电力系统自动化5

1、电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.第五章第五章 配电网自动化配电网自动化2电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.82011.8. .第一节第一节 配电网自动化配电网自动化 一、配电网1配电网基本知识 所谓配电网就是从输电网接收电能，再分配给各用户的电力网。 配电系统是电力系统中把发、输电系统与用户连接起来的重要环节。由配电一次设备，包括馈线、降压变压器、断路器、各种开关在内构成的配电网，以及包括继电保护、自动装置、测量和计量仪表、通信和控制等二次设备构成的配电系统，直接向用户供应电能。 就就我国电力系统我国电力系统而

2、言而言： 配电网配电网的电压等级一般为的电压等级一般为110kV以下。通常把以下。通常把35kV电压等级电压等级以上的以上的配电网称为高压配电网；配电网称为高压配电网；10kV电压等级配电网称为中压电压等级配电网称为中压配电网；配电网；04kV(380220V)电压电压等级配电网称为低压配电网等级配电网称为低压配电网。3电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.82011.8. .2.配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式三相配电网中性点与大地的电气连接，称为配电网的中性点接地方式三相配电网中性点与大地的电气连接，称为配电网的中性点接地方式。配电网的

3、中性点接地方式有如下几种：中性点不接地，中性点经高阻抗接地，中中性点不接地，中性点经高阻抗接地，中性点经消弧线圈接地，中性点直接接地，中性点经小电阻接地性点经消弧线圈接地，中性点直接接地，中性点经小电阻接地。总结起来可归纳为两大类：一类称为中性点非有效接地系统(包括中性点不接地系统、中性点经高阻抗接地系统、中性点经消弧线圈接地系统)，或称小电流接地系统；另一类称为中性点有效接地系统(包括中性点直接接地系统、中性点经小电阻接地系统)，或称为大电流接地系统。目前目前我国采用的中性点接地方式大体是：我国采用的中性点接地方式大体是：(1)110kV系统：直接接地。系统：直接接地。(2)35kV系统：经

4、消弧线圈接地。系统：经消弧线圈接地。(3)10kV系统：不接地或经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地。系统：不接地或经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地。(4)380220V系统：直接接地。系统：直接接地。4电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.82011.8. .3我国配电网的主要特点我国配电网以1035kV为主，几十年来，由于城市和农村各种因素所造成的差别，各自形成了如下特点：(1)农村配电网短路容量小，一般在100200MVA。而城市配电网短路容量大，在200300MVA左右。(2)配电网直接与用户发生关系，需求量大。 (3)农村配电网负荷分散、供电

5、半径大、线路长，有的lOkV配电线路长达几十公里，线路维护工作量大。而城市负荷相对集中，布点多，但事故影响大。(4)配电网事故受外界影响因素较多，尤其是架空配电线路，因雷击、鸟害、大风及树木的影响，造成瞬问故障和永久性故障的概率高，供电可靠性差。(5)线路长，负荷变化大，末端的短路电流与最大负荷电流相接近，保护配合困难；熔断器的保护性能受运行环境的影响，上、下级配合困难，尤其是主变压器保护，问题较多，不能满足保护配合要求。(6)配电网设备及控制装置技术性能落后是事故率高的主要原因。目前，在配电网中大量应用油断路器，而由于油断路器介质容易劣化，连续开断几次短路电流就应进行检修，否则就不能保证断路

6、器原来的开断性能，甚至可能引起保护开关爆炸和烧毁的严重后果。5电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.82011.8. .我国目前配电网的接线方式可分作辐射状网（树状网）和环状网。（1）辐射式（树干式）接线 单回路树干式接线 双回路树干式接线6电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.（3）环网供电方式 优点：可靠性最高，满足 配电网自动化的条件 缺点：管理较复杂 7电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 配网自动化是应用现代计

7、算机技术、远动、自控、通配网自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经济，优质，高效运行之目的。济，优质，高效运行之目的。我国电力部门习惯分为以下几个方面： 配电网调度自动化配电网调度自动化 （数据采集和监控SCADA、电压管理、故障诊断、断电管理、操作票管理等） 配电自动化配电自动化 （变电站自动化SA、馈线自动化FA） 配电管理系统配电管理系统DMS （ SCADA、负荷管理LM、分析（应用）

