配电网自动化3

电能系统基础东南大学电气工程系

配网自动化第一讲主讲教师：陈歆技东南大学远程教育1/16/20231配电自动化及其发展

DistributionAutomationSystemandItsDevelopment主讲教师：陈歆技Instructor:ChenXinji二零零七年七月东南大学电气工程学院SoutheastUniversity1/16/20232预备知识课程简介课程名称：配网自动化授课教师：陈歆技通信地址：东南大学电气工程学院1/16/20233预备知识课程的地位与任务本课程是为电气工程及其自动化专业四年级学生开设的一门专业选修课程。配电自动化是当前国内外电力行业前沿技术之一，特别是电力走向市场和信息技术快速发展的今天，逐步开发建设配电自动化系统已是大势所趋。开设本课程的目的是使学生掌握有关电力系统专业方面配电自动化的基础知识，以便走上工作岗位后，能够深入理解和应用所学知识解决生产实际问题。本课程的先修课程是《电路基础》、《信息通信网络概论》、《电能系统基础》和其它相关基础课程，学生需要具备电力系统的相关基础知识。本课程的主要任务是通过讲课、阅读资料使学生掌握配电自动化所需要的基础知识和技能，掌握处理复杂问题的一般方法。

1/16/20234预备知识课程内容1．配电自动化概述2．配电网络及一次设备3．配电自动化及其实现方式4．配电自动化通信系统5．配电自动化远方终端技术6．配电SCADA系统7．配电管理自动化系统8．配电管理自动化系统的设计与实现1/16/20235预备知识前修课程电路基础信息通讯网络概论电能系统基础1/16/20236预备知识教材[1]陈堂，赵祖康，等•配电系统及其自动化技术。中国电力出版社，2003

参考书[1]刘健，倪建立，邓永辉，配电自动化系统（第二版），中国水利水电出版社，2003[2]谷永清主编，配电系统自动化，中国电力出版社，2004[3]王明俊，于尔铿，等•配电系统自动化及其发展。中国电力出版社，19981/16/20237预备知识学习方法1、认真消化课堂内容2、完成课后作业3、平时注意积累知识点4、有疑问及时与教师联系考核方式大作业开卷总评成绩构成：期末考试60%；大作业40%1/16/20238第一章、概述本章主要内容1、引言2、国内配电自动化现状3、国外配电自动化现状1/16/202391.1引言基本概念：电力系统配电系统低压、中压和高压1/16/2023101.1引言言电力系统考核核指标供电可靠性城市：＞99.9%大城市中心：：＞99.99%电能质量电压合格率：：＞98%其它指标12/31/202211电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第二讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/2022121.2国国内配电自自动化现状状国内配电自自动化现状状起步晚（比比国外发达达国家滞后后20年））配网结构的的有自身特特点架空导线电缆负荷接入起步阶段配配网自动化化的主要工工作建立实时监监控系统实施馈线自自动化12/31/2022131.2国国内配电自自动化现状状其它工作DMS(DistributionManagementSystem)LM,LoadManagementAM,AutomatedMappingFM,FacilitiesManagementGIS,GeographicInformationSystemDSM(DemandSideManagement)SAS(SubstationAutomationSystem)AMR(AutomaticMeterReading)12/31/2022141.3国国外外配配电电自自动动化化现现状状国外外配配电电自自动动化化现现状状起步步早早配网网结结构构特特点点城市市外外围围：：单单环环、、双双环环或或双双回回路路市区区或或农农村村：：辐辐射射网网、、环环网网、、网网格格式式网网、、复复合合式式网网或或““4X6””网网通信信及及自自动动化化程程度度高高美国国长长岛岛电电力力公公司司配配电电自自动动化化系系统统减少少停停电电时时间间年平平均均停停电电时时间间纽纽约约109min,曼曼哈哈顿顿地地区区9min主要要功功能能：：SCADA、、AM\FM\GIS、、负负荷荷控控制制(LC)等等。。12/31/202215电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第三三讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/2022161.3国国外配配电自自动化化现状状12/31/202217第二章章、配配电网网络与与一次次设备备本章主主要内内容1、配配电网网络2、变变配电电站3、架架空线线和电电缆4、中中性点点接地地方式式5、配配电网网一次次设备备182.1配配电网网络配电网网络负荷分分析负荷密密度：：L1-n=A1-n╳d1-nL:负负荷数数，A:地地域面面积，，d单单位面面积负负荷数数网络接接线树状、、放射射型、、手拉拉手、、环网网柜、、网格格192.1配配电网网络国外4x6网络络接线线202.1配配电网网络国内城城市配配网接接线212.1配配电网网络配电网网络优优化准准则网络接接线简简洁、、灵活活以以提高高系统统的可可靠性性和实实现自自动化化为目目的；；网络接接线能能满足足供电电安全全“ＮＮ-1”准准则；；网络实实现开开环运运行，，分片片供电电，限限制电电网短短路容容量，，满足足电压压合格格率要要求；；网络能能灵活活适应应各种种可能能和合合理的的运行行方式式，变变电电站布布点与与网络络结构构能符符合负负荷不不断增增长的的需要要；网络便便于运运行操操作、、维护护和检检修；；网络接接线宜宜标准准化、、模式式化；；保证电电网运运行安安全、、经济济、高高效；；选用性性能价价格比比高、、小型型化、、无油油化、、自动动化、、免维维护或或少维维护的的电气气设备备；考虑城城市整整体布布局及及环保保要求求。222.1配配电网网络配电网网络设设计原原则：：每段线线路分分段一一般以以３－－５段段为宜宜；大的分分支线线可安安装分分支开开关；；每段线线路下下接的的柱上上变压压器和和高压压用户户以8～10个为为宜；；中压供供电半半径一一般为为25～3km；主干线线截面面电缆缆以240mm2、架空空线以以185～～240mm2为宜；；负荷率率宜在在60%以以下。。