【正文】 得整個(gè)系統(tǒng)在空轉(zhuǎn)，使用價(jià)值不高，投入產(chǎn)出比低。b) 二遙： 是指帶動作信號（短路、接地）遠(yuǎn)傳和測量（穩(wěn)態(tài)負(fù)荷電流、短路動作電流、暫態(tài)接地尖峰電流、暫態(tài)接地動作電流、穩(wěn)態(tài)零序電流、暫態(tài)零序電流、線路對地電場、電纜頭溫度等）的“三合一”數(shù)字故障指示器，以及可采集開關(guān)位置的數(shù)據(jù)采新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 6 頁集器及其系統(tǒng)。d) 四遙：在“三遙”系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加“遙調(diào)”功能，可遙調(diào)數(shù)字故障指示器和數(shù)據(jù)采集器的參數(shù)，可遙調(diào)變壓器分接頭位置和無功補(bǔ)償柜的電容投切狀態(tài)。 新型的配網(wǎng)自動化模式如何根據(jù)縣級供電企業(yè)的實(shí)際情況，恰當(dāng)?shù)剡x擇必要的功能和性能，尋求一種適合當(dāng)?shù)仉娏ιa(chǎn)需要的“性價(jià)比”較高、符合城市電網(wǎng)現(xiàn)況及未來技術(shù)發(fā)展方向、能夠“統(tǒng)一規(guī)劃、分層控制、分步實(shí)施” 、不致因系統(tǒng)發(fā)展或技術(shù)進(jìn)步而“推倒重來”實(shí)用化的新型的配電自動化模式非常有意義，也是實(shí)施縣級配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的正確思路。數(shù)字故障指示器的主要特點(diǎn)是：新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 7 頁1）具有故障指示器的先天特性，能檢測短路、接地故障，能本地指示出來并可將動作信號遠(yuǎn)傳，能提供更為先進(jìn)、靈活和準(zhǔn)確的故障檢測方法和人工調(diào)節(jié)手段。3）具有 FTU、DTU 或微機(jī)測控保護(hù)裝置的常規(guī)的遙測和遙控功能。4）最為重要的是，它具有成本低廉、施工簡單、等電位安裝、掛網(wǎng)安全、運(yùn)行可靠、清潔環(huán)保和免維護(hù)等特點(diǎn)。2）采集周邊 3～30 只數(shù)字故障指示器的故障信息和正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，不用安裝高壓 PT 和一次 CT，不用接交直流電源。用在開閉所時(shí)，可通過內(nèi)部 485 總線組網(wǎng)，輕松實(shí)現(xiàn)多達(dá) 32 出新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 8 頁線和開關(guān)的監(jiān)控功能。5）數(shù)據(jù)采集器采用非常規(guī)技術(shù)手段來解決整機(jī)功耗、體積重量、工作電源、通訊能量、高低溫、防護(hù)等級、EMC 等系列問題。6）最為重要的是，它具有成本低廉、施工簡單、不掛網(wǎng)安裝、運(yùn)行可靠、清潔環(huán)保和少維護(hù)（備注：后備電池需要維護(hù)）等特點(diǎn)。然而，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的故障指示器來查找配電線路的短路、接地故障，早已成為供電部門的首選方案。鑒于以上情況，國家電網(wǎng)公司在 2022 年初頒布了一個(gè)普通故障指示器的技術(shù)規(guī)范，數(shù)字故障指示器的一些先進(jìn)的故障檢測和配網(wǎng)自動化功能、新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 9 頁性能也將在標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)增加進(jìn)去。至 2022 年 3 月，某市市全網(wǎng)供電面積為，共有 10kV 公用線路 142 回，專用線路 22 回，10kV 公用線路總長度為 ，其中電纜總長度為 ，架空裸導(dǎo)線總長度為，架空絕緣線總長度 ，10kV 主干線型架空線以 JKLGYJ240 絕緣導(dǎo)線為主，電纜以 YJV223300 為主。由于配電自動化規(guī)劃滯后，目前某市 10kV 配電網(wǎng)上的開關(guān)設(shè)備均未裝設(shè)電動操作機(jī)構(gòu)，沒有預(yù)留自動化用的 CT 和 PT，開關(guān)也無輔助接點(diǎn)，無預(yù)留光纖等專用通信通道。