电力网规划配电系统自动化

主要内容A什么是配电系统自动化？\_/配电系统自动化包括哪些内容?配电系统ti动化实现的结构？馈线自动化系统如何实现？2013-8-13d—、什么是配电系统自动化？：配电系统自动化的概念中国电机工程学会城市供电专业委员会起草的《配电系统自动化规划设计导则》明确定义：利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化（综合自动化系统）2013-8-132什么是配电系统自动化?配电自动化系统的意义＞发生故障时，缩短停电时间、减小停电面积，提高供电可靠性配电变压器事故处理(日本九州电力公司)自动操作需5min，人工操作需30inin(83%)由其他变压器和变电所送电：自动化系统15min,人工120min(88%)变电所全停电，负荷转移：自动化系统15min,人工150min(90%)配电线路故障事故处理非故障区域恢复供电：自动化系统需3min，人工操作需55min(95%)处理故障恢复正常运行：自动化系统60min,人工90min(33%)2013-8-133什么是配电系统自动化?配电自动化系统的意义＞正常运行时，扩大供电能力、降低线路损耗，提高供电质量，确保供电安全每条馈线上峰值负荷出现的时间不同，导致配网中负荷分布不均匀，降低了设备和线路的利用率，导致线损较高，通过过负荷转移，可有效提高馈线负荷率，增强供电能力。降低损耗，配电网重构（优化现存网络结构、改善潮流分布）、安装补偿电容器2013-8-134什么是配电系统自动化?每条线路额定负荷100,开关5的线路过负荷负荷监控与管理系统处理__(7)28[66(2)1212Q(4)0ib48151536(5)129(8)81(1)45(10)(6)0(3)28(9)642013-8-13什么是配电系统自动化?(5)84(8)36(1)45(10)(6)0(3)28(9)64合上联络开关4,将开关1、4、6区域的负荷转移到由电源开关7发出11C7)73的馈线上。16*(2)5712<1(4)45_483615,,15_2836_■-->0^—-i---12013-8-136什么是配电系统自动化?配电自动化系统的意义＞降低劳动强度；＞提高管理水平和服务质量；＞提高供电经济性1995:china网损率8.77%，发达国家3-5%以城区供电为例：年售电量8亿kWh，将1%,节省300万元/年2013-8-137二、配电系统自动化的内容配电管理系统（DMS），ftil电网SCADA系统，配电自动化（DAS）<配电地理信息系统（GZS）需方管理，'进线监控开闭所、变电站自动化馈线自动化（/>1）变压器巡检与无功补偿'负荷监控与管理（LCM）远方抄表与计费自动化CAMR）网络拓扑商级应用网络分析（潮流计算）网络优化（负荷均衡化、降低线损的网络重构、无功/电ffi优化）短路电流计算调度员仿真调度系统（£>T5）客户呼叫服务系统（7CS）工作票管理系统（IWA/）2013-8-138第一层三、配电系统自动化的结构2013-8-139三、配电系统自动化的结构设备层…-配电自动化终端（四遥）＞站控终端RTU:变电所内＞馈线终端FTU:户外柱上开关处＞变压器终端TTU:配电变压器（兼有无功补偿功能）＞开闭所终端DTU:开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站（兼有备自投功能）2013-8-1310变电站RTU三、配电系统自动化的结构三、配电系统自动化的结构FTU,实现柱上开关测控的专门设备配变终端单元（TTU）2013-8-1312配电自动化系统的发展阶段第一阶段第二阶段第二阶段主要特征基于自动化开关设备相互配合基于FTU和通信网络髙级应用主要功能故障隔离和健全区域恢复供电远方监控配电管理系统和人工智能主要设备重合器、分段器FTU、通信网络、配电自动化计算机系统FTU、通信网络、配电自动化计算机系统、高级应用软件2013-8-1313四、馈线自动化系统馈线自动化(FeederAutomation,FA)是配电自动化的基础，配电系统自动化是从实施馈线自动化开始的;口是提高配电网可靠性的关键技术之一；口馈线自动化的对象是中低压配电网中的馈电线路；口主要功能：馈线运行数据的采集与监控故障定位、隔离及自动恢复供电无功补偿调节口实现方式：采用智能开关设备相互配合的馈线自动化基于FTU的馈线自动化2013-8-1314基于智能开关相互配合的馈线自动化2013-8-1315四、馈线自动化系统1、智能开关设备：重合器、分段器>重合器（Recloser）能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能按照预先整定的动作顺序进行给定次数重合的一种“自具”能力的控制开关。“自具”：重合器本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信。2013-8-1316四、馈线自动化系统＞分段器(Sectionalizer)■…智能负荷开关口不能遮断故障电流，只能遮断负荷电流，在失压或无流情况下自动分闸，必须与电源侧前级主开关配合，不能单独作为主保护开关使用口隔离故障区段2013-8-1317......."/四、馈线自动化系统口工作原理：永久性故障时，在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态；瞬时性故障，未完成预定次数的分合操作，保持在分闸状态，一段延时后恢复到整定状态。口安装：重合器之后或重合器与熔断器之间口类型：电压-时间型分段器电流•时间型分段器2013-8-1318四、馈线自动化系统(1)电压-时间型分段器口根据加压、失压时间长短来控制动作，失压分闸，加压合闸或闭锁；口两个重要参数：合闸时限X:从分段器电源侧加压开始，到分段器合闸的时间；故障检测时限丫：当分段器关合后，在丫时间内一直可检测到电压，则丫时间后发生失压分闸，分段器不闭锁；当重新来电后，经X时限，还会合闸；在丫时间内检测不到电压(或分段器分闸后在没有超过Y时间内又失压)，则Y时间后分闸，分段器闭锁，再来电也不闭合。2013-8-1319示例QF分段器An第一次重合QF分厶口分段器A合分段器B^4—pfly分I■I2013-8-13瞬时性故障分段器B合第了次重合第二次重合QF分IIIIII»垂t