8、软件DPAS） 配电图资系统配电图资系统AM/FM/GIS （自动绘图AM 、设备管理FM、地理信息GIS） 需方用电管理需方用电管理DSM （负荷监控、自动抄表、计费自动化） 国际供电会议组织(CIRED)配电自动化功能可分为二部分： 把配电网实时监控、自动故障隔离及恢复供电、负荷管理等功能，称为配电网运行自动化功能； 把离线的或实时性要求不强的设备管理、停电管理、用电管理等功能，称为配电网管理自动化功能。8电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 提高供电可靠性，提高供电可靠性，99.99%可靠率可靠率 改善电能质量，电压合格率

9、改善电能质量，电压合格率98%以上以上 节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平 提高配网现代化管理水平提高配网现代化管理水平 提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策有利于配电网正常运行，优化运行方式；有利于保证供电可靠性及用电时效性，满足供电需求；有利于确保供电质量，为用户提供绿色能源（电压稳定、谐波治理等）；有利于减低网损，提高供电能力，停电几率减少；有利于提高故障判断与自动隔离能力；有利于提高设备的可靠性运行能力，减轻运行人员劳动强度；有利于合理控制负荷，提高设备利用率；有利于抄表计费的精准度，提高

10、经济效益和工作效率，提供用电信息服务。1、意义、意义2、目的、目的9电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1）配电网运行监视 为有效控制电网工作在最佳状态而进行的有关量的监视。为有效控制电网工作在最佳状态而进行的有关量的监视。 2）配电网运行的控制 在需要时对远方控制开关的合闸或跳在需要时对远方控制开关的合闸或跳 闸及有载调压变压器的分接头的操作。闸及有载调压变压器的分接头的操作。状态量监视：开关位置、保护动作等模拟量监视：电压、电流、功率等电能量监视：负荷大小、负荷曲线等就地控制：变电站本身设备的控制与调节地区遥控：远方直接控制

11、或间接控制3）配电网的保护 检测并判断故障区段，自动隔离故障区段，保证正常区域供电。4）故障诊断与恢复供电 故障信息的收集、诊断与分析，恢复供电或形成抢修方案。5）运行情况统计及报告 维修资料、运行计划资料、管理控制资料的记录与更新。10电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1）配电网运行模拟 负荷估计、有功和无功潮流计算、倒闸操作模拟、事故模拟计算等。2）倒闸操作计划的编制 编制遥控或遥调操作命令、操作任务的计划、用电影响分析及用户通知等。3）入网关口电量的计划和优化 根据负荷与潮流情况，合理安排入网关口的电量，使成本低，损耗小

12、，质量好。对配电网故障和供电质量反馈的信息进行分析、维修计划编制、制订维修任务单、维修跟踪与结果考核。11电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1）用户负荷和电能质量的遥测 通过用户的负荷曲线和特性，统计分析建立负荷预测模型； 通过对电压、电流、三相不平衡度、电压偏移率、谐波、瞬时断电的分析，诊断出电能质量的情况。2）用户端负荷和表计的控制 分时电价、超额电价等措施实现尽可能的用电平衡 大型用电设备的分时投切、电网故障时遥控用户的电力供应。3）用户故障报修处理系统 自动应接记录、自动查找相关信息、为相关部门提供报修信息。12电力系

13、统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1）统筹考虑，全面规划）统筹考虑，全面规划2）分析现状，优化设计）分析现状，优化设计3）因地制宜，分步实施）因地制宜，分步实施4）信息共享，增强效益）信息共享，增强效益5）充分利用，适当改造）充分利用，适当改造6）领导重视，专业协作）领导重视，专业协作13电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 目前在论述馈线自动化时是主要指高、中目前在论述馈线自动化时是主要指高、中压馈线自动化，而且特别是指中压馈线自压馈线自动化，而且特别是指中压馈线自

14、动化，在我国尤其是指动化，在我国尤其是指10kV馈线。馈线。 馈线自动化应包括配电网的高压、中压和低压3个电压等级范围内的线路自动化。对于高压配电线路，其负荷一般是二次降压变电站；对于中压配电线路，其负荷可能是大电力用户或是配电变压器；对于低压配电线路，其负荷是广大的用户。各电压等级有其自身的特点，特别是低压馈线，与高、中压线路有很大的区别。14电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1、FA的作用和的作用和基本功能基本功能状态监视与故障处理状态监视与故障处理(正常正常/事故事故) 监视-主要设施及故障点的重要数据处理故障区域判断、

