配电网自动化.课件

1、配电网自动化配电网自动化指导教师：XXX 小组成员小组成员XX：前四章PPT讲解XX： 第一章PPT制作，后两章讲解Xx：第二章PPT制作Xx：第三章PPTt制作XX：第四章PPT制作XX：第五章PPT制作XX：第六章PPT制作 1配电网自动化概述 2配电网自动化的组成 3配电网自动化系统通信方式4配电网故障定位及隔离技术 目录目录 / contents56远程自动抄表计费系统配电网自动化发展章第1配电网自动化概述配电网自动化概述配电网自动化概述配电网1配电网的特点2配电网自动化系统的概念3配电网自动化系统的结构与功能4实现配电网自动化的意义51、配电网 配电网就是从输电网接收电能，再分配给用

2、户的电网。1、配电网 按电压等级分类：分为高压配电网（3560KV），中压配电网（310KV，苏州有20KV）低压配电（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。按供电区域分类：城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。2、配电网的特点1、接线方式主要分作辐射状网、树状网和环状网。2、通常采用“闭环结构，开环运行”的方式。3、配电网容量小，短路电流较小。4、农村配电网负荷分散、供电半径大、线路长，城市负荷相对集中、供电半径小、线路短。2、配电网的特点5、配电网电力线路阻抗大，线路末端的短路电流与最大负荷电流相近容易造成保护误动。6、配电网多采用电流保护和距离保护，当

3、线路较短上下级保护配合困难。7、配电网设备数量巨大。8、数据采集点较多。2、配电网的特点9、配电网电力线路上的设备大多在户外，运行条件恶劣，对设备的工艺要求高。10、配电网支路R/X较大，潮流计算时可能不收敛。11、配电网常处于不平衡状态运行。12、配电网谐波含量比较高。配电网的中性点接地方式配电网的中性点接地方式小电流接地方式：中性点不接地或经消弧线圈接地大电流接地方式：经小电阻接地推荐方式：消弧线圈并（串）电阻接地目前我国配网采用的中性点接地方式大体如下： 1）60kv系统：经消弧线圈接地。 2）335kv系统：多采用不接地或经消弧线圈接地，大城市的城区配网采用中性点经小电阻接地。 3）3

4、80/220系统：直接接地。3、配电网自动化系统的概念配电网自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术、自动控制技术、信息管理技术，将配电网的实时运行信息、电网结构参数、设备信息、用户信息以及地理图形等信息进行集成，构成完整的自动化及管理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理，是配电自动化与管理集成为一体的系统。4、配电网自动化系统的结构与功能配电网自动化系统主要包括两个主要部分： (1)配电远方终端。 （2）配电主站。配电网自动化系统的结构图配电网自动化系统的结构图同级管理信息系统，用电管理系统，点亮计费系统及其他系统上级调度自动化配电主站配电远方终端

5、配电子站配电子站/变电站自动化安全隔离配电远方终端配电远方终端配电远方终端4、配电网自动化的结构与功能配电网自动化的功能：配电网SCADA系统（图见下页）高级应用软件功能故障定位与隔离功能负荷管理功能 地理信息系统图形站通道切换主站ABBBBBBBC图形站数据处理机前置机1服务器前置机2配电SCADA LAN主干通道次干通道DDDDD配电网SCADA系统结构一般通道5、实现配电网自动化的意义1、提高供电可靠性。（1）缩小故障影响范围。（2）缩短故障处理所需时间。2、提高供电经济性。3、提高供电能力。4、降低劳动强度，提高管理水平和服务质量。章第配电网自动化系统的组成2配电网自动化系统终端的分类

6、和功能： FTU DTU TTU 配电子站按功能划分为： 二遥型终端 三遥型终端配电网自动化系统的终端配电网自动化系统的终端FTUFTU 安装在配电网馈线回路的柱上开关和开关柜等处具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测等功能的远方终端。DTUDTU 安装在配电网馈线回路的开闭站和配电所等处具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测等功能的远方终端。 FTUDTUTTUTTU用于配电变压器各种运行参数的监视，测量的远方终端配电子站配电子站是为分布主站功能、优化信息传输及系统结构层次、方便通信系统组网而设置的中间层，实现所管辖区内的信息汇集、处理以及故障处理、通信监视等功能。TTU二遥型终端二遥型终端定义定义

