配电自动化课程论文

1、配 电 自 动 化 论 文题 目:配电自动化技术对轨道交通的意义院 系 信息工程学院专 业 交通工程(轨道交通电气化 学 号 xxxxxxx学生姓名指导教师摘要 :配电自动化具有很大的优势,在轨道方面,配电自动化是发展方向,研究 配电自动化在轨道方面的应用很必要。 为了更好地理解配电自动化的概念、 功能、 优势, 结合本人的设计的家庭安防系统进行对比。 同时又对轨道供电的技术进行 讲述, 说明其工作原理、 特点及配电自动化在轨道供电的应用、 可靠性分析和展 望。关键词 : 配电自动化 ,轨道供电, scada一、配电自动化技术的综述1.1配电自动化的概念本人对配电自动化的直观的理解:监测,出现

2、固障,固障切除,供电恢复。 它可以具体在电厂,开关站,某区域的线路中利用。较具体的概念就是“技术” +“操作” 。也就是说,利用现代电子、计算机、 通信及网络技术, 将配电网在线数据和离线数据等配电网数据和用户数据、 电网 结构和地理图形进行信息集成, 构成完整的自动化系统, 实现配电网及其设备正 常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化 1。1.2配电自动化技术系统组成为了更好理解配电自动化技术的系统组成, 本人结合自己的家庭安防系统来 说明它。本家庭安防系统采用 STM32F103VE 处理器作为系统的主控芯片,通过 NRF24L01与各传感节点进行双向通信,同时利用网

3、络模块和嵌入式网络协议 LWIP , 将主机采集到的信息发送到远程的安卓手机客户端, 使用户及时能够及时 掌握家庭中的安全信息, 同时可以通过手机客户端对家庭安防系统进行配置和控 制。 三个从机模块, 分别为是烟雾传感和可燃气体传感模块, 人体红外传感模块, 射频识别门禁模块。 主控模块可以对各个从机模块的状态显示在 TFT 屏幕上, 也 可以通过触摸屏对其进行配置。系统总体框图如图 1所示。 图 1家庭系统总体框图配电网调度自动化包括配电网数据采集和监控 (SCADA 、 配电网电压管理系 统、 故障诊断和断电管理系统、 操作票专家系统等。 它是由中央处理机和运动装 置等组成的配电网监控和数

4、据采集系统, 以辅助调度员做好配电网运行工作 2。 图 2:SCADA 系统结构图 如图 3:两个系统共同的特点基本都是利用传感器采集信息, 经过分析和处理, 实现对设备正常运行及事故状 态下的监测、保护、控制、管理的现代化。1.3配电自动化的基本功能配电系统自动化的主要功能有配网运行和管理功能, 运行计划模拟和优化功 能,运行分析和维护管理功能,用户负荷监控和故障报修功能。 11配电网运行监视对配电的运行监视是指通过采集配电网上的状态量(如开关位置和保护动 作和模拟量(电压、电流和功率等及电能量,从而对配电网的运行状况进行 监视。2配电网运行的控制对配电网的运行控制是指在需要的时候,远方控制

5、开关的合闸或跳闸以及有 载调压变压器的分接头, 以达到所期望的目的。 它包括就地自动控制和地区遥控。 3配电网的保护配电网的保护功能是指检测和判断故障区段, 并隔离故障区域, 维持正常区 域供电。4故障诊断分析与恢复供电它包括用户故障信息的收集, 根据用户故障报修对低压电网的故障进行诊断 与定位分析, 根据继电保护及短路器动作情况和故障检测器动作情况对中压电网 的故障进行诊断与定位分析,恢复供电操作和现场抢修的安排。5运行情况统计及报告它包括维修资料、 运行计划资料和管理控制资料, 在配电网数据管理中的配 电运行动态数据中记录和更新。1.4配电自动化优点1、在正常运行情况下,通过监视配电运行工

6、况,优化配网运行方式。 2、当 配电网发生故障或异常运行时, 迅速查出故障区段及异常情况, 快速隔离故障区 段,及时恢复非故障区域用户供电,缩短用户停电时间,减少停电面积。 3、根 据配网电压合理控制无功负荷和电压水平,改善供电质量,达到经济运行目的。 4、合理控制用电负荷,从而提高设备利用率。 5、自动抄表计费,保证抄表计费 及时和准确, 提高了企业的经济效益和工作效率, 并可为用户提供自动化的用电 信息服务等。 1二、轨道供电技术2.1轨道供电原理在这里主要介绍交直型的机车。 供电过程主要先从城市发电厂中获得 220kv 的电能, 经过城市主变所变成 110kv , 再输给地铁主变电站,

