配电网自动化4

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SoutheastUniversity2023/1/162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2023/1/163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。

2023/1/164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2023/1/165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2023/1/166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，19982023/1/167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%2023/1/168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2023/1/1691.1引言基本概念：电力系统配电系统低压、中压和高压2023/1/16101.1引言电力系统考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2022/12/31111.2国内内配配电电自自动动化化现现状状国内内配配电电自自动动化化现现状状起步步晚晚（（比比国国外外发发达达国国家家滞滞后后20年））配网网结结构构的的有有自自身身特特点点架空空导导线线电缆缆负荷荷接接入入起步步阶阶段段配配网网自自动动化化的的主主要要工工作作建立立实实时时监监控控系系统统实施施馈馈线线自自动动化化2022/12/31121.2国内配电电自动化化现状其它工作作DMS(DistributionManagementSystem)LM,LoadManagementAM,AutomatedMappingFM,FacilitiesManagementGIS,GeographicInformationSystemDSM(DemandSideManagement)SAS(SubstationAutomationSystem)AMR(AutomaticMeterReading)2022/12/31131.3国外配电电自动化化现状国外配电电自动化化现状起步早配网结构构特点城市外围围：单环环、双环环或双回回路市区或农农村：辐辐射网、、环网、、网格式式网、复复合式网网或“4X6””网通信及自自动化程程度高美国长岛岛电力公公司配电电自动化化系统减少停电电时间年平均停停电时间间纽约109min,曼哈顿地区区9min主要功能：：SCADA、AM\FM\GIS、负荷控制制(LC)等。2022/12/31141.3国外配电自自动化现状状15第二章、配配电网络与与一次设备备本章主要内内容1、配电网络络2、变配电站站3、架空线和和电缆4、中性点接接地方式5、配电网一一次设备162.1配电网络配电网络负荷分析负荷密度：：L1-n=A1-n╳d1-nL:负荷数，A:地域面积，，d单位面积负负荷数网络接线树状、放射射型、手拉拉手、环网网柜、网格格172.1配电网络国外4x6网络接线182.1配电网络国内城市配配网接线192.1配电网络配电网络优优化准则网络接线简简洁、灵活活以提高高系统的可可靠性和实实现自动化化为目的；；网络接线能能满足供电电安全“Ｎ-1”准则；网络实现开开环运行，，分片供电电，限制电电网短路容容量，满足足电压合格格率要求；；网络能灵活活适应各种种可能和合合理的运行行方式，变变电站布布点与网络络结构能符符合负荷不不断增长的的需要；网络络便便于于运运行行操操作作、、维维护护和和检检修修；；网络络接接线线宜宜标标准准化化、、模模式式化化；；保证证电电网网运运行行安安全全、、经经济济、、高高效效；；选用用性性能能价价格格比比高高、、小小型型化化、、无无油油化化、、自自动动化化、、免免维维护护或或少少维维护护的的电电气气设设备备；；考虑虑城城市市整整体体布布局局及及环环保保要要求求。。202.1配电电网网络络配电电网网络络设设计计原原则则：：每段段线线路路分分段段一一般般以以３３－－５５段段为为宜宜；；大的的分分支支线线可可安安装装分分支支开开关关；；每段段线线路路下下接接的的柱柱上上变变压压器器和和高高压压用用户户以以8～10个为为宜宜；；中压压供供电电半半径径一一般般为为2.5～3km；主干干线线截截面面电电缆缆以以240mm2、架架空空线线以以185～240mm2为宜宜；；负荷荷率率宜宜在在60%以下下。。212.2变配配电电站站变配配电电站站变电电站站选选址址的的基基本本原原则则尽量量接接近近该该变变电电站站的的供供电电中中心心，，以以节节省省线线路路投投资资和和供供电电损损耗耗；；交通通方方便便，，便便于于设设备备运运输输和和检检修修、、值值班班等等；；具有有进进出出线线路路走走廊廊位位置置，，靠靠近近规规划划的的变变电电站站已已有有高高压压线线路路；；对周周围围环环境境影影响响小小，，如如远远离离通通信信塔塔、、机机场场、、军军用用仓仓库库、、电电视视台台、、危危险险品品贮贮藏藏地地、、油油库库等等；；征用用土土地地困困难难小小。。222.2变配配电电站站主接接线线选选择择原原则则（1）可可靠靠性性。。当当任任一一电电气气元元件件（（指指线线路路或或变变压压器器））故故障障时时，，能能及及时时切切除除故故障障，，不不影影响响其其它它电电气气元元件件的的工工作作，，且且通通过过操操作作能能恢恢复复供供电电；；（2）运运行行灵灵活活性性。。