7、：二遥型终端只能实现“遥测”和“遥信”功能， 不能对一次设备进行控制。典型设备故障指示器故障指示器：适用于635kV电压等级的架空线路以及635kV的电力电缆。二遥型故障指示器二遥型故障指示器：具备了“二遥”通信功能，缺点只能测量相电流而不能测量零序电流架空线路故障指示器电缆线路故障指示器具有“二遥”通信功能的故障指示器工作原理射频通信GPRS通信光纤通信三遥型终端三遥型终端定义：三遥型终端是具有“遥测”、“遥信”、“遥调”功能的终端，需要和一次设备配合，工作原理与变电站内的测量保护装置类似。FTU安装在架空线杆塔上，与架空线柱上断路器、TA、TV配合使用。DTU安装在环网柜或开闭站内，与成套

8、式断路器、TA、TV配合使用。TTU安装在配电变压器箱内，与成套的断路器、TA、TV配合使用。FTU在户外安装示意图架空线断路器、测量和取电用的电压互感器，以及FTU都安装在电线杆的支架上，通过二次电缆将三个设备连接。电压互感器二次侧有两个绕组，一个绕组输出额定为100V的二次电压信号，另一个绕组输出220V电压，给FTU供电。一种FTU内部结构示意图模拟量板用于接收电压互感器及电流互感器的二次信号，进行滤波以及放大。开关量板用于接受开关状态信号，以及输出控制开关动作的硬节点信号。主板用于A/D转换和分析计算。电源板用于供电，具有蓄电池和外部电源之间的切换功能。终端的供电电源终端的供电电源对于

9、三遥型终端，对应的开关需要操作电源，一般而言该电源是从线路上安装的TV二次侧获得。当故障或其他原因导致电路停电的时候，各测控单元仍能够可靠地上报信息和接受远方调控，因此需要备用电源。FTU备用电源实现方法（1）操作电源与工作电源均取自蓄电池。（2）操作电源取自馈线，工作电源取自蓄电池配电网自动化系统的主站配电网自动化系统的主站配电网自动化系统的主站是整个配电网自动化系统的监控、管理中心，实现对终端数据的显示、分析、记录，实现高级计算，实现对终端的遥控。目前配电网自动化系统主站放在调度中心，受调度统一管理，并且和调度自动化平台实现双向通信。章第3配电网自动化系统通信方式配电网自动化可能用到的各种

10、通信方式配电网自动化可能用到的各种通信方式通信方式通信方式传输介质传输介质信道传输速率信道传输速率传输距离传输距离主要用途主要用途电力线载波电力线路1200bit/s10kmFTU、DTU、TTU与主站的通信电话专线公用电话网3004800bit/s10kmTTU与主站的通信多模光缆多模光缆2Mbit/s5kmFTU、DTU、TTU与主站的通信，负荷控制单模光缆单模光缆2Mbit/s50kmFTU、DTU、TTU与主站的通信，负荷控制GPRS/CDMA自由空间45100kbit/sGSM/CDMA覆盖区二遥型终端与主站的通信配电网自动化系统通信方式的种类： 电力线载波通信 光纤通信 GPRS通

11、信通信方式的选择依据：实时性、可靠性、经济性1、电力线载波通信、电力线载波通信原理： 电力线载波通信将信息调制在高频载波信号上通 过已建成的电力线路进行传输。 频率选择： 高、中压配电网电力线载波通信：540kHz 低压配电网电力载波通信：50150kHz 配电网采用相对较低的载波频率可使高频衰耗减小构成： 安装在变电站与线路监控处的载波机、高频通道配电网电力线载波通信设备优缺点建设成本及维护费用较低，有传输衰减、噪声干扰及复杂时变性等问题。适用范围在子站设在变电站，在变电站各断路器线路侧安装载波设备，收集分散在线路上的信息。现常作为辅助的通信方式，主要应用于远程计费和管理系统。2、光纤通信、

