基于智能分布式FTU、智能分布式DTU的智能分布式馈线自动化方案实现

基于智能分布式FTU、智能分布式DTU的智能分布式

馈线自动化方案实现

一、架空线路智能分布式馈线自动化（DAF-810馈线自动化终端）

1.现状和问题

传统的架空配电线路发生短路故障时，一般由变电站馈线出口断路器保护动作跳闸，并通过人工切除故障后，恢复供电。这种方式下，人员的维护量大，并且停电时间长，供电可靠性低。

现有的配电网自动化中一般是基于电压时间型的FTU，不依赖于通讯，当故障发生时，依然由变电站馈线出口断路器保护动作跳闸，通过FTU之间时间的配合，不断的通过重合，实现故障的自动恢复。这种方式下，如果发生的永久故障，并且故障发生在末端，会对配电网和用户设备造成多次短路冲击，而且恢复时间较长，供电可靠性依然低。

而智能分布式馈线自动化能够不依赖主站通过馈线自动化终端内部间的数据交换，实现故障点准确定位及跳闸。

图1 DAF-810馈线自动化终端FTU外观图

2.产品特点

广州市智昊电气技术有限公司DAF-810馈线自动化终端（分布式FTU）具有如下特点：

提高故障隔离与恢复的速度：为了保证系统的快速性，由智能FTU装置间就地动态决策，快速实现故障的自动恢复，有效减少馈线出口开关和分段开关的动作次数，极大的缩短停电时间。

加强系统运行的可靠性：

为了提高系统可靠性，主控FTU为动态的，当原主FTU故障时，其他FTU中编号最小的一台可自动取代原主控FTU，实现FTU协调功能。

系统基于无线通讯运行。在通讯正常的情况下，主控FTU能够准确定位故障点，并通过预置的控制策略来进行故障的快速隔离及恢复，避免了电压时间型FTU多次尝试性重合，减少了恢复过程中故障对系统的多次冲击；在通讯异常的情况下，本装置自动按传统的电压时间型FTU逻辑运行。

通过本系统的II段近后备保护，并结合馈线出口断路器的保护、母线保护、变压器保护，实现了电网、变电站和馈线各类保护的协同配合，同时本系统还具备重合闸、解列、重构等功能，完善了智能配电网的自愈体系，提高了配电网的供电质量。

提供强大的分析能力：后台监控系统主要包括系统运行监控功能、系统维护功能、分段开关四遥功能、以及后台辅助分析功能。监控功能指常态下的监控，系统维护功能主要包括馈线拓扑结构维护、控制策略的配置、定值的计算及在线下发等，而后台辅助分析功能包括故障场景再现，系统动作行为分析等。

运行过程中，本系统能将故障处理的过程信息，包括故障类型、故障点、电流、电压、DTU状态、通讯状态、分段开关状态，上传到后台监控系统或配电网自动化系统，实现故障处理的全过程监视及事后分析，便于检修人员的故障排除，缩短事故处理时间。

减少系统的维护量：后台监控系统，能提供配电网馈线拓扑结构的维护工具，能方便实现DTU装置的拓扑在线维护，并实现各类整定值的计算、校核和在线下发，系统维护量小。

本系统不需要配电自动化主站和变电站配网子站系统参与，就可自治实现配网的故障隔离及重合、故障恢复功能，安装实施简单，维护工作量小，便于推广使用。

强化投资的收益比：无线GPRS通讯是架空线型线路的标准配置，本系统要求的无线通讯并不增加投资。在资金充裕时，采用光纤通讯和断路器分段，可获得理想的保护选择性和故障智能处理特性；在资金紧张时，可使用GPRS专网、无线网桥建立通讯网络，使用负荷开关作为分段装置，也能建立就地智能FA，实现故障快速隔离及智能恢复。但是降低了故障隔离的选择性。

增强部署的灵活性：适用于市、县供电公司或大中型工矿企业中对供电可靠性有较高要求的架空线型配电线路。系统支持多种馈线拓扑结构，包括手拉手、单电源和多电源供电线路。

3.智昊电气DAF-810馈线自动化终端系统原理(中性点经小电阻接地系统的电缆网络)

