配电网及其自动化技术概况(许继-郭上华)

2011年7月配电网及其自动化技术概况主要内容配电网基本概况1234配电一次设备与自动化配套配电终端与自动化数据传输配电主站与自动化监控5配电网领域许继优势特色配电网基本概况第一部分摘要电力系统定义及组成配电网供电方式配电网规模配电网建设目标配电网建设思路配电网实现自动化的体系构架4配电网供电方式配电线路接线方式中性点接地方式

负荷转供方式5“手拉手”环网接线

辐射网接线配电线路接线方式——架空线路6

单环网配电线路接线方式——电缆线路或架空电缆混合线路8中性点经消弧线圈接地——补偿接地点流过的容性电流，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复

——减少系统弧光接地过电压的概率——降低了接地残流和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差

——系统可带故障运行一段时间中性点经小电阻接地——降低操作过电压。单相接地故障时，可准确判断并快速切断故障线路——中性点电阻为耗能元件，有效限制弧光接地过电压——对电容电流变化的适用范围较大，简单、可靠、经济中性点不接地——非接地相对地电压升高√3倍，稳定性电弧可烧毁设备或引起相间短路

——间歇性电弧可使电网电感、电容形成震荡回路而产生弧光接地过电压

——当发生弧光接地故障时，非故障相电压可升高到2.5-3倍Un配电网供电方式——中性点接地方式9序号接地方式比较项目IIIIII经电阻接地经消弧线圈接地不接地1接地电流小阻>50A高阻<50A最小，等于残流为对地电容电流，一般小于1%Is(短路电流)2瞬时性接地故障后果跳站内出口断路器不跳站内断路器大多故障能自动消除电容电流所维持的电弧3接地故障时设备损坏程度有一定影响最小可能相当严重4连续供电不能保证同III很好较好5内部过电压一相接地时的电压升高低于线电压≥线电压等于线电压(过补偿时)≥线电压电弧接地过电压可不考虑频率较小可能很高操作过电压最低处于容许范围内最高6接地故障的接地保护简单可靠同III通常仅用于信号困难而不可靠7单相接地故障延续时间短长长长8单相接地发展为多相接地可能性小可能性较小可能性中等可能性最大9站内出口断路器工作条件动作次数多检修周期短与III相似不经常动作动作次数较多检修周期较短10故障点附近的生命危险电位高但很少遇到小（持续）较小往往可能是持续性的配电网供电方式——中性点接地方式1010kV配电网—3分段4连接

主干线路由分段开关分为3部分，每一段都通过联络开关和其他配电线路相连，正常工作时联络开关处于分闸状态，当发生事故时，联络开关合闸，分别从相连的其他配电线上进行负荷转供。分段开关（分闸）联络开关（合闸）其他配电线路开关（合闸）配电网供电方式——负荷转供方式12——

网架坚强：优化配电线路结构和配电接线方式，合理分段、合理选择开关，有效提高供电可靠性、供电能力和供电经济性——

网络智能：实现配电线路的灵活联络，自动隔离故障区段，缩小故障停电范围，减少故障停电时间，提高供电可靠性和配电网运行管理水平，降低维护工作量配电网建设目标13不停电生产实现思路系统应用管理实现思路自动化系统充当“千里眼”实现配电网风吹草动监视一遥、两遥实现自愈，缩短停电时间远方操作提升效率提升自动化覆盖率对计划、故障停电的风险分析与管控与95598的联动电网、生产效率提升新供电方式分布式电源智能设备、智能小区、智能用户配电网信息化（GIS）。95598配电自动化（监测）线路智能自愈。用户看门狗带电作业全面的自动化停电管理。风险管控95598联动生产运营指挥平台互动化。分布式电源管理新型保护新配电自动化配电网信息化静态管理日清日结台帐清晰

知停电少停电防停电管

监控优配电网异常监视，统计运行记录经验积累管理提升找到方向配电网掌控力提升。电网效率、生产效率提升用户交互频繁信息化、自动化、互动化情况下，配网经济运行、业务高效电网、生产效率提升核心目标：以停电管控为主线，实现配电网的优化管理配电网建设思路配电网实现自动化的体系构架1414配电主站系统子站（变电站）通信主干网DTU通信接入网FTU网架及一次设备TTU大脑神经躯干手脚珠海许继珠海经纬许继(芝)16架空开关共箱式真空断路器电压型真空负荷开关电流型真空负荷开关旁路开关分界型真空负荷开关永磁真空断路器极柱式真空断路器配电一次设备——架空开关17电缆开关柜美式电缆分接箱VSR3真空环网柜智能高压电缆分接箱SF6环网柜

