配电网故障处理关键技术解读课件.ppt
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1、配电网故障处理关键技术,刘 健教授、博士生导师、博士、 Senior Member, IEEE百千万人才工程国家级人选、国务院政府特殊津贴专家国家电网公司优秀工程技术专家、陕西电力科学研究院总工程师,主要内容,配电自动化概述继电保护与配电自动化协调配合模式化故障处理大面积断电快速恢复自愈式故障处理备用电源小结,1、配电自动化概述,电力系统及其自动化,35kV/10kV/6kV/0.4kV,配电系统自动化的难度,我国配电自动化系统的发展,1995年东芝、Cooper产品进入中国1997年银川DAS、上海金滕开发区DAS1998年大规模试点,部分地区过于豪华,指标追求过于高(不必要!)、摊子过于大
2、(不必要!)韩国、法国、日本(注重投入产出)2004年反省2005年制定标准2009智能电网。,我国配电自动化的5种模式,简易型(自动开关配合、故障指示器)实用型(两遥、无FA)标准型(SACDA+FA)集成型(标准型+信息交换总线)智能型(集成型+自愈+经济运行),配电自动化的核心问题,配电网故障处理,配电网故障处理研究意义,配电自动化对于提高供电可靠性具有重要意义配电自动化式智能电网建设的重要组成部分国网公司系统北京、杭州、厦门、银川、上海、南京、宁波、青岛、大连、太原、西安、唐山、兰州、西宁、天津、武汉、重庆、成都、石家庄、长沙、合肥、福州、郑州 23个城市开展配电自动化试点工程南网公司
3、系统广州、深圳等也开展配电自动化工程故障处理是配电自动化的核心功能之一,配电网故障类型,永久故障和瞬时性故障相间短路和单相接地用户故障、分支线故障和主干线故障馈线故障和中压母线故障造成配电网大面积停电的灾害性故障。,配电网故障处理的困难性,开关级联个数多分支多中性点非直接接地户外(恶劣条件、备用电源)设备分散分布式电源接入,面临的实际问题,馈线开关选型? 断路器? 负荷开关?怎样充分利用继电保护资源?与 FA协调配合?怎样有效提高配电设施的利用率? 模式化接线?怎样实现“自愈”? 只有重合器模式吗?哪种储能手段最适合于配电自动化?只有电池? 。,设计不当会导致,造价高 复杂 不可靠 设备利用率
4、低 维护工作量大 逐渐被废弃,本报告,讨论上述问题 给出一些建议,2、继电保护与配电自动化协调配合,继电保护的应用,优点:切除故障的速度快对健全区域不会造成停电 问题:造价高. 需要配断路器对于配电网,选择性难以实现,继电保护的困难,电流定值整定困难 馈线沿线短路电流差别不大, CT难以准确分辨 含分支馈线整定困难延时时间整定困难 难以实现太多级差.,不好的配合,Multi-trippingBypass tripping,tripped,tripped,tripped,tripped,outage,outage,outage,outage,outage,不好的恢复,Multi-tripping
5、,tripped,Looped switch,outage,多级保护配合的可行性,对于供电半径短的城市配电网,电流、阻抗定值都难以整定以实现选择性,只有依赖级差配合来实现选择性变电站10kV后备保护(母线进线开关过流保护)延时时间一般整定为0.5s,因此10kV线路保护只能在此时间段内进行级差配合,两级保护配合的可行性,馈线开关的动作时间:弹跳、继电器驱动 、常规算法:20ms(检测)+20ms(继电器驱动)+80ms(开关动作)120ms两级保护配合:第1级(分支开关或用户开关):0s、速断 第2级(变电站出线开关):0.20.25s延时速断,三级保护配合的可行性,馈线开关的动作时间:永磁、
6、继电器IGBT驱动 、快速算法:10ms(检测)+2ms(继电器驱动)+30ms(开关动作)50ms两级保护配合:第1级开关:0s、速断 第2级开关:0.150.2s、速断第3级(变电站出线开关):0.250.35s延时速断,两级保护FA配合典型设计,主干线采用负荷开关分支线开关(或用户开关)采用断路器 分支线开关(或用户开关)与变电站出线开关实现两级保护配合依靠FA进行修正性控制,Example 1: overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on a branch,LS,LS,LS
7、,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on a branch,Example 1: overhead feeder,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 o
8、verhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,Re-closing,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A temporary fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Fail of re-c
9、losing,Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified restoration by FA (telecontrol),Example 1 overhead feeder,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified restoration by FA (telecontrol),Example 1 overhead feeder
10、,LS,LS,LS,LS,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,CB,A permanent fault on the trunk,Modified restoration by FA (telecontrol),Example 2: cables,Ring main unit,Ring main unit,优点,经济分支线或用户故障不影响主干线.级差整定方便瞬时故障时只须 0.5 sec.就可以恢复 瞬时故障与永久故障判别简单配电自动化逻辑简单,3、模式化故障处理,典型模式化接线,“手拉手”环状网多分段多连接多供一备电缆网46 接线,一条馈线需要留有能带动对侧全部负荷的备用容量,因此正常
11、情况下配电资源的利用率小于50%.,“手拉手”环状网,50%,Each feeder is divided into two parts. The two parts of a feeder are linked to two different feeders, respectively.Each feeder only has to consider one half of the back-up loading of the other feeder besides its own loading. Thus, the efficiency can be improved to 67%
12、in the normal situation.,2分段2连接,67%,Each feeder is divided into three parts. The three parts of a feeder are linked to three different feeders, respectively.Each feeder only has to consider one third of the back-up loading of the other feeder besides its own loading. Thus, the efficiency can be impr
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