15、隔离与恢复数据采集数据采集 站内RTU完成,远方FTU完成无功控制无功控制 补偿电容器组的自动投切控制控制 操作操作 馈线开关的自动投切及故障处理15电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1、FA的作用和的作用和基本功能基本功能报表报表根据需要生成和打印各种表格事故告警事故告警 发现异常，及时记录,准时报警对时对时 全网时钟要保持同步16电力系统自动化电力系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.配网馈线自动化功能主要包括： 配电网馈线正常运行状态监测配电网馈线正常运行状态监测 馈线故障检

16、测馈线故障检测 故障自动定位故障自动定位 故障区段自动隔离故障区段自动隔离 负荷重新优化分配（重构）负荷重新优化分配（重构） 非故障区段供电电源自动恢复非故障区段供电电源自动恢复 馈线过负荷时，系统切换操作馈线过负荷时，系统切换操作 正常计划调度操作正常计划调度操作 远方控制操作远方控制操作 统计与记录统计与记录2、FA的主要功能的主要功能17配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 馈线自动化（FA）的基本步骤： 故障定位 故障隔离 非故障区恢复供电和配电网络优化重构。 其基本原理： 1、将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关

17、把供电线路分 成各个供电区域。 2、当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故 障区域。 3、将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避 免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减小停电 范围，提高供电可靠性 。18配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.4、实现、实现FA的优点的优点提高供电质量提高供电质量减少停电时间，提高供电可靠性减少停电时间，提高供电可靠性节省总体投资节省总体投资减少电网运行与检修费用减少电网运行与检修费用19配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学

18、院 2011.8.2011.8.1、FA系统的系统的模式模式简易模式简易模式在配电线上必要的节点处安装故障指示器基于远方终端基于远方终端FTU模式模式在馈线监控点安装杆上远方终端FTU。基于重合器模式基于重合器模式是以重合器、分段器与自动负荷开关组成系统并配以自动装置，利用故障时工频量变化特点传送信息，形成逻辑动作二、配电自动化的设备20配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.馈线自动化的实现方式有以下三种： 无通道模式（基于重合器） 集中智能模式（FTU） 分布智能模式（FTU）21配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学

19、院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 无通道模式是指现场的FTU具备自动故障判断隔离及网络重构的能力，不需要通讯与主站系统的参与，主要是采用重合器、分段器、重合分段器方式。 根据具体工作原理，无通道模式分为两类： 电压时间型：根据变电站出线保护重合闸,二次重合闸及判断馈线是否失压)来确定故障区域。电流计数型：根据重合器开断故障电流动作次数确定故障区域，称为电流计数型。22配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. （1）定义：具有多次重合功能和自具（自带电源和微处理器）功能的断路器 （2）分类及特点：按相别分类：单相

20、与三相 按安装方式：杆上、地面上、地下、水下 按灭弧介质：油重合器、真空重合器、六氟化硫重合器 按控制方式：液压重合器、电子重合器1、重合器、重合器（3）主要技术参数 额定电流；额定电压； 最小脱扣电流：被保护电路出现最小的故障电流时能准确动作； 时间电流（tI）特性：23配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. （4）重合器的选用原则 额定电压必须大于或等于系统电压； 遮断电流必须大于或等于重合地点可能出现的最大故障电流； 长期工作的额定电流必须大于或等于线路的最大负荷电流； 最小跳闸电流通常为最大负荷电流的2倍； 应能检测到和遮

21、断它所承担的保护区末端发生短路时可能出现的最小故障电流； 有效地切除故障，瞬时遮断和长期中止供电的范围尽量缩小。24配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. （1）定义：是一种与电源侧前级开关设备相配合，在无电压或无电流的情况 下自动分闸的开关设备。 （2）分类及特点： 按介质分类：油分段器、真空重合器、六氟化硫重合器 按控制方式：液压分段器、电子分段器 按识别原理：过流脉冲计数型、电压时间（U-t）型2、分段器、分段器25配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.3、过流

22、脉冲计数型分段器工作过程（永久性故障）、过流脉冲计数型分段器工作过程（永久性故障）1.正常时 A、B、C为合闸状态2.C处故障 A断、B合、C合过流1次3. A1合、B合、C合过流2次稍后断4. A断、B合、C断5. A2合、B合、C断。故障点切除26配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.4、过流脉冲计数型分段器工作过程（瞬时故障）、过流脉冲计数型分段器工作过程（瞬时故障）1）正常2）c处发生瞬间短路，A断； C过流计数1，保持合； B无过流，不计数，保持合。3）A合，故障已消失； B、C保持合，恢复正常。27配电系统自动化配电系