23电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第四四讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育242.2变变配电电站变配电电站变电站站选址址的基基本原原则尽量接接近该该变电电站的的供电电中心心，以以节省省线路路投资资和供供电损损耗；；交通方方便，，便于于设备备运输输和检检修、、值班班等；；具有进进出线线路走走廊位位置，，靠近近规划划的变变电站站已有有高压压线路路；对周围围环境境影响响小，，如远远离通通信塔塔、机机场、、军用用仓库库、电电视台台、危危险品品贮藏藏地、、油库库等；；征用土土地困困难小小。252.2变变配电电站主接线线选择择原则则（1））可靠靠性。。当任任一电电气元元件（（指线线路或或变压压器））故障障时，，能及及时切切除故故障，，不影影响其其它电电气元元件的的工作作，且且通过过操作作能恢恢复供供电；；（2））运行行灵活活性。。在任任一断断路器器需要要检修修或停停运时时，通通过操操作能能不影影响该该线路路或变变压器器的运运行；；（3））接线线简单单和标标准。。简单单和标标准的的变配配电站站主接接线，，长期期运行行以来来积累累了丰丰富的的经验验，应应尽量量采用用，以以利借借鉴；；（4））主接接线应应满足足该变变配电电站在在电网网中地地位的的功能能要求求；（5））设计计或选选择的的变配配电站站主接接线应应符合合节省省投资资，运运行费费用低低的经经济原原则。。262.2变变配电电站272.2变变配电电站28电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第五五讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育292.2变变配电电站供电安安全““N-1””准则则（1））高压压变电电所中中失去去任一一回路路进线线或一一组降降压变变压器器时，，必须须保证证向下下一级级配电电网供供电；；（2））高压压配电电网中中一条条架空空线或或一条条电缆缆或变变压器器中一一组降降压变变压器器发生生故障障停运运时：：1在在正常常情况况下，，除故故障段段外不不能停停电，，并不不得发发生电电压过过低和和设备备不允允许的的过负负荷；；2在在计划划停运运情况况下，，又发发生故故障停停运时时，允允许部部分停停电，，但应应在规规定时时间内内恢复复供电电。（3））低压压电网网中当当一台台变压压器或或电网网发生生故障障时，，允许许部分分停电电，但但应尽尽量将将完好好的区区段在在规定定时间间内切切换至至邻近近电网网恢复复供电电。302.3架空空线和和电缆缆架空线线和电电缆架空线线路杆塔类类型：：木杆杆、水水泥杆杆、铁铁塔；；杆塔按按用途途可分分为直直线杆杆、耐耐张杆杆、转转角杆杆、终终端杆杆、跨跨越杆杆等。。架空线线路主主要由由杆塔塔、横横担、、绝缘缘于、、金具具、导导线地地线、、拉线线等部部件组组成。。电缆线线路电缆类类型：：油纸缘缘绝电电缆；；应用用在6-35KV电电网中中；塑料绝绝缘电电缆；；一般般用于于低压压线路路；橡胶绝绝缘电电缆；；一般般用于于低压压线路路；交联聚聚乙烯烯绝缘缘电缆缆；是是目前前可应应用于于各级级电压压电网网的一一种电电缆；；电缆型型号的的选择择：一一般优优先选选用交交联聚聚乙烯烯绝缘缘电缆缆。电缆敷敷设方方法有有直埋埋式、、电缆缆沟敷敷设和和排管管敷设设等方方法。。31电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第六六讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育322.4中中性点点接地地方式式中性点点接地地方式式220kv,110kv接接地35kv经经消消弧线线圈接接地10kv不不接接地或或经消消弧线线圈接接地380/220V直直接接接地地各种接接地方方式发发生故故障时时状况况正常运运行时时，对对电网网无影影响，，故障障时，，将产产生影影响。。中性点点接地地方式式对配配网自自动化化的影影响配电网网中，，单相相接地地故障障占故故障总总数的的70%。。中性点点不接接地系系统或或小电电流接接地系系统中中，馈馈线自自动化化系统统无法法启动动故障障隔离离。332.5配配电网网一次次设备备一次设设备分段器器是一种种智能能化的的负荷荷开关关，能能够和和断路路器或或重合合器配配合使使用。。重合分分段器器是一种种带有有自动动重合合功能能和智智能判判据的的负荷荷开关关，又又称自自动配配电开开关。。Ｘ时限限是重重合分分段器器端电电压恢恢复至至自动动合闸闸的时时延；；Ｙ时限是是重合分分段器合合闸后又又失压的的时限；；如未超超过此时时限，重重合分段段器分闸闸后闭锁锁，不再再重合。。重合器是一种带带有自动动重合功功能和智智能判据据的负荷荷开关。。负荷开关关是在配电电网络中中应用最最广泛的的一种配配电设备备。能够够分合正正常负荷荷电流。。高压熔断断器依靠熔体体或熔丝丝在电路路出现短短路电流流时，熔熔丝熔断断，保护护用电设设备。3412/31/202235电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第七讲讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/20223612/31/20223712/31/20223812/31/20223912/31/202240电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第八八讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/20224112/31/20224212/31/20224312/31/20224412/31/20224512/31/202246电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第九讲讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/20224712/31/20224812/31/20224912/31/202250电能系统基基础东南大学电电气工程系系配网自动化化第十讲讲