新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 12 頁4 建設(shè)目標(biāo) 總體目標(biāo)本設(shè)計(jì)方案是利用現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)字無線調(diào)頻/跳頻組網(wǎng)通訊技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將某市市區(qū)城市配電網(wǎng)上的故障報(bào)警數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)和地理信息等諸多信息進(jìn)行綜合處理和集成，構(gòu)成功能完整的配電自動化系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)某市配電網(wǎng)運(yùn)行和管理的現(xiàn)代化，確保配電網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2） 實(shí)時(shí)檢測線路短路、接地、斷線、停電等永久性故障并上報(bào)故障電流和異常電壓（高壓線路或電纜頭對地電場） ，幫組運(yùn)行人員快速查找到故障點(diǎn)，提高配調(diào)和搶修效率，提高供電可靠性。4） 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無功配置，降低電能損耗，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 13 頁 主站系統(tǒng)6） 配電自動化系統(tǒng)主站設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)通用性和和擴(kuò)展性的要求，減少不必要的功能，降低不必要的性能。7） 對于一、二期規(guī)劃，可首先實(shí)現(xiàn) 255 個(gè)自動化監(jiān)控點(diǎn)以下的基本SCADA（數(shù)據(jù)采集與控制） 、FA（饋線自動化）或故障定位、無人值班短信通知功能，以后規(guī)模再擴(kuò)大則降為二級主站繼續(xù)發(fā)揮作用。9） 根據(jù)實(shí)際使用需要，可增加調(diào)度自動化系統(tǒng)接口功能。 站端系統(tǒng)1） 配電終端（含 FCI、DCU）可滿足線路故障檢測、在線監(jiān)測和開關(guān)遙控可靠性和實(shí)用性要求，減少不必要的功能，降低不必要的性能。新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 14 頁2） 配電終端采用獨(dú)立封裝或模塊化設(shè)計(jì)，具備擴(kuò)展性和可維護(hù)性，具備“四遙”通信、設(shè)備自診斷與自恢復(fù)、在線調(diào)試和遠(yuǎn)程維護(hù)功能。對于同桿架設(shè)線路，多分支線路，無開關(guān)、有開關(guān)無電動、少開關(guān)線路，不裝 PT/CT 的場合，可優(yōu)先采用 FCI和 DCU 組合方案。 通信系統(tǒng)1） 通信介質(zhì)和設(shè)備可滿足線路故障檢測、在線監(jiān)測和開關(guān)遙控可靠性和實(shí)時(shí)性要求，減少不必要的功能，降低不必要的性能。2） 在數(shù)據(jù)量不大、數(shù)據(jù)接入點(diǎn)多而分散的場合，可優(yōu)先采用無線方新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 15 頁式。3） 對于一、二期規(guī)劃，可首先實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)線路監(jiān)控點(diǎn) DCU 的數(shù)據(jù)接入功能。FCI 優(yōu)先選用短距離無線調(diào)頻/跳頻通訊方式接入 DCU，在電纜系統(tǒng)也可以選用短距離光纖就近接入帶遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊功能的配電終端。具備區(qū)域故障自動定位，以人工方式實(shí)現(xiàn)短路、接地故障的快速隔離和恢復(fù)供電功能。FCI 和 DCU 同時(shí)具備遙控復(fù)歸和遙調(diào)參數(shù)功能。同時(shí)具備在線監(jiān)測功能，為故障預(yù)警和運(yùn)行管理服務(wù)。 第一期目標(biāo)實(shí)施要點(diǎn)特點(diǎn)一：對不帶 CT 和 PT 以及無預(yù)留輔助接點(diǎn)的柱上開關(guān)實(shí)現(xiàn)“二遙”功能均不必更換設(shè)備，大大降低投入。特點(diǎn)三：采用新技術(shù)的“二遙”設(shè)備超低功耗，可直接用線路 CT 取電或太陽能供電，不受供電系統(tǒng)影響更可靠，無 PT 供電，不增加一次回故障。在電纜系統(tǒng)，新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 17 頁同時(shí)采用穩(wěn)態(tài)零序電流和暫態(tài)零序電流的方法來輔助檢測單相接地故障。特點(diǎn)五：應(yīng)用數(shù)字無線調(diào)頻/跳頻組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)一次回路和二次回路完全隔離，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。特點(diǎn)七：數(shù)據(jù)采集器采用配網(wǎng)自動化的標(biāo)準(zhǔn) 101 通訊協(xié)議，能與配網(wǎng)SCADA 系統(tǒng)和 GIS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平滑對接及數(shù)據(jù)共享，真正起到立竿見影的效果，實(shí)現(xiàn)建多少用多少，杜絕浪費(fèi)。