配電自動化系統(tǒng)中開閉所RTU的研制VIP

1、配電自動化系統(tǒng)中開閉所RTUI勺研制【文獻標識碼】A0引言近幾年來，隨著配電自動化技術在我國電力系統(tǒng)的廣泛應用，對提高供電質量和供電可靠性提出了更高的要求，對開閉所的監(jiān)控也顯得越來越緊迫。采用RT(URemoteTerminalUnit)對開閉所進行監(jiān)控是配電自動化系統(tǒng)的一種選擇方向。在配電系統(tǒng)中，RTU正在向綜合性的微機化自動裝置發(fā)展，除了完成“上傳下達”任務外，還能夠不依賴于主站完成當地自動控制，如備用電源自投等功能，以及與主站通信，完成RTU所具有的數據采集、控制功能。開閉所RTU在配電自動化系統(tǒng)中不但負責監(jiān)測一次系統(tǒng)的運行工況，而且還可以通過自身設定的邏輯功能或接收主站的遙控命令，控制

2、一次設備的運行或退出。現在城區(qū)配電所的面積小，沒有為集中組屏式RTU預留空間，只能采用分散分布安裝方式的RTU另外，現在生產的開關柜一般都預留安裝配電裝置的空間，為實現開閉所RTU的分散分布式安裝提供了可能。采用分散分布式的RTU的優(yōu)點是：施工、調試、維護方便；成本低。在設計中，充分考慮了開閉所的特點采用了分布式安裝方式，通過LonWorks現場總線聯網的總體設計方案。本文重點闡述了開閉所RTU的過電流保護、失壓保護、過電流失壓保護的判斷方法和程序流程，以及主控單元實現邏輯功能的條件。1 開閉所結構特點及功能1.1 結構特點開閉所是為提高供電網絡的可靠性和不同電源聯絡問題而建設的輻射型供電網絡

3、，出線較多，進線一般采用斷路器，出線一般采用負荷開關，也有配備斷路器的，大多采用雙進線、單母線分段運行方式，如圖1所示，其中MF為母分斷路器，JXl、JX2為進線斷路器，CX1CX4為出線斷路器（或負荷開關），進線外側安裝有電壓互感器（或電壓傳感器），進線開關和出線開關安裝有電流互感器（或者電流傳感器），為簡便起見，這里只畫出4條出線。1.2 功能要求根據開閉所的設備配置、系統(tǒng)結構及功能要求，開閉所RTU完成的主要功能有：SCAD勵能：遙測、遙信和遙控功能；故障檢測功能：短路故障和單相接地故障；保護功能：過電流保護、失壓保護、過電流失壓保護、后加速保護、備自投功能、重合閘功能等；自動邏輯控制功

4、能：完成故障狀態(tài)下，開閉所故障隔離、恢復供電的邏輯功能，包括開閉所進線重合和母聯開關的備投；聯網功能：提供LonWorks現場總線，用于開閉所RTU之間的互聯。2 開閉所功能模塊設計2.1 保護功能開閉所RTUg成保護類型狀態(tài)字的設置以及保護類型的判斷，然后分別啟動不同的保護任務，在任務內完成保護的確認、延時、動作和保護信息的發(fā)送等。根據開閉所RTU的類型（母聯、進線或出線單元），配置不同的保護功能，參見表1。開閉所內根據RTU監(jiān)控開關類型的不同（斷路器或負荷開關），需要配置不同類型的保護任務。（ 1）過電流保護功能當監(jiān)控單元根據設定的電流定值檢測到過電流故障后，延時設定的時間，在此時間內如故

5、障電流消失，則保護返回，只報告故障記錄；如果在延時結束后，過電流信號仍然存在，則保護動作，報告保護信息和故障記錄。如果在用戶方式字內后加速保護投入，就判斷是否滿足后加速條件，即手動合閘到故障、重合到故障、備投到故障和遙控合閘到故障，如果條件滿足，則直接進入后加速保護動作過程。如果是正常故障，程序進入過電流保護和過電流失壓保護判斷過程。母線或出線發(fā)生過電流故障時，進線監(jiān)控單元也能檢測到故障并且很難區(qū)分，所以可以通過保護延時來區(qū)分兩類故障。在定值和延遲時間的設定上要考慮與上級變電站（或開閉所）出線的配合問題。在過電流保護程序里，保護任務起動前和保護動作前，都要對電流值進行判斷，確保動作的正確性。（

6、 2）失壓保護功能對于進線故障，為了與上級變電站（或開閉所）出線的配合，在其重合閘之后隔離進線故障，需要設置失壓保護功能，并且考慮與母聯監(jiān)控單元的備自投功能配合，即在進線開關分開之后，備自投才能動作。失壓保護任務起動的判斷條件（條件2）：1 失壓保護功能是否投入；2 斷路器開關在合位。保護延遲時間到后，重新判斷條件2，成立，則失壓保護動作，并發(fā)送保護信息。（3）過電流失壓保護功能在實際運行過程中，開關設備有可能是負荷開關，或者為了邏輯關系的需要，特設置過電流失壓保護功能。當監(jiān)控單元監(jiān)測到過電流信號后，進入程序循環(huán)，等待電壓的狀態(tài)變化，如果監(jiān)測到沒有電壓，則延遲設定的時間，同時檢測沒有電流，保護

7、動作，否則循環(huán)等待一定的設定時間，自動退出電壓檢測過程。2.2自動邏輯控制功能自動邏輯控制功能在主控單元內實現，主控單元通過LonWorks總線，負責收集從控單元的信息（遙測數據、遙信數據、保護信息、故障信息），根據設計的邏輯關系控制從控單元重合或本身的備投；從控單元負責采集信息并傳輸給主控單元，根據自己的邏輯關系完成過電流保護、失壓保護、過電流失壓保護和后加速保護功能，參見圖2自動邏輯控制功能的程序流程。自動邏輯功能啟動條件是接收到從控單元保護信息。2.3自動邏輯功能的判斷條件多臺開閉所RTUA成開閉所的監(jiān)控系統(tǒng)，主控單元負責自動邏輯控制功能的實現。1 進線重合閘條件（參見圖3）2 出線重合

8、閘條件（參見圖4）1 備自投（參見圖5）2 備自投（參見圖6）2.4自動邏輯功能的動作延時主控單元的動作邏輯依據從控單元的開關狀態(tài)、保護信息和電壓值，為了動作的可靠性，主控單元需要延時收集所有從控單元的信息，由于通過LonWorks網絡傳遞信息，延遲時間具有不確定性。在邏輯判斷的每個基本狀態(tài)下，主控單元合閘命令的延遲時間都是由固定延時和彈性延時組成，這些基本狀態(tài)包括：進線合閘判斷狀態(tài)、出線合閘判斷狀態(tài)、進線重構判斷狀態(tài)和聯絡開關備投判斷狀態(tài)。固定延時一般用于主控單元長時間等待從控單元的模擬量、保護信息和遙信狀態(tài)，防止重合功能的誤動作；彈性延時一般用于在一定的時間范圍內判斷特定的狀態(tài)時，按照一定的時間間隔（即基本延時單位）循環(huán)檢測，滿足條件后終止延時，進行下一步的操作。其中，固定延遲時間在開閉所RTU配套的用戶方式字配置工具內設定。3 結語經過3000多臺RUTB場運行試驗證明，裝置配置靈活，運行穩(wěn)定可靠，故障處理時間較以前大大縮短，故障隔離準確可靠，故障信息記錄詳細精確，在當地和主站查詢都十