23、统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.3.3.开关重合开关重合提供备用电源，重合开关，以躲提供备用电源，重合开关，以躲开瞬时故障。开瞬时故障。1.1.快速的故障检测快速的故障检测 快速地检测线路的单快速地检测线路的单/ /多相故多相故 障，提供通过障，提供通过GPRSGPRS向主向主/ /子站告子站告警能力。警能力。4.4.具备零序具备零序PT/CTPT/CT接口接口提供提供ZPT/ZCTZPT/ZCT接口，可有效地检测接口，可有效地检测小电流接地故障。小电流接地故障。2.2.故障跳闸与闭锁故障跳闸与闭锁可设置电压闭锁，方向闭锁等功可设置电压闭锁，方

24、向闭锁等功能，跳闸线路。在重合到故障点能，跳闸线路。在重合到故障点时，闭锁开关。时，闭锁开关。快速隔离快速隔离恢复供电恢复供电28配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.5、电压时间型分段器的工作过程（树状电网）、电压时间型分段器的工作过程（树状电网）A重合器（一次15秒；二次7秒）B、D分段器（X时限7秒；Y时限5秒）C、E分段器（X时限14秒；Y时限5秒）重合器整定值：断开后再合闸的延时，一般为一慢二快分段器时限：X时限上电后合闸的延时 Y时限-合闸后不再失压的期限，否则闭锁29配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院

25、哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.6、电压时间型分段器的工作过程（环状电网）、电压时间型分段器的工作过程（环状电网）1)正常：A、B、C、D、F均合，E联洛开关分2）c处发生瞬间短路使A断，B、C、D均断，F合；3）15秒后A合，B7秒后合、C在B合7秒后合；4）由于c处短路未排除A断，B、D均断、C在Y时限内又断闭锁 ， F合；5）5秒后A合，B7秒后合；6）E在D断45秒后合，D在E合7秒后合（D由E供电）；7）由于c处短路未排除右侧A 断，E、F均断、D在Y时限内又断闭锁 ；8）15秒后右侧A 合，由于C、D闭锁故障被隔离，F、E陆续合，实现非故障区恢复供电。A A 重

26、合器重合器 一次15秒；二次5秒B B C C D F D F 分段器分段器 X时限7秒；Y时限5秒E E 分段器分段器 XL时限45秒；Y时限5秒30配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.每台开关都设有延时合闸时间每台开关都设有延时合闸时间X故障检测时间故障检测时间Y (此时间内下级开关不合闸此时间内下级开关不合闸) 每台开关在检测到电压信号后要延时每台开关在检测到电压信号后要延时X才合闸才合闸; 合闸后合闸后, 开开关在时间段关在时间段Y内馈线未失压内馈线未失压, 则表明故障不在其辖区则表明故障不在其辖区;反之则反之则说明故障

27、在其辖区说明故障在其辖区, 开关置故障标志开关置故障标志, 并在随后的分闸之后并在随后的分闸之后闭锁来电合闸功能闭锁来电合闸功能, 从而隔离故障。从而隔离故障。对联络开关，在开关单侧失电后，延时对联络开关，在开关单侧失电后，延时Z时间后，自动合时间后，自动合闸。通过联络开关恢复供电。闸。通过联络开关恢复供电。31配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 集中智能模式是指现场的现场的FTU将检测的故障信息上传给主站或子站，将检测的故障信息上传给主站或子站，由主站或子站根据配电网络的实时拓扑结构，按照一定的算法进行故障定位由主站或子站根

28、据配电网络的实时拓扑结构，按照一定的算法进行故障定位，下达命令给相关的，下达命令给相关的FTU跳闸隔离故障。跳闸隔离故障。此后，主站通过计算，考虑网损、过负荷等情况确定最佳恢复方案，命令有关FTU完成负荷转供。 特点：适用于任意结构的配电网络，并且可以处理一些特殊情况（如多重故障），可以考虑实际负荷水平和网络约束 。 配电线路的故障处理区分瞬时和永久故障。 对于瞬时故障，通过变电站出口断路器的一次重合闸予以消除。 永久性故障，则由FTU上报故障信息给主站（或配电子站）， 简单线路可由子站完成故障处理； 复杂线路故障有可能超出子站管理范围，并且需要考虑供电转供过负荷等情况则由主站完成。1、概述、