12、光纤通信原理：光纤通信以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质的通信方式。目前通常采用的是光纤环网和光纤以太网的方式。优缺点：优点：速率高，稳定性好，抗干扰能力强，保密性好，组网方式灵活，可以实现综合数据传输。缺点：强度不如金属，连接困难，分路耦合不方便。一次性建设投资大，维护成本高，在通信要求低的情况下不具经济优势。适用范围：主站与子站之间，及中心城区的重要负荷区域3、GPRS通信通信原理GPRS（通用无线分组业务）是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术。将信息以封包的形式传输。优缺点接入范围广，传输效率高；快捷登录，永远在线；支持IP协议；按流量计费。只需在原有设备加装GPR

13、S无线模块，投资小，易于安装。抗干扰能力不如光纤通信，因此不宜用于城市中心、城区等干扰大的地区。4、配电网自动化通信方式的选择、配电网自动化通信方式的选择 与输电网自动化基本采用光纤通信不同，配电网自动化的通信方式需根据配电网特点及实际情况进行充分技术经济比较和选择。 以一种混合通信方式为例：主站CPCPCPFTUFTUDTUTTUFTUGPRS双环光纤自愈 部分FTU、DTU、TTU通过GPRS传输到子站，部分FTU通过光纤通信传输。 CP为自愈式光收发器，当一个通道出现问题时，自动切换到另一个通道并报警。章第4配电网故障定位及隔离技术 故障定位及隔离技术是配电网自动化系统的重要功能。采 用

14、配电网自动化系统后，可以准确确定故障区段并完成故障 隔离工作。目前达到实用化的配电网故障定位及隔离技术有三种： 基于重合器的技术； 基于分段器的技术； 基于终端和主站配合的技术。 前两种技术属于就地控制，不需要外部通信。1、基于重合器的技术、基于重合器的技术重合器（Recloser）是一种能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能进行给定次数重合的控制开关。重合器相当于断路器、TA、保护、控制、电源集成到一起的设备，在架空线路杆塔上或者开闭站、环网柜内安装。重合器的工作原理。重合器优点：不需要通信，节约成本，能够实现故障定位和隔离。缺点：没有通信，发生故障需逐个检查，影响效率，同时电压电流

15、数据无法上传到调度中心，调度中心无法远程控制重合器；对于中性点小电流接地方式的系统，单相接地故障电流很小，重合闸无法实现故障隔离。2、基于分段器的技术、基于分段器的技术分段器又称电压-时间型自动分段开关，同样是一、二次设备集成到一起的设备，在架空线路杆塔上或者开闭站、环网柜内安装。与重合器不同，分段器需要安装TV测量线电压，而且分段器的一次设备一般不采用断路器，而是采用负荷开关。因此分段器可以断开负荷电流，但不能断开短路电流。分段器的工作原理： 1.分段器通过线路始端的断路器断开短路电流。 2.检测到线电压时闭合，没有检测到时断开。 3 . 设 定 时 延 X ： 表 示 检 测 到 线 电

16、压 后 闭 合 开 关 的 时 延 ， X=7s 。 4.设定时延Y：表示检测到线电压从出现到消失的时间，可以触发闭锁，Y=5s。 5.出线断路器必须具备二次重合闸功能。 分段器工作过程分段器的优点：自动完成对故障区段的检测、判断、隔离，实现对分故障区段的恢复供电，简单实用可靠性高；不依赖通信，节约通信通道，节省了设备成本。扩展性好、易于升级，可实现多个分段器的配合使用。可以配合变电站的选线装置解决单相接地故障定位和隔离问题。在调度中心可以知道故障区段的位置，通知人员直接检修，缩短停电时间，提高供电可靠性。分段器的缺点：故障区段定位和隔离时间较长，越接近线路末端耗时越多。由于没有通信，电压、电

17、流数据无法上传到调度中心，调度中心也无法控制分段器。3、基于终端和主站配合的技术、基于终端和主站配合的技术基于终端和主站配合的故障区段定位和隔离的实现方案如图，线路上分散安装多个终端，终端将数据上传至主站。发生故障后，主站根据终端上传的故障信息判断出故障区段，并发出控制命令隔离故障区段，使非故障区段恢复供电。配电网的故障分为两种情况：相间短路故障（包括两相接地短路和三相短路）以及单相接地短路。1、相间短路的定位和隔离。2、单相接地故障的定位中性点不接地系统单相接地故障定位方法。中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障定位。3、具有多电源的网络重构。章第552 远程自动抄表计费系统 AMR/Auto

