配电网自动化

1、电力系统自动化18.1 变电站综合自动化8.2 配电网自动化8.3 馈线自动化电力系统自动化2v8.1.1 变电站综合自动化系统的研究内容v8.1.2 变电站综合自动化的现状与发展趋势v8.1.3 变电站综合自动化系统的功能v8.1.4 微机远动装置的基本功能与类型电力系统自动化3变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和全变电站的主要

2、设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化的内容包括电气量的采集和电气设备的状态监视、变电站综合自动化的内容包括电气量的采集和电气设备的状态监视、控制和调节。控制和调节。优点：优点： 功能综合化功能综合化 所有二次回路功能综合为一体。所有二次回路功能综合为一体。 结构微机化结构微机化 主要插件是全微机化的分布式结构，采用网络总线主要插件是全微机化的分布式结构，采用网络总线连接成整体。连接成整体。 操作监视屏幕化操作监视屏幕化 面对彩色大屏幕显示器进行全方位监视与操作。面对彩色大屏幕显示器

3、进行全方位监视与操作。 运行管理智能化运行管理智能化 具有在线自诊断功能和专家系统。具有在线自诊断功能和专家系统。电力系统自动化4变电站综合自动化的实施方法有两种：一种是站内监控以远动(RTU)为数据采集和控制的基础，相应的设备也是以电网调度自动化为基础，“保护”则相对独立。另一种是站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。 今后变电站综合自动化的运行模式将从无人值班、有人值守逐步向无人值守过渡。 电力系统自动化5变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述五个方面 监控 微机保护 电压、无功综合控制 低频减负荷控制 备用电源自动投入控制电力系统自动化6 数据

4、采集 事件顺序记录(SOE) 故障录波和测距、故障记录 操作控制功能 安全监视功能 人机联系功能 打印功能 数据处理与记录 谐波分析与监视电力系统自动化7一、备用电源自动投入装置一、备用电源自动投入装置（一）备用电源自动投入装置的作用与类型（一）备用电源自动投入装置的作用与类型工作电源与备用电源的接线方式可分为两大类：工作电源与备用电源的接线方式可分为两大类：明备用明备用: 指在正常时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时指在正常时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时 才投入工作。才投入工作。暗备用暗备用: 指在正常时，两电源都投入，互为备用。指在正常时，两电源都投入，互为备

5、用。 作用：用于两路及以上电源进线的变配电所中，提高供作用：用于两路及以上电源进线的变配电所中，提高供电可靠性。电可靠性。电力系统自动化8 在正常情况下，在正常情况下，QF1闭合，闭合，QF2断开，断开，负荷由工作电源供电。负荷由工作电源供电。 QF2QF1TV2备用电源工作电源TV1APD 当工作电源故障当工作电源故障时，时，APD动作，将动作，将QF1断开，切除故障断开，切除故障电源，然后将电源，然后将QF2闭闭合，使备用电源投入合，使备用电源投入工作，恢复供电。工作，恢复供电。APD电力系统自动化9 正常情况下，正常情况下，QF1,QF2闭合，闭合，QF3断开，两个断开，两个电源分别向两

6、段电源分别向两段母线供电。母线供电。 TV1QF3TV2APDQF1QF2工作电源B工作电源A 若电源若电源A(B)发生故障，发生故障，APD动作，将动作，将QF1(QF2)断开，随断开，随即将即将QF3闭合，闭合，此时全部负荷均此时全部负荷均由由B(A)电源供电。电源供电。APD电力系统自动化10 1）不论什么原因失去工作电源，）不论什么原因失去工作电源，APD都能迅速起动并投入都能迅速起动并投入备用电源；备用电源； 2）必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，）必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源；才允许投入备用电源； 3）APD应只动作一次，以免将备

7、用电源重复投入永久性故应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障回路中；障回路中； 4）当电压互感器二次回路断线时，）当电压互感器二次回路断线时，APD不应误动作。不应误动作。（二）对备用电源自动投入装置的基本要求（二）对备用电源自动投入装置的基本要求电力系统自动化11（三）备用电源自动投入装置的原理（三）备用电源自动投入装置的原理 12QF2QF1QF1-+-1KO3-24KT工作电源QF2-+YC备用电源电力系统自动化12 综合功能比较齐全，适应面广 备用电源自投装置具有串行通讯功能，方便的与综合自动化系统接口 体积小，性能价格比高 故障自诊断能力强，可靠性高电力系统自动化13（一）微