6 新方案介紹 系統(tǒng)概述現(xiàn)場故障定位點(diǎn)/監(jiān)測點(diǎn)/監(jiān)控點(diǎn)主要由 FCI 和 DCU 組成。新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 18 頁從單根 10KV 線路磁場感應(yīng)取電，解決 FCI 自身及無線通訊模塊的工作電源是藍(lán)派克公司（LPK）對新技術(shù)的成功應(yīng)用，不停電方式安裝并取代線路 CT 測量電流和故障電流值是 LPK 最大的特點(diǎn)。LPK 將以理想的投入產(chǎn)出比，不停電快速解決 10KV 饋線的“兩遙”或“三遙”問題。該系統(tǒng)可以幫助電力運(yùn)行人員實(shí)時(shí)了解線路上各監(jiān)測點(diǎn)的電流（負(fù)荷電流、短路動作電流、首半波尖峰電流、接地動作電流、電纜線路穩(wěn)態(tài)零序電流、電纜線路暫態(tài)零序電流）、線路對地電場 (對地絕緣)、高壓線或電纜頭溫度的變化情況，在線路出現(xiàn)短路、接地、斷線、絕緣下降等故障或者異常情況下給出聲光或者短信通知報(bào)警，告知調(diào)度人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作以隔離故障和轉(zhuǎn)移供電，通知電力運(yùn)行人員迅速趕赴現(xiàn)場進(jìn)行處理。FCI 的電池電壓和新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 19 頁充電電壓可通過本地?zé)o線讀取。當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，可以幫助電力運(yùn)行人員及時(shí)掌握線路上各監(jiān)測點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；當(dāng)系統(tǒng)異常時(shí)，可以幫助電力運(yùn)行人員快速定位故障點(diǎn)，排除事故隱患。2．監(jiān)測線路負(fù)荷電流和短路動作電流，保存歷史數(shù)據(jù)并繪制曲線，用于事故分析和消隱。4．監(jiān)測架空線路、電纜頭的對地電場和溫度，保存歷史數(shù)據(jù)并繪制曲線，用于事故分析和消隱。無需改造開關(guān)，無需停電。無需加裝 PT 和 CT，無需停電。 系統(tǒng)特點(diǎn)1．突破模擬普通指示器的技術(shù)和 FTU 的標(biāo)準(zhǔn)。2．設(shè)備運(yùn)行功耗極低，使用壽命長。3．采用量化的短路故障檢測方法。4．采用量化的接地故障檢測方法。5．本地采用無線調(diào)頻組網(wǎng)（64 信道自動跳頻），遠(yuǎn)程采用GPRS/CDMA/3G 網(wǎng)絡(luò)通訊，調(diào)試方便，免維護(hù)或少維護(hù)。不停電安裝裝、拆卸，本地或遠(yuǎn)程無線調(diào)試。主站軟件可以實(shí)時(shí)對現(xiàn)場的故障指示器和兩路電動開關(guān)進(jìn)行“四遙”即遙控、遙信、遙測、遙調(diào)【參數(shù)讀寫】操作。8．SOE 記錄，事故推屏，實(shí)現(xiàn)事故重演。10．主站軟件采用配調(diào) SCADA/FA/WEB 一體化軟件，易學(xué)易用。 新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 22 頁 1）每個(gè)故障定位點(diǎn)/監(jiān)測點(diǎn)/監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備組成：由 3～30 只數(shù)字化的故障指示器和 1 臺數(shù)據(jù)采集器（含太陽能電池板/開口 CT 取電裝置、后備電池）組成。圖 1：系統(tǒng)組成示意圖新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 23 頁EFU：Earth Fault Line Select Unit 接地選線裝置?？蛇x配置。FCI 和 DCU 都帶有四字節(jié)全球唯一通信地址，用于 DCU 對 FCI 的識別；DCU 還帶有一字節(jié) 101 協(xié)議通信地址，用于 DCU 與主站之間的地址識別。當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)，DCU 定期輪詢每只 FCI 或由 FCI 主動上報(bào)，F(xiàn)CI 按預(yù)設(shè)的通訊策略進(jìn)行應(yīng)答或上報(bào)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送到 DCU。當(dāng)負(fù)荷電流大于 20A 時(shí)可以完全取到通訊能量，在通訊時(shí)可以做到“有問必答”或者定時(shí)主動發(fā)送；當(dāng)負(fù)荷電流小于 20A 時(shí)，只能取到有限的電能，在通訊時(shí)會出現(xiàn)“兩問一答”或者定時(shí)主動發(fā)送的情況，其它時(shí)間 FCI 內(nèi)新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 24 頁部無線通訊模塊都在休眠以減少電池?fù)p耗。