第五章-第三節(jié)-基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

第五章饋線自動(dòng)化

FeederAutomation,簡(jiǎn)稱FA

主講人：周英華QQ:1055455616常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、概述基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng):

是通過(guò)在變電所出口斷路器及戶外饋線分段開關(guān)處安裝柱上FTU．以及在配電變壓器處安裝TTU，并建設(shè)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)將它們和配電網(wǎng)控制中心的SCADA系統(tǒng)連接．再配合相關(guān)的處理軟件所構(gòu)成的高性能系統(tǒng)。

第三節(jié)基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)2024/3/4第2頁(yè)一、概述作用：該系統(tǒng)在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作以優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行方式，從而達(dá)到充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備容量和降低線損的目的；在故障時(shí)獲取故障信息，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電，從而達(dá)到減小停電面積和縮短停電時(shí)間的目的。第三節(jié)基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)2024/3/4第3頁(yè)典型基于FTU的饋線自動(dòng)化的組成

配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)SCADAFA控制主站配電自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)FTUFTU斷路器聯(lián)絡(luò)開關(guān)分段開關(guān)控制線通信線第一層：一次設(shè)備（負(fù)荷開關(guān)、分段器等）第二層：FTU控制箱主要由開關(guān)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(yīng)柱上開關(guān)的運(yùn)行情況，如負(fù)荷、電壓、功率和開關(guān)當(dāng)前位置、貯能完成情況等，并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠(yuǎn)方配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心。各FTU還可以接受配網(wǎng)自動(dòng)化控制中心下達(dá)的命令進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)方倒閘操作。

第三層：通信子系統(tǒng)第四層：FA控制主站FA控制主站的功能主要是提供人機(jī)接口，自動(dòng)處理來(lái)自線路的FTU的數(shù)據(jù)，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，并遙控線路開關(guān)，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的自動(dòng)隔離及恢復(fù)供電。

FTU應(yīng)滿足的基本要求是：①數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?；②時(shí)間響應(yīng)的快速性；③不同的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)和不同響應(yīng)時(shí)間。

第五層：SCADA／DMS主站

SCADA／DMS主站與饋線自動(dòng)化控制主站相連，可完成配電線路的SCADA監(jiān)控以及更高級(jí)的配電管理功能。

2024/3/44基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成FTU：是一種具有數(shù)據(jù)采集和通信功能的柱上開關(guān)控制器。作用：各個(gè)FTU分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運(yùn)行情況，如負(fù)荷、電壓、功率和開關(guān)當(dāng)前的位置、儲(chǔ)能完成情況等，并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)給配電網(wǎng)的控制中心；接收配電網(wǎng)自動(dòng)控制中心的命令進(jìn)行相應(yīng)的倒閘操作；故障時(shí)記錄下故障前和故障時(shí)的重要信息，如最大故障電流和故障前的負(fù)荷電流、最大故障功率等，并將上述信息發(fā)送給控制中心，經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析后確定故障區(qū)段和最佳供電恢復(fù)方案，最終以遙控方式隔離故障區(qū)段、恢復(fù)健全區(qū)段供電。二、FTU（饋線終端單元）2024/3/4第5頁(yè)（1）FTU組成：（a）主控制器部分、（b）電壓電流信號(hào)采集。（c）輸入／輸出(I／O)部分（d）調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、二、FTU（饋線終端單元）2024/3/4第6頁(yè)電壓、電流形成部分來(lái)自線路的電壓、電流主控制器部分開關(guān)量輸入/輸出（I/O）部分開關(guān)量引入控制開關(guān)MODEM與主站通信（2）FTU內(nèi)部結(jié)構(gòu)2024/3/472024/3/48FTU一般應(yīng)具有下列功能：(a)遙信功能。FTU應(yīng)能對(duì)柱上開關(guān)的當(dāng)前位置、通信是否正常、貯能完成情況等重要狀態(tài)量進(jìn)行采集。若FTU自身有繼電保護(hù)功能的話，還應(yīng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行遙信。(b)遙測(cè)功能。FTU最重要的遙測(cè)功能是采集正常運(yùn)行時(shí)和故障瞬間開關(guān)經(jīng)歷的電流，此外還可增加采集電壓、有功功率及無(wú)功功率等模擬量的功能。