主讲教师：：陈歆技东南大学远远程教育12/31/20225112/31/20225212/31/20225312/31/20225412/31/20225512/31/20225612/31/20225712/31/202258电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第十十一讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育12/31/20225912/31/20226012/31/20226112/31/20226212/31/202263电能系统基基础东南大学电电气工程系系配网自动化化第十二讲讲主讲教师：：陈歆技东南大学远远程教育12/31/20226412/31/20226512/31/202266电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第十三讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/20226712/31/20226812/31/20226912/31/20227012/31/20227112/31/202272电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第十十四四讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/20227312/31/20227412/31/20227512/31/20227612/31/20227712/31/20227812/31/20227912/31/20228012/31/202281电能系统基基础东南大学电电气工程系系配网自动化化第十五讲讲主讲教师：：陈歆技东南大学远远程教育12/31/20228212/31/20228312/31/20228412/31/20228512/31/202286电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第十六讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/20228712/31/20228812/31/202289电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第十十七讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育12/31/20229012/31/20229112/31/20229212/31/202293电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第十八八讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/20229412/31/20229512/31/20229612/31/20229712/31/20229812/31/20229912/31/2022100电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第十十九讲讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育12/31/202210112/31/202210212/31/202210312/31/202210412/31/202210512/31/202210612/31/202210712/31/2022108电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第二十讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/202210912/31/202211012/31/202211112/31/202211212/31/202211312/31/202211412/31/202211512/31/2022116电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第二十十一讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/202211712/31/202211812/31/202211912/31/202212012/31/202212112/31/202212212/31/202212312/31/202212412/31/202212512/31/202212612/31/2022127电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第二二十十二二讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/202212812/31/202212912/31/202213012/31/202213112/31/202213212/31/202213312/31/202213412/31/202213512/31/2022136电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第二二十十三三讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/202213712/31/202213812/31/202213912/31/202214012/31/202214112/31/202214212/31/2022143电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第二二十四四讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育12/31/202214412/31/202214512/31/202214612/31/202214712/31/202214812/31/202214912/31/202215012/31/202215112/31/202215212/31/202215312/31/202215