18、matic Meter ReadingAutomatic Meter Reading远程自动抄表计费系统随着电力体制改革的深入，电能计量、电费核算及收缴的及时性和准确性已成为供电企业的首要任务。一套采用通信、计算机网络技术，以计量为基础，收费为核心的用来代替人工抄表的自动化系统。配电网自动化配电管理系统(DMS)的一个重要组成部分。 u 主要包括四个部分 1）具有自动抄表功能的智能电能表 2）抄表采集器 3）抄表集中器 4）中央服务器远程自动抄表计费系统的构成*1* 电能表电能表1）感应式电能表 优点：直观、动态连续、停电不丢失数据 缺点：精度低、人工校验、接线错误2）智能电子式电能表 精度高

19、、性能稳定、功耗低，还可以实现多种功能，如 有功和无功电能记录、失压记录、负荷曲线记录、功率因数测量等等。 *2* 抄表采集器和抄表集中器抄表采集器和抄表集中器抄表采集器 将多台电能表连接到本地网络，并将它们的用电量等数据集中、上传到抄表集中器的设备。 抄表集中器 将电能表的数据进行一次集中的装置，对数据集中后，通过电力载波等方式将数据继续上传。可直接连接电能表，也可以连接多个采集器。*3* 中央服务器中央服务器 位于供电企业的营销中心，有远程抄表管理计算机和系统软件部分组成，将集中器传输的用户电量信息汇总、处理，提供给收费系统、用电管理系统使用。 采用光纤、电话网、GPRS等方式与集中器通信

20、。 电力线载波通信，是将信息调制为高频信号(一般为50500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平。远程自动抄表计费系统远程自动抄表计费系统主站抄表采集器抄表集中器抄表集中器电能表抄表采集器电能表电能表光纤、电话网、GPRS电力载波、RS485载波式电表电力载波RS485组成抄表网络无线技术章第366配电网自动化发展配电网自动化发展一一.当前配电自动化关注的热点当前配电自动化

21、关注的热点以配网调度为首要应用主体，着重解决配调的“盲调”现象。 在全网拓扑的支持下，应具备具有配电特色的实用功能，例如，电源点追踪、接线分析、解合环潮流、区域潮流/负荷分析、配电线路/设备操作预演等。在提高配电终端的可靠性和耐用性的前提下增强其灵活性，可以方便地按需要配置和升级，支持多种通信方式。加强配电终端的自身处理能力，满足相对独立于主站的区域配电故障智能化处理的需要。强调对配电数据的监测（实现两遥），慎重选择对配电设备的控制（实现三遥），做到投资省，见效快，用较短的时间实现对整个配电网（即全部配电设备）的科学管理。应急机制的完善，提高抗自然灾害能力，如分布式电源的接入等。 二二.先进配

22、电自动化的主要特征先进配电自动化的主要特征123546三，未来发展方向三，未来发展方向配电自动化系统的互动化配电自动化系统的互动化： 在配电网正常运行时，系统会实时监视配电网的运行状况，优化配电网的运行方式，合理控制用电负荷，从而提高设备利用率，改善供电质量； 在配电网发生故障时，系统能进行快速诊断，自动隔离故障，并将故障停电信息自动传送给95598客服系统并发送给用户。 当线路需要检修或实施限电时，主站系统可进行系统模拟，以最优方式确定停电设备，列出停电用户名单，并将信息传给95598客服系统。 系统还可以预测用电高峰和低谷，并将信息反馈给用户。比如居民可以通过短信了解什么时候本地区负荷较高，或者何时可能会停电。配电管理系统的信息化：配电管理系统的信息化： 近年来电网的高速发展使得电网调度、生产、配电等各项业务越来越专业化，各专业化系统间需要实现数据共享和互动。配电管理系统与其他业务系统的连接与互动通过信息交换总线进行。 信息交互总线就像一条信息化高速路，能同时支持配电管理系统分别从调度自动化系统、生产管理系统、GIS地理信息系统、营销管理系统中获取高、中、低压配网的网络拓扑、设备参数、运行数据等，并将配电自动化终端收集的实时信息反馈给其他系统。