8、机远动装置的基本功能（一）微机远动装置的基本功能 微机远动装置微机远动装置（RTU）主要用来集中收集变电站内的所有信主要用来集中收集变电站内的所有信息，同时可以接收上级控制调度中心的命令，输出开关控制信号，息，同时可以接收上级控制调度中心的命令，输出开关控制信号，增减控制设备信号或调节设备的整定值，并返回已完成操作的信增减控制设备信号或调节设备的整定值，并返回已完成操作的信息，归纳起来有如下功能：息，归纳起来有如下功能：1“四遥四遥”功能：功能： 遥信、遥测遥信、遥测 、遥控遥控 、遥调遥调 2事件顺序记录事件顺序记录（SOE） 3系统对时系统对时 4电能采集电能采集（PA） 5自恢复和自检测

9、功能自恢复和自检测功能 6与与SCADA系统通信系统通信 （二）微机远动装置的类型（二）微机远动装置的类型 从体系结构上，从体系结构上，RTU可以分为集中式可以分为集中式RTU和分布式和分布式RTU两两类；在采样方式上，类；在采样方式上，RTU可分为直流采样可分为直流采样RTU和交流采样和交流采样RTU两类；从组屏方式上，两类；从组屏方式上，RTU可分为集中组屏和分散布置两类。可分为集中组屏和分散布置两类。 电力系统自动化14电力系统自动化15分层集中组屏模式 单元层变电站层 单元层按功能划分，开关量输入、输出，模拟量输入、输出，元件保护、自动装置各为单独模块。 变电站层包括监控主机和远动主机

10、。变电站层通过现场总线或局域网与单元层通信。所有保护屏、数据采集屏、控制出口屏全部安装在中央控制室内，需要较多的控制连接电缆。 电力系统自动化16电力系统自动化17上级操作上级操作监控中心监控中心 当地监控主机（双机）当地监控主机（双机） 通信管理机通信管理机 打印机打印机 进线保护进线保护测控单元测控单元 馈线保护馈线保护测控单元测控单元 变压器保护变压器保护测控单元测控单元 联络保护联络保护测控单元测控单元 进线进线测控单元测控单元 联络联络测控单元测控单元 出线出线测控单元测控单元 出线出线测控单元测控单元 变压器温度变压器温度保护测控单元保护测控单元 变压器温度变压器温度保护测控单元保

11、护测控单元 直流屏监控单元直流屏监控单元 变变电电站站层层 通通信信层层 间间隔隔单单元元层层 RS485/422 分布式集中组屏分布式集中组屏电力系统自动化18分层分散模式间隔层变电站层 间隔层按高压间隔划分，以每个电网元件为对象，集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中，将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。各模块单元与监控主机通过网络联系。高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央控制室内。 电力系统自动化19电力系统自动化20电力系统自动化21电力系统自动化22电力系统自动化23电力系统自动化24v8.2.1 概述v8.2.2 配电自动化

12、系统的主要内容v8.2.3 配电自动化的现状v8.2.4 配电自动化系统的功能电力系统自动化25配电网由配电变电站和配电线路组成。通过各种电力元件可以将配电网连成不同结构。配电网分为放射式和网式两大类型。 配电网的特点:点多、面广、分散；配电线路、开关电器和变压器结合在一起。配电自动化的意义:(1)正常情况下,监视配网运行情况,优化配网运行方式(2)当配网故障或异常运行时,迅速查出故障,快速隔离故障区段,及时恢复非故障区域用户的供电,减少停电面积和缩短停电时间。(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(4)合理控制用电负荷,提高设备利用率(5)自动抄表计费,保证抄表计费的及时

13、和准确电力系统自动化26 通常将变电所综合自动化、馈线自动化、用户管理自动化通常将变电所综合自动化、馈线自动化、用户管理自动化等三方面的内容称为配电自动化系统（等三方面的内容称为配电自动化系统（DAS）。）。配电网配电网SCADA系统系统 地理信息系统地理信息系统GIS需方管理需方管理DSM配电自动化配电自动化 DAS进线监视进线监视10kV变电所自动化变电所自动化SA馈线自动化馈线自动化FA变压器巡检与无功补偿变压器巡检与无功补偿负荷监控与管理负荷监控与管理LCM远方抄表与电能计费自动化远方抄表与电能计费自动化AMR配电自动化系统的主要内容电力系统自动化27配网管理工作站配网管理工作站配网调

