配电网继电保护与故障处理.ppt

配电网继电保护配电网继电保护 与故障处理与故障处理 主主 要要 内内 容容 务实选用配电自动化功能务实选用配电自动化功能 配电网的故障特点配电网的故障特点 配电网的故障处理手段配电网的故障处理手段 发挥继电保护配合的作用发挥继电保护配合的作用 分布式电源的影响分布式电源的影响 应对更大规模分布式电源应对更大规模分布式电源 接入的故障处理策略接入的故障处理策略 配电自动化的发展趋势配电自动化的发展趋势 务实选用配电自动化的功能务实选用配电自动化的功能 故障处理故障处理（提高供电可靠性）（提高供电可靠性）大面积断电快速恢复大面积断电快速恢复（提高应急能力）（提高应急能力）单相接地定位单相接地定位（可结合配电自动化建设）（可结合配电自动化建设）农网电压无功控制农网电压无功控制（需要，但宜简单）（需要，但宜简单）模式化故障处理模式化故障处理（提高供电能力、高效运行）（提高供电能力、高效运行）2分段分段2连接网连接网 67%600/400 600/400 600/400 600/400 2分段分段2连接网连接网 67%600/400 600/400 600/400 600/400 趋势预测？（刚性需求，但尚不成熟）趋势预测？（刚性需求，但尚不成熟）状态估计？（数据稀缺，不良数据辨识更宜）状态估计？（数据稀缺，不良数据辨识更宜）网络重构降损？（作用不大）网络重构降损？（作用不大）自愈控制？（不急迫）自愈控制？（不急迫）。“自愈”“自愈”“自愈”不是指电气设备自动恢复正常“自愈”不是指电气设备自动恢复正常。电气设备的缺陷或故障需要进行修复电气设备的缺陷或故障需要进行修复 “自愈”是指尽量避免故障，一旦发生故障尽量“自愈”是指尽量避免故障，一旦发生故障尽量减少故障的影响。减少故障的影响。通过电网上电气设备的配合做到这点通过电网上电气设备的配合做到这点 “自愈”的途径“自愈”的途径 可靠的电气设备可靠的电气设备 坚强的配电网架坚强的配电网架 必要的预防性控制必要的预防性控制 可靠的故障处理可靠的故障处理 自自 愈愈 控控 制制 技术手段：技术手段：配电设备状态评价技术仍需进一步深入配电设备状态评价技术仍需进一步深入 趋势预测与安全预警技术仍需在实践检验中不断进步趋势预测与安全预警技术仍需在实践检验中不断进步 预防性控制措施仍需不断完善预防性控制措施仍需不断完善 缺乏足够的数据支撑，且数据的可信度不够高缺乏足够的数据支撑，且数据的可信度不够高 经济性：经济性：配电设备点多面广，每台设备都进行细致的在线监测不现实配电设备点多面广，每台设备都进行细致的在线监测不现实 运维、管理：运维、管理：大量的监控设备、通信通道、数据信息大大超出了配电网运行维护人员大量的监控设备、通信通道、数据信息大大超出了配电网运行维护人员 的应对能力。的应对能力。自愈控制的困难自愈控制的困难 “自愈”目标差异化：“自愈”目标差异化：重要用户、重要区域、核心趋于、城区、郊区、农网重要用户、重要区域、核心趋于、城区、郊区、农网 网架坚强、设备可靠优先：网架坚强、设备可靠优先：从源头减少故障率和故障处理障碍从源头减少故障率和故障处理障碍 充分发挥故障处理能力是重点：充分发挥故障处理能力是重点：故障处理技术已经趋于成熟，可以发挥重大作用故障处理技术已经趋于成熟，可以发挥重大作用 在必要时逐步采用成熟的预防性控制技术：在必要时逐步采用成熟的预防性控制技术：提高“自愈”能力的建议提高“自愈”能力的建议 配电网的故障特点配电网的故障特点 据统计，超过据统计，超过85%的故障停电是的故障停电是由于配电网故障造成的。因此，配电由于配电网故障造成的。因此，配电网故障处理对于提高供电可靠性具有网故障处理对于提高供电可靠性具有重要意义重要意义。单相接地：占单相接地：占70%相间短路：相间短路：架空线路架空线路两相相间短路占两相相间短路占70%电缆线路电缆线路几乎全部表现为三几乎全部表现为三相间短路相间短路 瞬时性故障：占瞬时性故障：占70%主干线：主干线：绝缘化程度高、设备质量好，绝缘化程度高、设备质量好，故障率较低故障率较低 分支线、用户线：故障占分支线、用户线：故障占85%以上以上 配电网的故障处理手段配电网的故障处理手段 故障处理过程故障处理过程 故障故障故障故障故障故障健全区域健全区域人工人工恢复正常恢复正常 切除切除 定位定位 隔离隔离 恢复供电恢复供电 修复修复 运行方式运行方式 紧急控制紧急控制 恢复控制恢复控制 集中智能：集中智能：配电自动化配电自动化 分布智能：分布智能：自动化开关、面保护自动化开关、面保护 本地智能：本地智能：继电保护、自动重合闸、备自投继电保护、自动重合闸、备自投 各种故障处理手段的比较各种故障处理手段的比较 紧急控制紧急控制 恢复控制恢复控制 类型 适用 范围 故障切除故障切除 故障定位故障定位 故障隔离故障隔离 健全区域恢复健全区域恢复 恢复正常方式恢复正常方式 本本 地地 智智 能能 继电继电 保护保护 电缆/架空 快速切除快速切除 快速、粗略定位、分支线或用户故障时不会全馈线短暂停电 快速、粗略隔离 快速、不能保证全部恢复 不能 自动自动 重合闸重合闸 架空 不能 不能 不能 瞬时性故障时快速恢复，永久故障时不能 瞬时性故障时快速恢复，永久故障时不能 备自投备自投 电缆/架空 不能 不能 不能 双电源用户快速恢复，单电源用户不能 取决于备自投 控制方式 分分 布布 智智 能能 自动开关自动开关 架空 不能 馈线短暂停电,需两次冲击,需要较长时间,可定位到分段器之间 馈线短暂停电,需两次冲击,需要较长时间,可隔离到分段器之间 固定模式恢复，且TV 断线会造成闭环 瞬时性故障时可恢复，永久故障时不能 面保护面保护 电缆/架空 快速切除快速切除 快速、可定位至所部署的开关之间、健全馈线段不停电 