智能化预装式变电站配电一次设备——电缆开关柜18序号一次设备主要技术参数自动化接口技术参数1额定电压合闸电压2额定电流分闸电压3额定短路开断电流（kA）（仅断路器）合闸电流4额定短路关合电流（KA）分闸电流5额定短时耐受电流（KA）及持续时间（S）合闸时间6额定短路关合电流（峰值）（KA）分闸时间7额定电流开断次数储能电压8额定短路开断电流开断次数（仅断路器）储能时间9额定绝缘水平10机械寿命配电一次设备主要技术参数一次设备自动化配套技术——架空开关配套电压互感器PT选型原理浇注绝缘电压互感器油浸式电压互感器双侧电源组合PT架空开关电压互感器功率输出参数：二次绕组额定输出500VA短时1s输出3000VA关键技术耐候性过载保护绝缘安全功率输出外力损伤防护密封防护21进线接入式环网开关柜电缆开关柜配套PT的选型原理母线接入式进出线接入式空间问题连接问题检维问题一次设备自动化配套技术——电缆开关柜配套电压互感器PTPT采用相间接线PT接入方式应保证运行方式改变时，装置不失去电压PT输出功率符合操作机构要求PT二次侧必须安装快速熔断器进行短路保护22贯穿式零序CT和三相CT的零序电流合成一次设备自动化配套技术——测量CT及保护CT空间问题精度问题饱和问题配套贯穿式零序CT（满足接地故障精确测量要求）合成零序电流（仅适用于低值电阻接地系统）配套测量CT（满足负荷电流监测及故障判定要求）配套测量+保护组合式CT（满足负荷电流及故障电流监测要求）CT的低值测量精度与饱和特性配电终端与自动化数据传输第三部分摘要配电终端设备自动化数据传输技术配电终端设备类型25馈线终端FTU站所终端DTU配变终端TTU配电一次设备配电终端设备自动化接口28配电终端设备——站所终端DTU电缆线路集中监控DTU环网柜终端（户内型）环网柜终端（户外型）站所终端环网柜终端（故指型）29保护测控一体化智能开网柜

用户分界负荷开关柜用户分界断路器柜电缆智能成套设备配电终端设备——电缆智能成套设备30配电终端主要技术参数序号配电终端技术指标参数系统通信接口参数一次设备接口参数1工作电源/电压/电流额定值串口/网口通信参数合闸电压2遥信/遥测/遥控数据点数串口/网口通信规约分闸电压3电压、电流、功率、频率精度遥控数据加解密合闸电流4电流定值/时间定值精度站室数据转发分闸电流5遥信SOE分辨率软压板远程配置合闸时间6遥控输出电压等级/接点容量参数远程维护分闸时间7通信通道/通信方式/通信规约程序远程升级操作电源电压/功率8电源功率/整机功耗后备电源电压/容量9历史数据当地存储种类/周期时间通信电源电压/功率10电磁兼容等级11绝缘耐压水平自动化数据传输31配电终端自动化数据传输技术——通信网络组网方式FTUDTUTTU3232配电终端自动化数据传输技术——多种通信方式接入可靠性站端设备局端系统配电终端与通信设备电气接口匹配，如电源功率、负载能力系统与终端通信介质接口匹配，如：光设备类型/厂家匹配硬接口软接口系统与终端通信规约匹配，如IEC60870-5-101/104信息点表匹配，通信数据流量可控3333反向物理隔离正向物理隔离安全加密安全加密进行身份验证数字签名通信数据使用密文传输专网VPN+防火墙设计正反向物理隔离防护通信骨干网通信接入网配电终端自动化数据传输技术——无线数据传输安全防护分层多重防护策略3434自适应总召轮询工作模式传输数据分级打包及缓存技术传输数据采用压缩、合成技术多级门限设定和当地数据存储终端设备数据压缩通信机制主站系统配电终端自动化数据传输技术——无线通信数据流量控制数据流量=费用配电主站与自动化监控第四部分摘要配电自动化系统构架配电自动化系统设计思路业务/控制系统一体化应用配电自动化系统构架36卫星钟数据服务器交换机3750配调工作站