在在任任一一断断路路器器需需要要检检修修或或停停运运时时，，通通过过操操作作能能不不影影响响该该线线路路或或变变压压器器的的运运行行；；（3）接接线线简简单单和和标标准准。。简简单单和和标标准准的的变变配配电电站站主主接接线线，，长长期期运运行行以以来来积积累累了了丰丰富富的的经经验验，，应应尽尽量量采采用用，，以以利利借借鉴鉴；；（4）主主接接线线应应满满足足该该变变配配电电站站在在电电网网中中地地位位的的功功能能要要求求；；（5）设设计计或或选选择择的的变变配配电电站站主主接接线线应应符符合合节节省省投投资资，，运运行行费费用用低低的的经经济济原原则则。。232.2变配配电电站站242.2变配配电电站站252.2变配配电电站站供电电安安全全“N-1”准则则（1）高高压压变变电电所所中中失失去去任任一一回回路路进进线线或或一一组组降降压压变变压压器器时时，，必必须须保保证证向向下下一一级级配配电电网网供供电电；；（2）高高压压配配电电网网中中一一条条架架空空线线或或一一条条电电缆缆或或变变压压器器中中一一组组降降压压变变压压器器发发生生故故障障停停运运时时：：1在正常情况下下，除故障段段外不能停电电，并不得发发生电压过低低和设备不允允许的过负荷荷；2在计划停运情情况下，又发发生故障停运运时，允许部部分停电，但但应在规定时时间内恢复供供电。（3）低压电网中中当一台变压压器或电网发发生故障时，，允许部分停停电，但应尽尽量将完好的的区段在规定定时间内切换换至邻近电网网恢复供电。。262.3架空线和电缆缆架空线和电缆缆架空线路杆塔类型：木木杆、水泥杆杆、铁塔；杆塔按用途可可分为直线杆杆、耐张杆、、转角杆、终终端杆、跨越越杆等。架空线路主要要由杆塔、横横担、绝缘于于、金具、导导线地线、拉拉线等部件组组成。电缆线路电缆类型：油纸缘绝电缆缆；应用在6-35KV电网中；塑料绝缘电缆缆；一般用于于低压线路；；橡胶绝缘电缆缆；一般用于于低压线路；；交联聚乙烯绝绝缘电缆；是是目前可应用用于各级电压压电网的一种种电缆；电缆型号的选选择：一般优优先选用交联联聚乙烯绝缘缘电缆。电缆敷设方法法有直埋式、、电缆沟敷设设和排管敷设设等方法。272.4中性点接地方方式中性点接地方方式220kv,110kv直接接地35kv经消弧线圈接接地10kv不接地或经消消弧线圈接地地380/220V直接接地各种接地方式式发生故障时时状况正常运行时，，对电网无影影响，故障时时，将产生影影响。中性点接地方方式对配网自自动化的影响响配电网中，单单相接地故障障占故障总数数的70%。中性点不接地地系统或小电电流接地系统统中，馈线自自动化系统无无法启动故障障隔离。282.5配电网一次设设备一次设备分段器是一种智能化化的负荷开关关，能够和断断路器或重合合器配合使用用。重合分段器是一种带有自自动重合功能能和智能判据据的负荷开关关，又称自动动配电开关。。Ｘ时限是重合合分段器端电电压恢复至自自动合闸的时时延；Ｙ时限是重合合分段器合闸闸后又失压的的时限；如未未超过此时限限，重合分段段器分闸后闭闭锁，不再重重合。重合器是一种带有自自动重合功能能和智能判据据的负荷开关关。负荷开关是在配电网络络中应用最广广泛的一种配配电设备。能能够分合正常常负荷电流。。高压熔断器依靠熔体或熔熔丝在电路出出现短路电流流时，熔丝熔熔断，保护用用电设备。2022/12/31302022/12/31312022/12/31322022/12/31332022/12/31342022/12/31352022/12/31362022/12/31372022/12/31382022/12/31392022/12/31402022/12/31412022/12/31422022/12/31432022/12/31442022/12/31452022/12/31462022/12/31472022/12/31482022/12/31502022/12/31512022/12/31522022/12/31532022/12/31542022/12/31552022/12/31562022/12/31572022/12/31582022/12/31592022/12/31602022/12/31612022/12/31622022/12/31632022/12/31642022/12/31652022/12/31662022/12/31682022/12/31692022/12/31702022/12/31712022/12/31722022/12/31732022/12/31742022/12/31752022/12/31762022/12/31772022/12/31782022/12/31792022/12/31802022/12/31812022/12/31822022/12/31832022/12/31842022/12/31852022/12/31862022/12/31872022/12/31882022/12/31892022/12/31902022/12/31912022/12/31922022/12/31942022/12/31952022/12/31962022/12/31972022/12/31982022/12/31992022/12/311002022/12/311012022/12/311022022/12/311032022/12/311042022/12/311052022/12/311062022/12/311072022/12/311082022/12/311092022/12/311102022/12/311112022/12/311122022/12/311132022/12/311142022/12/311152022/12/311162022/12/311172022/12/311182022