快速、可隔离至所部署的开关之间、健全馈线段不停电 固定模式恢复 瞬时性故障时可恢复，永久故障时不能 集中智能集中智能 电缆/架空 不能 馈线短暂停电、可精细定位至故障采集器之间、需要一定时间、依赖通信 馈线短暂停电、可精细隔离到三遥开关之间、需要一定时间、依赖通信 可实现自适应、优化恢复 可恢复可恢复 多种故障处理手段协同配合提高配多种故障处理手段协同配合提高配电网处理能力：电网处理能力：配电自动化、继电保护、自动装置协调配合配电自动化、继电保护、自动装置协调配合 继电保护配合继电保护配合 特点：特点：供电半径长、分支多、架空为主、分段较少供电半径长、分支多、架空为主、分段较少 继电保护配合：继电保护配合：采取采取3 3段式电流保护可以实现一定的选择性段式电流保护可以实现一定的选择性 若非辐射网，可设方向过流保护，不同方向电流若非辐射网，可设方向过流保护，不同方向电流 整定值有所差异整定值有所差异 配备过流保护的开关采用断路器配备过流保护的开关采用断路器 可配备一次自动重合闸功能可配备一次自动重合闸功能 农村配电网农村配电网 特点：特点：供电半径短、导线截面粗、电缆为主、分段较多供电半径短、导线截面粗、电缆为主、分段较多 继电保护配合：继电保护配合：电流定值整定困难：电流定值整定困难：馈线沿线短路电流差别不大馈线沿线短路电流差别不大,CT,CT难以准确分辨难以准确分辨 运行方式多变进一步加大整定困难运行方式多变进一步加大整定困难 延时时间整定困难：延时时间整定困难：难以实现太多级差难以实现太多级差 城市配电网城市配电网 多级级差配合多级级差配合 多级级差配合的可行性多级级差配合的可行性 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实现选择性 变电站变电站10kV断路器的保护配置断路器的保护配置:瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护/延时电流速断保护延时电流速断保护 过过流保护流保护 一次重一次重合闸合闸 可不装设瞬动的电流速断保护可不装设瞬动的电流速断保护的条件的条件 当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线电电压压不不低于低于额定电压的额定电压的60%线路线路导线导线截面截面不不过过小，线路的热小，线路的热稳定允许稳定允许带时限带时限切除切除短路短路 过电流保护过电流保护的时限不大于的时限不大于0.5s0.7s 无配合上无配合上要求要求 两级级差继电保护配合的可行性两级级差继电保护配合的可行性 馈线开关的动作时间：馈线开关的动作时间：弹跳机构、继电器驱动弹跳机构、继电器驱动、常规算法：、常规算法：20ms(检测检测)+20ms(继电器驱动继电器驱动)+80ms(开关动作开关动作)120ms 永磁机构更快永磁机构更快 两级保护配合：两级保护配合：第第1级（分支开关或用户开关）：级（分支开关或用户开关）：0s 第第2级（变电站出线开关）：级（变电站出线开关）：0.250.3s延时延时 两级保护两级保护FA配合典型设计配合典型设计 主干线采用负荷开关主干线采用负荷开关（经济）、（经济）、“三遥”终端和通道“三遥”终端和通道 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）采用断路器、“两遥”终“两遥”终端和通道端和通道 分支线开关（或用户开关）与变电站出线开关实现两分支线开关（或用户开关）与变电站出线开关实现两级保护配合级保护配合 （分支线故障不影响主干线，减少停电用户数）（分支线故障不影响主干线，减少停电用户数）依靠集中智能依靠集中智能FA进行修正性控制进行修正性控制 （处理主干线故障、决定分支线是否需要重合）（处理主干线故障、决定分支线是否需要重合）瞬时故障与永久故障判别简单，瞬时故障时只须瞬时故障与永久故障判别简单，瞬时故障时只须 0.5 sec.就可以恢复就可以恢复。例例 1:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 分支上发生永久故障分支上发生永久故障 例例 1:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 分支上发生永久故障分支上发生永久故障 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 重合失败重合失败 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 DAS 主站控制主站控制 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 DAS 主站控制主站控制 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 DAS 主站控制主站控制 例例 2:架空线架空线 LS LS LS LS LS CB CB CB CB CB CB CB CB CB 主干线上发生永久故障主干线上发生永久故障 DAS 主站控制主站控制 变电站出线断路器（变电站出线断路器（0.40.6s）,“三遥”终端和通道“三遥”终端和通道 分支断路器（分支断路器（0.20.3s）,“两遥”终端和通道“两遥”终端和通道 用户用户(或次分支或次分支)断路器（断路器（0s）,“两遥”终端和通道“两遥”终端和通道 用户故障不影响分支线，分支线故障不影响主干线用户故障不影响分支线，分支线故障不影响主干线 瞬时故障时只须瞬时故障时只须 0.5 sec.就可以恢复就可以恢复 瞬时故障与永久故障判别简单瞬时故障与永久故障判别简单 配电自动化执行修正性控制，且逻辑简单配电自动化执行