29、概述32配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1、概述、概述(1)一次设备一次设备负荷开关、分段器、负荷开关、分段器、PT、CT等等(2)FTU控制箱控制箱控制电路、控制电路、UPS、箱体等、箱体等(3)通信子系统通信子系统(4)FA控制子站控制子站(5)SCADA/DMS主站主站多种通信方式多种通信方式:有线、无线、光纤、载波等有线、无线、光纤、载波等具有当地处理功能及转发功能具有当地处理功能及转发功能中心控制中心控制33配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.2、对

30、、对FTU的的 性能要求性能要求组成：组成：采样整理部分 主控部分 I/O接口部分 MODEM部分性能：性能：遥信、遥测、遥控、统计、对时、遥信、遥测、遥控、统计、对时、SOE记录、定值修改、自检及复位、闭锁及手动记录、定值修改、自检及复位、闭锁及手动抗扰（雷、雨、温、灰、震、磁）抗扰（雷、雨、温、灰、震、磁）维护性好、可靠性高、兼顾电能采集维护性好、可靠性高、兼顾电能采集34配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.五、基于重合器的五、基于重合器的FA与基于与基于FTU的的FA的比较的比较 基于重合器的基于重合器的FA 优点优点:

31、无需通信网络无需通信网络,无需远方控制中心干预无需远方控制中心干预,结构简单结构简单,成本低。成本低。 缺点：缺点： 对开断能力要求高对开断能力要求高,多次重合冲击大多次重合冲击大,需现场维护需现场维护,无法远方监控无法远方监控,信息不信息不能及时上报。能及时上报。 基于基于FTU的的FA 优点：优点：自动化程度高。自动化程度高。 缺点：缺点：需要良好的通信信道，结构复杂，成本高。需要良好的通信信道，结构复杂，成本高。35配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 故障定位、隔离、及自动恢复供电是故障定位、隔离、及自动恢复供电是FA的

32、主要功能，是缩小故的主要功能，是缩小故障停电范围，减少停电时间，提高供电可靠性的关键障停电范围，减少停电时间，提高供电可靠性的关键1、开环电网、开环电网故障处理故障处理 2、闭环电网、闭环电网故障处理故障处理36配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.集中智能式优点：集中智能式优点： 变电站出线开关只要一次重合闸，不需要保护改造。可以进行全网优化分析计算。由于主站的故障处理算法是在配电网络的实时拓扑结构基础上完成的，因此，即使是多电源复杂的网络，同样适用，并且时间基本相同。集中智能式缺点：集中智能式缺点：该方案故障处理任务上移，必须

33、要建设有效而又可靠的通信网络，对配电网通信的依赖性强，当通信系统发生故障或控制中心故障时，则不可避免地导致整个控制系统瘫痪，失去故障隔离、恢复供电的功能。配电终端电源必须配备储能蓄电池，开关必须改造为直流操作。 3、集中智能式、集中智能式37配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 分布智能模式FA是利用良好的网络通信和分散安装的配电终端实现的具有特殊原理的全线速动式区域性馈线保护。 基本原理是: 在馈线网络上发生相间故障或三相故障后，FTU采用对等式的通信网络，线路上的开关控制器之间互相通信，收集相邻开关的故障信息，综合比较后确定

34、出发生故障的区段, 跳开该区段两端的开关, 完成故障隔离动作。 分布智能模式是指现场的现场的FTU根据自身和临近的其它根据自身和临近的其它FTU的信息独立做出的信息独立做出判断和动作的，而不是将故障信息上传给主站或子站后等待指令才动作。判断和动作的，而不是将故障信息上传给主站或子站后等待指令才动作。从而避免了大量可能产生时间延迟和信息错误的环节，此模式又称面保护模式。 4、分布智能式、分布智能式 （面保护技术）（面保护技术） 38配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8.1 分布式的通信网络 对等式网络通信使得各控制器主动发布故障信息