/12/311192022/12/311202022/12/311212022/12/311222022/12/311232022/12/311242022/12/311252022/12/311262022/12/311282022/12/311292022/12/311302022/12/311312022/12/311322022/12/311332022/12/311342022/12/311352022/12/311362022/12/311372022/12/311382022/12/311392022/12/311402022/12/311412022/12/311422022/12/311432022/12/311442022/12/31145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2022/12/311472022/12/311482022/12/311492022/12/311502022/12/311522022/12/311532022/12/311542022/12/311552022/12/311562022/12/311572022/12/311582022/12/311592022/12/311602022/12/311612022/12/311622022/12/311632022/12/311642022/12/311652022/12/311662022/12/311682022/12/311692022/12/311702022/12/311712022/12/311722022/12/311732022/12/311742022/12/311752022/12/311762022/12/311772022/12/311782022/12/31179180《配网自动化化》课程复习有关课程练练习题各章节内容容：第一章、概概述1.1掌握电力系系统、配电电网、低压压、中压和和高压概念念，理解电电力系统考考核的主要要指标。1.2了解国内配配电自动化化的现状。。1.3了解国外配配电自动化化的现状。。181《配网自动化化》课程复习第二章、配配电网络及及一次设备备2.1掌握配电网网络的管理理范围、负负荷密度计计算方法、、配电网络络优化准则则和设计原原则，了解解负荷分析析方法、网网络接线形形式特点；；2.2掌握变电站站选址原则则和主接线线选择原则则，以及供供电安全“N-1”准则，了解解变电站各各种主接线线的特点；；2.3了解各种架架空线和电电缆的种类类、性能和和特点；2.4掌握我国各各电压等级级的中性点点接地方式式，理解中中性点接地地方式对配配网自动化化的影响；；2.5理解一次设设备的种类类及功能。。182《配网自动化化》课程复习第三章配配电自动化化及其实现现方式3.1掌握配电自自动化的概概念和目的的，了解配配电系统自自动化的三三个组成部部分，理解解配电自动动化所具有有的功能；；3.2理解配网自自动化对１１０ｋＶ配配电网络改改造的要求求；3.3了解国内外外变电站自自动化系统统的结构，，变电站通通信系统结结构；3.4掌握馈线自自动化的概概念和实现现方式，理理解配电主主站和子站站的功能；；3.5掌握基于差差动保护原原理的馈线线自动化工工作原理，，理解馈线线差动技术术应用中存存在的问题题；3.6了解配电DSM概念183《配网自动化化》课程复习第四章配配电自动化化通信系统统4.1掌握配电自自动化通信信系统的结结构与层次次；4.2理解配电自自动化通信信系统的要要求；4.3掌握主站通通信方式，，了解各种种通信方式式的特点；；4.4掌握设备级级通信方式式，了解各各种通信方方式的特点点；4.5掌握配电载载波通信技技术的优缺缺点，理解解当采用网网络化配电电载波DLC必须考虑载载波信号在在故障线路路上的传输输情况；4.6掌握配电网网光纤通信信系统的原原理、技术术特点和应应用方式，，掌握自愈愈式双环光光纤通信系系统在光纤纤或光收发发器发生故故障时，是是如何进行行自愈的；；理解光电电器件可靠靠性的计算算公式；4.7掌握常用配配电自动化化系统通信信方案，理理解配电自自动化系统统通信系统统结构184《配网自动化化》课程复习第五章配配电自动化化远方终端端技术5.1掌握配电网网自动化系系统远方终终端的定义义和分类；；5.2掌握FTU的功能和性性能要求；；5.3掌握FTU的技术核心心的内容；；5.4掌握FTU的组成和控控制器结构构，理解FTU充电电路的的功能、结结构和原理理；5.5掌握FTU软件的有功功、无功、、功率因素素和谐波计计算方法与与公式，理理解故障检检测的方法法和原理，，掌握定时时限过流保保护动作判判据和反时时限过流保保护参考方方程，理解解备用电源源自动投入入功能；5.6了解环网柜柜FTU和开闭所FTU应用场合与与要求；5.7理解FTU安装应考虑虑的主要问问题和FTU的维护工作作的主要内内容；5.8掌握TTU的概念和基基本功能，，了解TTU软件主要功功能；185《配网自动化化》课程复习第六章配配电SCADA系统6.1掌握配电SCADA系统所包含含的模型和和方法，掌掌握配电SCADA系统主要功功能和特点点，理解配配电SCADA系统的复杂杂性；6.2理解配电SCADA系统的基本本模式、监监控对象、、分层结构构和通信组组织方式，，理解配电电SCADA主站、配电电SCADA子站的功能能、结构和和设置方式式；6.3掌握配电SCADA系统的硬件件结构，理理解主站各各服务器的的功能，掌掌握前置机机的概念，，了解双前前置机切换换方法；6.4掌握配电SCADA软件系统的的层次模型型和软件逻逻辑结构，，了解服务务器与客户户机数据流流类型，理理解C/S结构双机热热备份系统统的结构和和工作原理理；掌握配配电SCADA数据库的构构成及核心心软件模块块构成；6.5掌握配电SCA