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基于断路器和FTU的馈线自动化系统优化设计与研究

作　者: 杜仁伟
导　师: 刘爱民
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 馈线自动化 馈线终端 故障处理 保护模式
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 64次
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内容摘要


针对目前国内馈线自动化系统故障率高、停电次数频繁、停电面积大、故障隔离时间长、缺少对线路开关本体的实时监测功能等缺点，本文提出一种基于断路器和FTU的馈线自动化系统，采用改进型就地控制与远方控制相结合的馈线自动化方式，结合本地故障处理和远方控制管理的优点，缩短了故障处理时间，减少供电区域内的停电面积及停电次数，提高馈线系统的供电可靠性。本文设计的FTU馈线终端单元不但具有传统终端的线路保护功能，还具有开关本体机械特性实时监测功能，通过对线路中开关机箱振动、触头位移、分合闸速度等参数进行在线监测。通过对测量数据进行分析处理，能够快速准确的诊断出开关的当前运行情况和一些潜在的可能故障，有效的减少了开关故障排查时间和开关检修次数。为能够快速的处理线路故障和恢复非故障区域的供电，本文设计的保护模式具有主线、支线和联络开关三种保护模式，根据开关所安装的线路选择投入相应的保护模式，每种保护模式可以根据线路实际需要选择投入相应的保护逻辑，根据线路故障判据的不同，保护逻辑分为电压时间型，电流时间型和电压电流型三大类，避免了因线路结构复杂、开关数量多带来的线路开关保护定值和时序配合困难等问题，同时也可以大幅度的缩短故障隔离时间和开关动作次数。最后，将该自动化方案成功的应用在贵州瓮安城区馈线自动化改造上，使该地区馈电线路运行的可靠性明显提高，年平均故障隔离时间缩短至分钟级别。该地区的线路以全面实现馈线自动化功能，通过对线路开关等设备运行状态的实时监视，可以为配电网规划设计和运维工作提供更为全面、可靠的运行数据，为线路合理优化、经济运行提供参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 馈线自动化研究的目的和意义  10-11
  1.2 国内外馈线自动化发展状况  11-15
    1.2.1 国外馈线自动化的发展  11-13
    1.2.2 国内馈线自动化发展  13-14
    1.2.3 国内馈线自动化现状  14-15
  1.3 国内馈线自动化系统存在的主要问题  15-16
  1.4 本课题的主要研究内容  16-18
第二章 馈线自动化系统总体设计  18-26
  2.1 馈线自动化模式的选择  18-20
    2.1.1 基于主站的馈线自动化模式  18-19
    2.1.2 无主站的馈线自动化模式  19-20
  2.2 馈线自动化系统中开关设备的选择  20-21
  2.3 馈线自动化通讯方式和通讯规约的选择  21-23
    2.3.1 馈线自动化通讯方式的选择  21-22
    2.3.2 馈线自动化通讯规约的选择  22-23
  2.4 馈线终端FTU供电方式的选择  23-24
  2.5 馈线自动化系统总体结构设计  24-26
第三章 馈线自动化终端单元的设计  26-51
  3.1 馈线终端控制器的整体设计  26-27
  3.2 馈线终端微机综合保护单元的设计  27-30
  3.3 馈线终端微机保护单元中交流采样及频率测量技术的研究  30-36
    3.3.1 常用交流采样算法  30-34
    3.3.2 交流采样算法比较与选择  34-35
    3.3.3 频率测量技术  35-36
  3.5 馈线终端中永磁机构驱动器的设计  36-38
  3.6 馈线终端中GPRS通讯加密模块的设计  38-41
  3.7 馈线系统的自动化保护逻辑的研究和设计  41-51
    3.7.1 三段式电流保护  42
    3.7.2 后加速保护  42-43
    3.7.3 两段零序过流保护（Ⅰ段、Ⅱ段）  43
    3.7.4 零序过压保护  43
    3.7.5 失压分闸保护  43-44
    3.7.6 失压型重合闸保护  44-45
    3.7.7 过流型重合闸保护  45-46
    3.7.8 联络开关失压自投保护  46-47
    3.7.9 联络开关两侧有压闭锁自投保护逻辑  47
    3.7.10 合环运行保护逻辑  47-48
    3.7.11 闭锁分闸保护逻辑  48
    3.7.12 闭锁分闸保护逻辑  48-49
    3.7.13 闭锁合闸保护逻辑  49-51
第四章 馈线自动化系统在瓮安城区馈线自动化改造中的实际应用  51-61
  4.1 瓮安城区馈线网络现状及实施馈线自动化的必要性  51-52
    4.1.1 供电区域概况及配电网架结构  51-52
    4.1.2 瓮安县实施馈线自动化的必要性  52
  4.2 瓮安城区馈线自动化系统实际运行案例分析  52-61
第五章 结论  61-63
参考文献  63-66
在学研究成果  66-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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