35、成为可能，能够很好的解决多主系统的优先级问题，因此，可以取消配电子站。2 每个FTU具有综合处理信息的能力 必须能够采集和处理数据信息，与相关装置通信，并能控制开关。3 每个FTU能够根据自身和相关开关的状态，快速判断故障。 这就需要一种实用逻辑算法，及能快速准确的判定故障，每台开关的FTU根据收到的相邻开关的故障信息，结合自己的保护启动状态。4 分布式FA必须与出线开关的速断保护时限相配合。实施分布智能式的条件： 4、分布智能式、分布智能式 （面保护技术）（面保护技术） 39配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 2011.8.2011.8. 我国配电网大多

36、采用中性点不接地、经消弧线圈接地或经电阻接地方式，这就我国配电网大多采用中性点不接地、经消弧线圈接地或经电阻接地方式，这就使导线之间及与地之间形成分布电容。单相接地时，有如下特点：使导线之间及与地之间形成分布电容。单相接地时，有如下特点：（1）非故障线路的零序电流等于本身对地的电容电流，由母线流向线路，即超前零序电压90度。（2）故障线路的零序电流值等于所有非故障线路的零序电流之和。 5、配电网故障判、配电网故障判 别中存在的问题别中存在的问题40配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院七、本章小结及思考题七、本章小结及思考题33、能举例说明过流脉冲计数型及电压

37、、能举例说明过流脉冲计数型及电压-时间型重合器与分段器的工时间型重合器与分段器的工作过程。作过程。34、简述、简述FTU的基本功能。的基本功能。35、举例分析、举例分析FTU在故障区的判断与隔离的基本过程。在故障区的判断与隔离的基本过程。41配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 第三节：第三节：远远程自动程自动抄表计费系统抄表计费系统 3.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状 3.2 电子式电能表电子式电能表 3.3 多功能电子式电能表多功能电子式电能表 3.4 抄表技术综述抄表技术综述 3.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统卡电能表的预付费系统 3.

38、6 自动抄表技术自动抄表技术42配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.1 电能表的发展和现状 电能表的发展电能表的发展 电能表的发展如下图所示：电能表的发展如下图所示：43配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.1 电能表的发展和现状电子式电能表和机械式电能表的比较44配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.1 电能表的发展和现状45配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状46配电系统自动化配电系统自动化哈尔

39、滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状47配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状48配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状49配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.1 电能表的发展和现状50配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院电子式电能表和机械式电能表的比较如下表所示：51配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技

40、术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.2 电子式电能表（电子式电能表（1） 根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换根据转换原理，电子式电能表可分为热电转换型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类 。 热电变换型电子式电能表热电变换型电子式电能表 通过热电转换电路，使热电偶的输出与平均功通过热电转换电路，使热电偶的输出与平均功率成正比，从而达到计量目的。率成正比，从而达到计量目的。52配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.2 电子式电能表（2） 模拟乘法器型电子式电能表模拟乘法器型电子式电能表 模拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导模

41、拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。型乘法器和霍尔效应乘法器三种。 采用时分割乘法器构成的典型电子式电能采用时分割乘法器构成的典型电子式电能表表 的组成如下图所示：的组成如下图所示：53配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.2 电子式电能表（3） 数字乘法器型电子式电能表数字乘法器型电子式电能表 数字乘法器型电子式电能表数字乘法器型电子式电能表 ：以微处理器：以微处理器为核心，采用为核心，采用A/D转换对来自电流、电压互转换对来自电流、电压互感器的电流和电压进行交流采样和数字化感器的电流和电压进行交流采样和数字化处理。其自身的特

42、点决定其特别适合于实处理。其自身的特点决定其特别适合于实现远方抄表现远方抄表 。54配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.2 电子式电能表（电子式电能表（4） 几种电子式电能表的比较几种电子式电能表的比较55配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.3 多功能电子式电能表（1）多功能电子式电能表的功能56配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.3 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） 多功能电能表的电源多功能电能表的电源 A.电源电路电源电路 电能表中供电电路应该解决如下几个

43、问题：1) 将50Hz的交流电源变换成为表内电子电路所需的 直流低电压，一般为5V。2) 将电能表的电子电路与交流电网在电气上隔离开 来，以避免电网噪声影响电能表的正常工作 。3) 当电网停电时，提供后备电池供电，确保数据不 致丢失 。4) 对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电 路仍应能够到可靠的供电。 57配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.3 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） B. 交流电源交流电源 多功能电能表中交流供电线路通常有四种情况，分别是:1) 变压器降压直接整流供电方式；2) 电阻或电容降压方式；3) 开关电源方式；4