14、度工作站配网调度工作站 配网配网GIS/维护工作站维护工作站网网关关调度调度 MIS主主服服务务器器备备服服务务器器WEBWEB服服务务器器网网络络打打印印机机100M以太网以太网通通信信前前置置机机通通信信前前置置机机变电所变电所B B变电所变电所A A配配电电子子站站配电线配电线通信线通信线控制控制LAN网网通通信信网网络络柱上真空开关柱上真空开关智能环网柜智能环网柜FTUFTUTTUTTUDTUDTU配电自动化系统配电自动化系统结构拓扑图结构拓扑图主站计算机系统电力系统自动化28智能环网配电柜智能环网配电柜配电自动化远方终端配电自动化远方终端DTUDTU电力系统自动化29配电变压器远方终

15、端配电变压器远方终端TTUTTU电力系统自动化30馈线自动化远方终端馈线自动化远方终端FTUFTU柱上真空开关柱上真空开关电力系统自动化31国内 :城市电网以环网供电方式为主；重合断路器与自动配电开关配合；农网重合器、断路器和分段器配合使用；跌落式分段器与断路器配合 。国外 :配电自动化从各种单项自动化林立，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。 电力系统自动化32 1. 配电网的实时监视与控制配电网的实时监视与控制 2. 安全性控制安全性控制 3. 经济性控制经济性控制 4. 质量控制质量控制 5. 负荷控制负荷控制 随时了解配电网内各重要母线电压，各配电线的有功功率的随时了解配电网

16、内各重要母线电压，各配电线的有功功率的状况；反映系统结构变化后各种配电变压器、断路器及柱上开关状况；反映系统结构变化后各种配电变压器、断路器及柱上开关的运行状态；重要用户负荷情况及其电力和电量表的信息等。的运行状态；重要用户负荷情况及其电力和电量表的信息等。 自动识别故障自动识别故障自动消除故障自动消除故障( (或隔离故障或隔离故障)自动恢复供电自动恢复供电 由实时潮流计算选择确定配电网的最佳运行方式，使有功功由实时潮流计算选择确定配电网的最佳运行方式，使有功功率网损最小。率网损最小。 保证供电的电压和频率保证供电的电压和频率 采用对用户负荷进行远方控制的方式，以抑制高峰负荷和采用对用户负荷进

17、行远方控制的方式，以抑制高峰负荷和提高负荷率。提高负荷率。 电力系统自动化33v8.3.1 概述v8.3.2 自动重合器v8.3.3 分段器v8.3.4 馈电线路故障隔离与自动恢复原理 v8.3.5 馈线智能终端设备FTU电力系统自动化34馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷，当故障发生后，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电馈线自动化的主要任务馈线自动化的主要功能电力系统自动化35重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。重合器的动作特性可以分为瞬动和延时动作特性两种。 重合器的分类如下：电力系

18、统自动化366油按绝缘介质和灭弧介质分类 真空液压控制 分立元件控制电路按控制装置分类 电子控制 集成电路控制电路 微处理机控制电路重合器电子液压混合控制 单相按相数分类三相柱上按安装方式分类 地面 地下SF在配电网中应用重合器的优点l节省变电站的投资l提高重合闸的成功率l缩小停电范围l提高操作自动化程度l维修工作量小重合器分类电力系统自动化37分段器是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就被其他设备切除，其将保持在合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障作好准备。分段器一般不能断开短路电流电力系统自动化38分段器的关键部件是故障检测继电器FDR分段器可分为电压-时间型和过流脉冲计数型两类。（介绍电压-时间型） 凭借加压、失压的时间长短来控制其动作 失压后分闸，加压后合闸或闭锁 两个重要参数 X时限：从分段器电源侧加压至分段器合闸的时延。加压 合闸 Y时限：又称故障检测时间，指若分段器合闸后在未超过Y时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在分闸状态，下一次再