7、获得 10kv 和 35kv , 经过整流器得直流 1500v ,和降压得交流 220v/380v。经过馈电线把电传给接触 网,机车接收了电,机车就驱动了。2.2轨道供电系统结构图 图 4:轨道供电系统结构图 32.3 轨道供电特点 轨道供电系统中，机车是运动的，具有特殊性。与一般的电力系统有区别， 特点主要体现在 2 个方面： 1）电压等级低，变电所结构单一 从电力系统的角度看，轨道负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以轨 道供电系统中绝大多数为 10kV 配电所和 35kV 变电所， 这取决于地方供电系统电 源的情况和轨道就地负荷的要求。 2）供电可靠性要求高。如果出现断电问题，轻侧造成

8、列车不工作，严重则 造成交通事故，严重危害乘客的安全，所以要求可靠性要很高。因此，轨道供电 系统采取多种方法来保证供电的可靠性。有的采用双电源供电，分散式供电、集 中式、混合式的供电方式4。 2.4 轨道供电存在问题 1）对电网有一定的冲激，运行的列车是一个带电的运动体并且所带的电流，电 压较高。 2）有较多的谐波。这对 scada 系统的通信有影响的。为减少谐波对电网的影响 和危害，一是采用 24 脉波整流机组。 3）据本人了解，我国轨道交通供电和通信方面的防雷有点不足。 三、配电自动化技术在轨道供电中应用 城市轨道交通供电系统由外部电源供电系统， 主变电所或电源开闭所供电系 统，牵引供电系

9、统，动力照明供电系统，杂散电流腐蚀防护系统，电力监控系统 六个部分组成。 也可以说城市轨道交通供电系统由主变电所、牵引变电系统以及 变配电系统三部分组成。 3.1 配电自动化系统对轨道供电的可行性分析 相对轨道供电而言， 电力系统的配电自动化技术比较成熟。而与轨道供电差 不多。 所以能将先进技术在轨道供电系统中应用。当前铁路供电系统的自动化水 平远远落后于电力系统， 采取电力系统的成熟经验和技术，加快轨道供电系统的 自动化改造， 不仅能够大大改进轨道供电系统自身的运行和管理水平，提高劳动 生产率，也对整个轨道系统的运行大有益处。 3.2 配电自动化技术在轨道供电的具体应用及提升 配电自动化最主

10、要在轨道应用具体体现在 scada 系统，实现四遥的功能。能 保证控制中心对主变电所、牵引变电所、降压变电所等供电设备运行状态监视、 控制和数据采集。 1）遥控功能，实现远方终端的控制，可控制某个轨道变电所和线路的开关。 2）遥测功能，控制中心对各变电所的量值遥测。遥测的主要参数包括进线、母 线、馈线的电压、电流、有功电度、无功电度、有功功率、无功功率及主变压器 温度等。 3）遥信功能，变电所的各种实时信息，包括接触网所处状态、断路器开关的位 置、保护信号和预告信号，通过通信网络传输到控制中心，并显示在模拟屏上。 4）遥调功能，能对设备进行参数配置。 5）自动重合闸。当出现固障时，固障自动切除

11、，重合闸。与故障馈线连在同一 母线上的其他非故障馈线同样断电, 即牵引所两侧上下行全部断电, 且断电后需 人工排除故障断路器, 再恢复非故障线路供电, 这就需要较长的时间, 因而将会 产生严重的不良影响。 而在此引入了牵引供电系统馈线自动化，能够在断路器失 灵情况下,自动快速隔离故障断路器及实现供电系统自动重组为目标的开关综合 控制。 3.3 配电自动化技术在轨道供电的提升 1）减少电网运行与检修费有。 2）自恢复和自检测功能。提高稳定性。 3）实现变电站综合自动化系统，对主变电所，牵引变电所进行自动监测，实现 无人化管理，提高经济郊益。 3.4 配电自动化技术在轨道供电的展望 随着技术的不断发展，配电自动化技术会更好地利用在轨道供电上。不仅 能够大大改进轨道供电系统自身的运行和管理水平，提高劳动生产率，也对整个 轨道系统的运行大有益处。本人也觉得以后无线输电技术也用到轨道供电中，这 样就可以不使用接触网，更加安全、减少固障。同时也希望在过压保护和