44、) 变压器降压加线性稳压电源。 C. 电池电池 常用的电池是镉镍可充电电池和锂电池。58配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.3 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（2） D.掉电检测与电源切换掉电检测与电源切换当电能表失去供电电源后，电路的电源电压并不是立即降为零的；当供电电源恢复时，掉电检测与电源切换模块的任务是使表内电路再恢复到正常运行状态 。59配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.3 多功能电子式电能表（多功能电子式电能表（3） 多功能电能表的选用多功能电能表的选用选用多功能电能表时，一定要选用已取得

45、进网许可证的产品。初次选表一定要经过试用，批量宜从小到 大，最后选定不多于34家企业供表。这是为了保证编程、抄表等技术和管理上尽可能统一。60配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.4 抄表技术综述（抄表技术综述（1） 抄表计费的几种方式抄表计费的几种方式 抄表电能计费一般有以下几种方式抄表电能计费一般有以下几种方式： 手工抄表方式 本地自动抄表方式 移动式自动抄表方式 预付费电能计费方式 远程自动抄表方式61配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.4 抄表技术综述（抄表技术综述（2） 预付费电能计量方式预付费电能计量

46、方式 预付费电能表按其执行机构的不同，可以分为投币式、磁卡式和IC卡式三种。 A. 投币式预付费电能表投币式预付费电能表 这是一种在国外使用最早的预付费电能表，由于这种装置容易被窃，并且在管理与维护上也存在一系列问题，目前已被淘汰。 B. 磁卡式预付费电能表磁卡式预付费电能表 磁卡是由磁卡读写器将数据记录在卡片状的磁性材料上而构成的。62配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.5 采用IC卡电能表的预付费系统（1） C. IC卡式预付费电能表卡式预付费电能表 IC卡是一种具有微处理器和大容量存贮器的集成电路芯片嵌装于塑料芯片而成的卡， IC卡是一种高安全性的

47、系统。63配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.4 抄表技术综述（3） 预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较 预付费计费被认为是一种过渡方式，原因如下：预付费计费被认为是一种过渡方式，原因如下： 此方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案; 采用预付费方式，需要改革供电部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的新问题; 拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电。64配电系统自动化配电系统自动化哈尔

48、滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。 远程自动抄表系统需要建立通讯网络，增远程自动抄表系统需要建立通讯网络，增加了系统的复杂性，而且建设费也较大，加了系统的复杂性，而且建设费也较大，而预付费电能计费方式则无须建设通道而预付费电能计费方式则无须建设通道。65配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（1） IC卡电能表的组卡电能表的组 下图为下图为IC卡预付费复费率电能表的原理框图：卡预付费复费率电能表的原理框图：66配电系统自动化配电

49、系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（1）IC卡由卡由5个功能模块组成，如下图所示：个功能模块组成，如下图所示：67配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.5 采用IC卡电能表的预付费系统（1）IC卡复费率电能表一般应具有如下功能：卡复费率电能表一般应具有如下功能：1) IC卡预付电费；卡预付电费；2) 分时（峰时段、谷时段、平时段分时（峰时段、谷时段、平时段)计量有功计量有功 电度和无功电度并计费；电度和无功电度并计费；3) 分时计量有功最大需量和无功最大需量；分时计量有功最

50、大需量和无功最大需量；4) 功率因数测量；功率因数测量；5) 提醒与跳闸；提醒与跳闸；6) 防窃电。防窃电。68配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院 3.5 采用采用IC卡电能表的预付费系统（卡电能表的预付费系统（2） 预付费电能计费管理系统预付费电能计费管理系统一整套电能计费管理系统的关键部分是售电终端。如下所示：69配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.5 采用IC卡电能表的预付费系统（2）售电管理系统计算机网络其典型结构如下图所示：70配电系统自动化配电系统自动化哈尔滨电力职业技术学院哈尔滨电力职业技术学院3.6 自动抄表技术（1） 本地自动抄表技术本地自动抄表技术 本地自动抄表本地自动抄表主要采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。 本地抄表的主要形式本地抄表的主要形式：采用手持式数据终端， 即“掌上电脑”（Hand Held Terminal 或Unit，简称 HHT或HHU）。 本地抄表的主要功能：本地抄表的主要功能：实现现场记录仪表数 据、对智能仪表的特定参数或原始数据进行现场设置、并能够和中心站计算机系统进行通信，以送回