，取采樣值前三個中最大的)。第二步，在前三個信號里，采用相對相位概念，即用電流之間的方向或電流和電壓之間的超前與滯后關系，進一步確定是前三個中哪一個故障還是母線故障。2022/11/19第86頁沈陽工程學院(1)電流信號太小。(2)干擾大，信噪比小。(3)電容電流波形的不穩定。(4)其它隨機因素影響的不確定。

因此，傳統的僅依靠故障點信息，按固定的整定值動作的繼電器型產品難以正確動作。

引起小接地系統故障判斷誤差的因素2022/11/19第87頁沈陽工程學院第五節補充-配電網簡化建模一、配電網的簡化處理從負荷的角度將配電網看作是一種賦權圖可以解決配電網簡化的問題。將線路上的電源點、饋線沿線開關、和T接點看作是節點，節點的權為流過節點的負荷。將相鄰兩個節點間的配電饋線和配電變壓器綜合看作是圖的邊，邊的權即是該條邊上所有配電變壓器供出的負荷之和。二、配電網簡化模型的數學描述

1、網基結構鄰接表DT：第一列各元素描述各節點類型，其值可以取0、1、2或3，分別表示該節點為普通點、T接點、源點或末梢點。第二列元素描述各頂點是否過負荷，過負荷為1，不過負荷為0.第三列至第五列元素描述和該頂點鄰接的各個頂點的序號，網基結構鄰接表中的空閑位置的元素填-1.網基結構鄰接表描述配電網的潛在連接方式，決定于配電線路的架設，稱為網基。2、弧結構鄰接表CT:第一列元素描述個頂點所處的狀態，如頂點處于合閘狀態則為1，否則為0，第二列和第三列表示以該頂點為終點的弧的起點的序號，第四列和第五列表示以該頂點為起點的弧的終點的序號，空閑位置的元素填-1.

弧結構鄰接表描述了配電網的當前運行方式，稱這樣的圖為“網形”。3、負荷鄰接表LT

：第一列元素描述相應的頂點的負荷，第二列至第四列元素描述以相應的頂點為端點的邊的負荷，空閑位置的元素填-1.第二列至第四列的順序與網基結構鄰接表中的第三至第五列對應的邊的順序一致。4、額定負荷鄰接表RT：

第一列元素描述相應的頂點的額定負荷，第二列至第四列元素描述以相應的頂點為端點的邊的額定負荷，空閑位置的元素填-0.01.表中元素的順序和負荷鄰接表中元素的順序一致。5、歸一化負荷表鄰接表LnT：表中元素為例：寫出圖示配電網的DT、CT、LT。三、配電網絡拓撲：是根據配電網架結構（DT）和開關的當前狀態（CT第一列）求出配電網的運行方式（CT其余各列）的過程，該過程稱為基形變換。連通系：具有潛在連通關系等一個子系統。四、負荷間的關系：

點弧變換：已知電網中各節點的負荷，根據弧結構鄰接表CT可以計算各條弧的負荷，這個過程稱為點弧變換。

弧點變換：已知配電網中各條弧的負荷，根據弧結構鄰接表CT可以計算出各個節點的負荷，這個過程稱為弧點變換。五、配電網簡化模型中參數的提取：網基結構鄰接表DT中的參數提取弧結構鄰接表CT中的參數提取負荷鄰接表LT中的參數提取額定負荷鄰接表RT中的參數提取第六節補充-配電網絡重構網絡重構啟動的條件：

1.連通系優化、饋線優化

2.歷史、現在、未來等運行情況

3.輕載時重構閾值4.設置優化控制閾值

5.執行確認制度網絡重構：即是配電網絡運行方式的改變，通過網絡重構可以實現負荷的轉移。網絡重構的研究一般分兩類：以配電負荷均衡化為目標的網絡重構，以線損最小為目標的網絡重構。