交换机3550数据接收工作站图资维护工作站打印机磁盘阵列

路由器7206报表工作站SCADA服务器前置服务器调控、管理、运行工作站CISCO3550正向物理隔离WEB服务器平台工作站串口服务器小区配电室、箱变用户配电室开闭站复合开关分界室开闭站分界室无线服务器路由器7206调度实时数据移动无线专网ATM网小区配电室用户配电室看门狗开闭器纵向加密光纤交换机纵向加密广场网开闭站配电室箱变光纤交换机…图资服务器正向物理隔离反向物理隔离数据中心服务器GIS服务器…市调系统路由器7206数据转发服务器文件网关配电生产运营指挥平台系统平台服务器

交换机办公网内工作站（WEB客户端）自动化数据接入配电自动化系统设计思路37

配电自动化系统配电自动化监控系统配电生产管理指挥系统减少计划停电时间及范围减少故障停电时间及范围减少现场操作优化电网运行，延长设备寿命现场作业信息化优化电网运行配电生产信息化管理调整负荷，提高设备利用率设备缺陷管理停电信息互动服务流程改善业务高效化提高客户服务质量设备高效化提高可靠性配电主站模型38配电主站业务/控制系统一体化应用39GPS功能手机输入结果《客户》《配电设备》管辖营业所电话中心系统本地系统基干信息ＤＢ电话中心计算机中心現场赶赴现场巡视保修設计移动設计巡视手机取得信息・对应取得现场所需的信息共享工作人员的信息发生停电配电自动化系统系统状況的自动連系停电之外的故障配电业务IT（移动）化系统手机网配电网领域许继优势特色第五部分摘要许继核心产品构成许继主站系统优势特色许继一二次设备优势特色行业领先的线路自动化解决方案东芝理念、许继原创41许继核心产品构成——涵盖自动化系统各核心层面42自主产品成套能力：主站系统与配电终端自主成套配电网一二次设备自主成套与其他厂家产品集成能力：主站系统能与其他厂家配电终端良好交互使用配电终端设备能与其他厂家通信设备、主站系统无缝连接配电网一二次设备可与其他厂家设备交叉配套集成应用许继核心产品构成——综合集成能力配电主站系统优势特色43基于地理背景信息的自动化系统监控GIS互操作，与数据中心良性互动业务系统和控制系统的一体化应用基于主配网全网拓扑下的调控一体化健全的事故处理功能把握全局的生产运营指挥平台的建设许继一二次设备优势特色44重点解决了运行防护、后备电源、远程维护、电缆接插件防护等关键产品技术问题，形成了稳定性、可靠性和可维护性特色优势通过一二次电气、通信单元、电源、结构一体化集成成套，形成智能成套特色优势许继一二次设备优势特色45重点解决了运行防护、后备电源、远程维护、电缆接插件防护等关键产品技术问题，形成了稳定性、可靠性和可维护性特色优势通过一二次电气、通信单元、电源、结构一体化集成成套，形成智能成套特色优势软硬件可组态，实现集中式或分布式保护测控的一体化应用具备分界保护控制功能，该技术已获得国家发明专利设备状态预警和远程程序升级，已申请国家发明专利户外防护达到IP67等级提供EPON无源光网、以太网交换机、无线GPRS等多种通信产品及集成配套方案许继一二次设备优势特色46重点解决了运行防护、后备电源、远程维护、电缆接插件防护等关键产品技术问题，形成了稳定性、可靠性和可维护性特色优势通过一二次电气、通信单元、电源、结构一体化集成成套，形成智能成套特色优势基于一设备ZCT、ZPT和终端综合判据成套的小电流接地系统中单相接地故障检测技术，该技术已获国家发明专利基于传感器、自诊断的状态预警成套技术基于超级电容、电源、内置PT的后备电源系统一体化集成技术基于电气接插和结构户外防护的一体化集成技术5、分支线短路故障（断路器看门狗FDK）4、分支线短路故障+瞬时故障（FFK）3、分支线接地故障（负荷开关看门狗FFK）