(c)遙控功能。FTU應(yīng)能接受遠(yuǎn)方命令控制柱上開關(guān)合閘和跳閘。(d)統(tǒng)計(jì)功能。FTU還應(yīng)能對(duì)開關(guān)遮斷故障電流的次數(shù)和動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（3）FTU的性能要求2024/3/4第9頁(yè)(e)對(duì)時(shí)功能。FTU應(yīng)能接受主系統(tǒng)的對(duì)時(shí)命令，以便和系統(tǒng)時(shí)鐘保護(hù)一致。(f)事件順序記錄(SOE)。記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時(shí)刻和先后順序。(g)事故記錄：記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故前一段時(shí)間(一般是1分鐘)的平均負(fù)荷，以便分析事故，確立故障區(qū)段，并為恢復(fù)健全區(qū)段供電時(shí)進(jìn)行負(fù)荷重新分配提供依據(jù)。(h)定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值。(i)自檢和自恢復(fù)功能。FTU應(yīng)具有自檢測(cè)功能，并在設(shè)備自身故障時(shí)及時(shí)告警；FTU應(yīng)具有可靠的自恢復(fù)功能，一旦受干擾造成死機(jī)，應(yīng)能通過(guò)監(jiān)視定時(shí)器(WDT)重新復(fù)位系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行(j)遠(yuǎn)方控制閉鎖與手動(dòng)操作功能。(k)抗惡劣環(huán)境

2024/3/4第10頁(yè)（3）FTU的性能要求

(l)具有良好的維修性。

(m)可靠的電源。

(o)電度采集。這是一項(xiàng)可選功能，對(duì)于實(shí)行分片管理的供電部門，安裝在聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的FTU一般應(yīng)具有雙向電度采集功能，這對(duì)于電能核算和線損估計(jì)有意義。

2024/3/4第11頁(yè)（3）FTU的性能要求（4）配變遠(yuǎn)方測(cè)控單元（TTU）TTU的主要功能：1）實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視。2）采集變壓器的I、U、P、Q、cos

、分時(shí)電量、電壓合格率等數(shù)據(jù)。3）根據(jù)監(jiān)視的負(fù)荷曲線，準(zhǔn)確計(jì)算線損、用戶電量核算、防竊電。4）通過(guò)低壓配電線載波實(shí)現(xiàn)對(duì)本臺(tái)區(qū)低壓用戶進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

與FTU類似，但增加低壓載波、輸出控制為補(bǔ)償功率因數(shù)的電容器。（4）配變遠(yuǎn)方測(cè)控單元（TTU）2024/3/42024/3/4第14頁(yè)（5）區(qū)域工作站特點(diǎn)：1）一般采用工業(yè)PC、多路串行口擴(kuò)展板構(gòu)成，采用通用規(guī)約，允許多臺(tái)FTU共用同一通道；2）一般設(shè)置在主變電所，并設(shè)UPS。

基于重合器的饋線自動(dòng)化

優(yōu)點(diǎn)：具有無(wú)需通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需遠(yuǎn)方控制中心進(jìn)行干預(yù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于降低建設(shè)投資費(fèi)用缺點(diǎn)：對(duì)開關(guān)斷開能力要求高，為找到故障點(diǎn)而需要多次重合，對(duì)設(shè)備沖擊大，隨網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變化，需要到現(xiàn)場(chǎng)修改定值，且不能對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，故障信息不能及時(shí)上報(bào)配調(diào)中心等。三、兩種饋線自動(dòng)化方案比較2024/3/4第15頁(yè)基于FTU的饋線自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)：為全面實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化創(chuàng)造了最為基本的條件