412/31/202215512/31/2022156电能系系统基基础东南大大学电电气工工程系系配网自自动化化第二二十五五讲主讲教教师：：陈歆歆技东南大大学远远程教教育12/31/202215712/31/202215812/31/202215912/31/202216012/31/202216112/31/202216212/31/202216312/31/202216412/31/202216512/31/202216612/31/2022167电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第二十六讲讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/202216812/31/202216912/31/202217012/31/2022171电能能系系统统基基础础东南南大大学学电电气气工工程程系系配网网自自动动化化第二二十十七七讲讲主讲讲教教师师：：陈陈歆歆技技东南南大大学学远远程程教教育育12/31/202217212/31/202217312/31/202217412/31/202217512/31/202217612/31/202217712/31/202217812/31/2022179电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第二十十八讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/202218012/31/202218112/31/202218212/31/202218312/31/202218412/31/202218512/31/2022186电能系统统基础东南大学学电气工工程系配网自动动化第二十十九讲主讲教师师：陈歆歆技东南大学学远程教教育12/31/202218712/31/202218812/31/202218912/31/202219012/31/202219112/31/202219212/31/202219312/31/2022194电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第三十讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育12/31/202219512/31/202219612/31/202219712/31/202219812/31/202219912/31/202220012/31/202220112/31/202220212/31/202220312/31/202220412/31/202220512/31/202220612/31/202220712/31/2022208电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第三十一讲讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育209《配网自动化化》课程复习习有关课程练习习题各章节内容：：第一章、概述述1.1掌握电电力系统、配配电网、低压压、中压和高高压概念，理理解电力系统统考核的主要要指标。1.2了解国国内配电自动动化的现状。。1.3了解国国外配电自动动化的现状。。210《配网自动化化》课程复习习第二章、配电电网络及一次次设备2.1掌握配配电网络的管管理范围、负负荷密度计算算方法、配电电网络优化准准则和设计原原则，了解负负荷分析方法法、网络接线线形式特点；；2.2掌握握变电站选址址原则和主接接线选择原则则，以及供电电安全“N-1”准则，，了解变电站站各种主接线线的特点；2.3了解解各种架空线线和电缆的种种类、性能和和特点；2.4掌握握我国各电压压等级的中性性点接地方式式，理解中性性点接地方式式对配网自动动化的影响；；2.5理解解一次设备的的种类及功能能。211《配网自动化化》课程复习习第三章配电电自动化及其其实现方式3.1掌握握配电自动化化的概念和目目的，了解配配电系统自动动化的三个组组成部分，理理解配电自动动化所具有的的功能；3.2理解解配网自动化化对１０ｋＶＶ配电网络改改造的要求；；3.3了解解国内外变电电站自动化系系统的结构，，变电站通信信系统结构；；3.4掌握握馈线自动化化的概念和实实现方式，理理解配电主站站和子站的功功能；3.5掌握握基于差动保保护原理的馈馈线自动化工工作原理，理理解馈线差动动技术应用中中存在的问题题；3.6了解配配电DSM概概念212电能系统基础础东南大学电气气工程系配网自动化第三十二讲讲主讲教师：陈陈歆技东南大学远程程教育213《配网自动化化》课程复习习第四章配电电自动化通信信系统4.1掌握握配电自动化化通信系统的的结构与层次次；4.2理解解配电自动化化通信系统的的要求；4.3掌握握主站通信方方式，了解各各种通信方式式的特点；4.4掌握握设备级通信信方式，了解解各种通信方方式的特点；；4.5掌握握配电载波通通信技术的优优缺点，理解解当采用网络络化配电载波波DLC必须须考虑载波信信号在故障线线路上的传输输情况；4.6掌握握配电网光纤纤通信系统的的原理、技术术特点和应用用方式，掌握握自愈式双环环光纤通信系系统在光纤或或光收发器发发生故障时，，是如何进行行自愈的；理理解光电器件件可靠性的计计算公式；4.7掌握握常用配电自自动化系统通通信方案，理理解配电自动动化系统通信信系统结构214《配网自动化化》课程复习习第五章配电电自动化远方方终端技术5.1掌握握配电网自动动化系统远方方终端的定义义和分类；5.2掌握握FTU的功功能和性能要要求；5.3掌握握FTU的技技术核心的内内容；5.4掌握握FTU的组组成和控制器器结构，理解解FTU充电电电路的功能能、结构和原原理；5.5掌握握FTU软件件的有功、无无功、功率因因素和谐波计计算方法与公公式，理解故故障检测的方方法和原理，，掌握定时限限过流保护动动作判据和反反时限过流保保护参考方程程，理解备用用电源自动投投入功能；5.6了解解环网柜FTU和开闭所所FTU应用用场合与要求求；5.7理解解FTU安装装应考虑的主主要问题和FTU的维护护工作的主要要内容；5.8掌握握TTU的概概念和基本功功能，了解TTU软件主主要功能；215《配网自动化化》课程复习习第六章配电电SCADA系统6.1掌握握配电SCADA系统所所包含的