（1）电源甲侧首端线路故障检测

图1 电源甲侧首端线路出口故障（2）联络开关间的线路段故障检测

图2 联络开关间的线路段故障（3）电源乙侧负荷开关间线路段的故障检测

图3 电源乙侧负荷开关间故障（4）电源丙侧负荷开关间线路段的故障检测

图4 电源丙侧负荷开关间故障（5）设备检修状态下（负2、负3、负5之间停电检修）的故障检测

图5 设备检修状态下故障（6）运行方式调整（联络开关调整）后线路故障检测

图6 联络开关调整后故障（7）连续两次发生在不同位置的故障检测（故障间隔30秒）

图7 连续两次故障（8）支线线路的故障检测（重合闸成功，看门狗断开）

图8支线线路故障处理（9）线路瞬时故障（其它区域瞬时故障，重合成功）检测

图9 瞬时故障

5.异常情况包括（非正常状态下的处理预案）

●被控开关拒动（遥控返校出错）

●开关误动

●与变电站站内控制单元通信中断

●负荷开关FTU间通信中断

●处理过程中通信中断

●处理过程中收到电源站内“事故总信号”

恢复供电过程中预判出转供线路过载

二、电缆型智能分布式馈线自动化（DAF-830配电自动化终端）

1.现状和问题

传统的电缆型配电线路发生短路故障时，一般由变电站馈线出口断路器保护动作跳闸，并通过人工切除故障后，恢复供电。这种方式下，人员的维护量大，并且停电时间长，供电可靠性低。

基于电压时间型的DTU，是通过不断的重合，实现故障的自动恢复。但是电缆型馈线中，过多的重合闸会造成电缆损坏加速，对变压器造成冲击伤害。仅仅依靠重合闸的电压时间型的DTU，并不适合于电缆型线路。

DAF-830电缆型智能分布式馈线自动化终端（带智能分布式FA控制器）

2.产品特点

实现配网保护的选择性：通过智能DTU之间的相互通讯和配合，本系统能自动精确定位故障点，先于馈线出口断路器保护动作，由分段断路器实现有选择性的切除短路故障，最大可能的缩小停电范围，大大提高配电网的供电可靠性。

提高故障隔离与恢复的速度：为了保证系统的快速性，监控后台不参与故障处理的决策过程，而直接由智能DTU装置间就地动态决策，快速实现故障的自动隔离和恢复，有效减少馈线出口开关和分段开关的动作次数，极大的缩短停电时间。

加强系统运行的可靠性：

为了提高系统可靠性，主控DTU为动态的，当原主DTU故障时，其他DTU中编号最小的一台可自动取代原主控DTU，实现DTU协调功能。

系统基于光纤通讯运行。在通讯正常的情况下，主控DTU能够准确定位故障点，并通过预置的控制策略来进行故障的快速隔离及恢复，避免了电压时间型DTU多次尝试性重合，减少了恢复过程中故障对系统的多次冲击；在通讯异常的情况下，本装置自动按传统的电压时间型DTU逻辑运行。

通过本系统的I段过流保护和II段近后备保护，并结合馈线出口断路器的后备保护、母线保护、变压器保护，实现了电网、变电站和馈线各类保护的协同配合，同时本系统还具备重合闸、解列、重构等功能，完善了智能配电网的自愈体系，提高了配电网的供电质量。

提供强大的分析能力：后台监控系统主要包括系统运行监控功能、系统维护功能、分段开关四遥功能、以及后台辅助分析功能。监控功能指常态下的监控，系统维护功能主要包括馈线拓扑结构维护、控制策略的配置、定值的计算及在线下发等，而后台辅助分析功能包括故障场景再现，系统动作行为分析等。

运行过程中，本系统能将故障处理的过程信息，包括故障类型、故障点、电流、电压、DTU状态、通讯状态、分段开关状态，上传到后台监控系统或配电网自动化系统，实现故障处理的全过程监视及事后分析，便于检修人员的故障排除，缩短事故处理时间。

减少系统的维护量：后台监控系统，能提供配电网馈线拓扑结构的维护工具，能方便实现DTU装置的拓扑在线维护，并实现各类整定值的计算、校核和在线下发，系统维护量小。

本系统不需要配电自动化主站和变电站配网子站系统参与，就可自治实现配网的故障隔离及重合、故障恢复功能，安装实施简单，维护工作量小，便于推广使用。

强化投资的收益比：光纤通讯是电缆型线路的标准配置，本系统要求的光纤通讯并不增加投资。如果投资允许，建议采用断路器作为分段开关，充分发挥系统的选择性切除故障功能，同时也为智能配电网运行方式布置的灵活性提供多种手段；如果投资有限，部分选用负荷开关，也能实现故障的自动恢复和重构，但是降低了故障隔离的选择性。

增强部署的灵活性：适用于市、县供电公司或大中型工矿企业中对供电可靠性有较高要求的电缆型配电线路。系统支持多种馈线拓扑结构，包括手拉手、单电源和多电源供电线路。

智昊电气DAF-830配电终端（分布式DTU）及DAF-8800分布式FA控制器系统原理(中性点经小电阻接地系统的电缆网络)

1）环网首端电源线路故障检测（图1）