IIiiI垂iiii|>i<||会t:JI—E_L:y:-v、分段器a

:分j~\y\yr醐！i合jIIvj分段器B1|分^\^］分闸闭锁II>1永久性故障20四、馈线自动化系统（2）电流-时间型分段器（电流脉冲计数型分段器）口根据线路电流控制动作；口不能开断短路电流，可“记忆”前级开关开断故障电流动作次数（即流过自身过电流脉冲次数），在预定记录次数后，永久分闸；未达到预定记录次数，保持合闸状态，延时一定时间后恢复到初始状态。永久性故障时，重合器分闸，失电期间，分段器分闸，并开始计数，当分闸次数达到整定次数时，即自动永久分闸，重合器重合后，就可隔离该故障段；瞬时性故障时，分段器的分闸次数还未达到预定的次数，瞬时性故障已经消除，线路可恢复正常供电，分段器在一段时间后自动复零，为下一次故障做好准备。2013-8-1321四、馈线自动化系统(2)电流_时间型分段器(电流脉冲计数型分段器〉口记忆次数:1、2、3英美地域广阔，辐射线路多，在半个多世纪前就采用基于智能开关配合的馈线自动化提高供电可靠性，我国农网1987年引进。2013-8-1322辐射状网的故障处理过程2013-8-1323♦电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；♦电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；♦

丫时限均整定为5秒；__♦分段器均设置在第一套功能。ABd区发生暂时性故障Cv2013-8-13隔离故障、恢复健全区域的时间?24❖重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;❖电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压•时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；❖

丫时限均整定为5秒；Aad区暂时性故障2013-8-1325❖重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;❖电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；❖

Y时限均整定为5秒；d区暂时性故障2013-8-1326❖重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;❖电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；❖

丫时限均整定为5秒；AEacCd区暂时性故障2013-8-1327❖重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;❖电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；❖

Y时限均整定为5秒；d区暂时性故障2013-8-1328♦＞重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;♦＞电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒；❖

Y时限均整定为5秒；d区暂时性故障故障后43秒恢复供电2013-8-1329❖重合器A:—慢一快，第一次重合时间15秒，第二次重合时间为5秒;❖电压-时间型分段器B、D:X时限均整定为7秒；❖电压-时间型分段器C、E,X时限均整定为14秒;<•丫时限均整定为5秒;d区发生永久性故障AaBC卞2013-8-13隔离故障、恢复健全区域的时间?30洽器A:•慢一快，第一次重合时间15秒，第二次《合时间为5找闭锁d区永久性故障2013-8-1331A采用重合器，第一次重合时间为15秒，第二次重合时间为5秒。B、C和D采用电压-时间型分段器且为第一套功能，X时限为7秒，Y时限为5秒；E亦采用电压-时间型分段器，但为第二套功能，其乂^时限为45秒，Y时限为5秒。ab<^c鏖de參A••ABCVDE联络开关Fc区永久性故障2013-8-13隔离故障、恢复健全区域的时间?32B、C和D采用电压-时间型分段器且为第一套功能，X时限为7秒，Y时限为5秒：E亦采用电压-时间型分段器，但为第二套功能，其Xk时限为45秒，Y时限为5秒。deE联络开关fUP早FaABc区永久性故障侧路复对线恢2013-8-1333问题：隔离&障区段时，造成对侧健全线路S时停电2013-8-13如何解决?34“残压闭锁”当分段器一侧加电压后，若立即检测到其任何一侧出现，’j于额定电压30%的异常低电压的时间超过150ms时，该分段器就闭锁。开关D就会被闭锁，只要合上联络开关E就可完成故障隔离，而不会发生联络开关下面所有开关跳闸再顺序重合的过程。2013-8-133542基于FTU的馈线自动化2013-8-1336四、馈线自动化系统构成：口配电终端监控设备口通信网络（可靠有效）口配电控制中心的SCADA+高级处理软件功能：口正常运行：远方实时监视馈线开关状态、馈线电流，通过远方分、合闸操作进行配网优化4充分发挥设备容量、降损口故障时：通过故障信息，自动判别、隔离故障区段，恢复健全区段供电4减小停电面积、缩短停电时间2013-8-1337四、馈线自动化系统鬥FTU:FTUSoFTURTU子站FTUnFTU焉/oFTUSFTUs___