當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，F(xiàn)CI 可以檢測到短路故障電流，如果符合特定的短路故障判據(jù)，則本地翻牌顯示，并按照預(yù)設(shè)的時(shí)間參數(shù)自動復(fù)歸，也可以通過主站遙控復(fù)歸。對于 10kV 小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)線路出現(xiàn)接地故障時(shí)，F(xiàn)CI 可以檢測到接地故障首半波尖峰電流和線路電壓，如果符合特定的接地故障判據(jù)，則本地翻牌和指示燈顯示，并按照預(yù)設(shè)的時(shí)間參數(shù)自動復(fù)歸，也可以通過本地?zé)o線或主站遙控復(fù)歸。由于 FCI 的本地?zé)o線和 DCU 的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)“一直在線”，并具有雙向、隨機(jī)發(fā)起主動通訊的能力，所以主站在召喚 DCU 的數(shù)據(jù)的同時(shí)，還可以對新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 25 頁DCU 和 FCI 下發(fā)參數(shù)和遙控命令，例如在線修改 DCU 和 FCI 的參數(shù)，遙控DCU 連接的開關(guān)合閘、分閘，遙控 DCU 管轄的 FCI 翻牌、復(fù)歸等。目前市面上絕大多數(shù)模擬電路的故障指示器主要是采用電流突變法，做得好的廠家的短路判據(jù)為：1. 線路“充電”時(shí)間：≥5S 2. 電流突變 當(dāng)負(fù)荷電流 IL 小于等于 200A 時(shí)，ΔI≥100A；或，當(dāng)負(fù)荷電流 IL 大于 200A 時(shí)，ΔI≥1/2*IL。其缺點(diǎn)一是在兩相接地、過流或過負(fù)荷短路情況下，短路電流是逐漸增大的，指示器因無法檢測到電流突變而導(dǎo)致拒動；其缺點(diǎn)二是在很多農(nóng)網(wǎng)線路，線路長，短路電流小，指示器因無法檢測到電流突變而導(dǎo)致拒動；其缺點(diǎn)三是在有些短路情況下，非故障出線、非故障分支、故障點(diǎn)后面的線路如果帶有大新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 26 頁型容性負(fù)載（例如高壓電容器）和感性負(fù)載（如大型電動機(jī)、水泵等），則會向故障點(diǎn)反饋送電，導(dǎo)致非故障線路誤動。該方法與變電站微機(jī)保護(hù)裝置的故障檢測原理一致，不論是兩相接地短路（電流緩慢增大），還是農(nóng)網(wǎng)過流故障（速斷、過流定值整定很?。灰冸娬境隹谔l，F(xiàn)CI 也能檢測到并給出故障指示，是目前可靠性和準(zhǔn)確性最高的判據(jù)。其檢測原理如下： IL－負(fù)荷電流≥ 10AIF－故障電流≥50A（可設(shè)置參數(shù)）T1－充電時(shí)間≥30ST2－故障持續(xù)時(shí)間≥（可設(shè)置參數(shù)）T3－停電時(shí)間≥T(S)ILIFT1T2T3圖 2：FCI 短路故障特征電流、電壓波形圖I（A）U（V）I（A） 、U （V）新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 27 頁Ik 參數(shù)：當(dāng)前負(fù)荷電流采樣值 Iset 參數(shù)：包含 Iset1（速斷值）、Iset2（過流值） Tset 參數(shù)：包含 Tset1（速斷延時(shí)）、Tset2（過流延時(shí)） TfMAX 參數(shù)：從變電站出口保護(hù)啟動到保護(hù)跳閘停電的最大延時(shí) Iaver 參數(shù)：保護(hù)啟動前的平均負(fù)荷電流 Uk 參數(shù)：當(dāng)前電場采樣值 Un 參數(shù)：正常運(yùn)行時(shí)的電場圖 3：FCI 短路故障判據(jù)邏輯圖新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 28 頁備注：LPK2A、LPK2B“四遙”指示器的出廠參數(shù)（短路故障）設(shè)置為：速斷 500A/40ms；過流 400A/200ms。如果嫌設(shè)置速斷、過流太麻煩，可以在出廠前將速斷、過流定值都設(shè)置為 700A 以上（含），則 FCI 自動啟動自適應(yīng)負(fù)荷電流的“過流突變法”判據(jù)。經(jīng)過兩、三年的實(shí)踐檢驗(yàn)，首半波或者接地暫態(tài)法存在技術(shù)原理上的缺陷，經(jīng)常導(dǎo)致誤動。FCI 主要采用接地瞬間首半波尖峰電流和線路電壓測量發(fā)和突變檢測法，確定是否為接地故障并翻牌指示，同時(shí)通過通訊網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的首半T(S)ILIZT1T2T3IL－負(fù)荷電流≥ 10A△I Z－首半波尖峰電流突變量≥30A （可設(shè)）△Uz－接地相電壓下降比例≥30% （可設(shè)）T1－充電時(shí)間≥30ST2－故障持續(xù)時(shí)間≥1msT3－接地相電壓持續(xù)下降和不停電時(shí)間≥40S（可設(shè)）圖 4：FCI 接地故障特征電流、電壓波形UZ△U ZI（A） 、U （V）新型的城市配網(wǎng)自動化改造方案第 29 頁波尖峰電流、接地動作電流、線路電