變電站與配電網(wǎng)自動化培訓(xùn)課程(ppt 69頁).ppt

1、1,第五章 變電站和配電網(wǎng)自動化,一次設(shè)備：母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器等 二次設(shè)備：監(jiān)視測量儀表、繼電保護、遠動裝置、自動裝置、控制及信號器具等,5-1 變電站自動化,一、變電站二次回路,微機變電站自動裝置投入以前的二次回路稱為常規(guī)二次回路（系統(tǒng),2,1、開關(guān)正常閉合和斷開操作； 2、同期并列操作； 3、母線電壓分析計算（據(jù)此實行并聯(lián)電容器的投切和變壓器分接頭調(diào)節(jié)）； 4、備用電源自動投入操作； 5、低頻自動減負荷操作； 6、執(zhí)行上一級調(diào)度中心的操作命令,變電站所需的控制功能,3,1、控制系統(tǒng) 主要完成分合閘操作，分有人值守、無人值守兩種,一）變電站常規(guī)二次回路的主

2、要組成部分,6、繼電保護裝置,5、電源系統(tǒng) 蓄電池 交流電源 復(fù)式整流 電容儲能,4、同期系統(tǒng),3、測量系統(tǒng) 常測表計 選測表計（多數(shù),2、信號系統(tǒng) 事故信號 預(yù)報信號 分析信號 利用中央信號裝置實現(xiàn),4,1）按功能分別設(shè)置 測量、控制、保護三大功能彼此獨立， 相關(guān)性甚少，互不兼容。 2）設(shè)備和元器件類別復(fù)雜 原因在于二次回路設(shè)計、設(shè)備選擇分別進行。 3）沒有自檢功能 要定期測試校驗，不能保證工作的可靠性。 4）安裝調(diào)試、維護工作量大 連接電纜和接線端子多,二）變電站常規(guī)二次系統(tǒng)的特點,5,三者依然是分立運行、獨立工作，分屬不同專業(yè)技術(shù)部門,二、變電站自動化,主要包括：1）設(shè)置微機監(jiān)控； 2）

3、微機遠動終端裝置（RTU）； 3）微機繼電保護裝置,變電站自動化是自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，其特征是采用微機進行監(jiān)控和完成部分管理任務(wù),6,鑒于監(jiān)控、遠動、繼電保護功能所采集的數(shù)據(jù)量和控制對象基本相同，考慮三大功能由同一裝置實現(xiàn)，這一技術(shù)起步于20世紀80年代,三、變電站綜合自動化,新生事物、發(fā)展完善中，其內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和工作模式呈多樣化,電氣量的采集和電氣設(shè)備(如斷路器等)的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。 實現(xiàn)變電站正常運行的監(jiān)視和操作，以保證變電站的正常運行和安全。 發(fā)生事故時，由繼電保護和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢

4、復(fù)正常操作。 從長遠的觀點看，還應(yīng)包括高壓電器設(shè)備本身的監(jiān)視信息(如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等)。 除了需要將變電站所采集的信息傳送給調(diào)度中心外，還要送給運行方式管理部門和檢修中心，以便為電氣設(shè)備的監(jiān)視和制定檢修計劃提供原始數(shù)據(jù),變電站綜合自動化的內(nèi)容,7,一、BZZX構(gòu)成（多微機分布式變電站綜合自動化,變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,5-2 變電站綜合自動化,上級調(diào)度中心,繼電保護就地控制 信號采集,8,4、系統(tǒng)配置靈活 采用CPU分散式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部模塊采用總線連接； 軟硬件結(jié)構(gòu)實行模塊化和分散處理方式; 方便配置大、中、小變電站的綜合自動化系統(tǒng),二、BZZX系統(tǒng)構(gòu)成必須考慮的

5、問題,1、抗電磁干擾 采用串行通信或光纖通訊,2、高可靠性 采用專用芯片，高檔32位PC,3、每個間隔單元要集中在一起 做在一塊屏上，減少二次接線和控制電纜數(shù)量,9,MPS4000系列變電站綜合自動化系統(tǒng)是在BZZX300型變電站綜合自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了幾十套系統(tǒng)運行的經(jīng)驗，廣泛聽取了電力系統(tǒng)用戶的意見，將目前最先進的器件和最成熟的技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)展起來的面向二十一世紀的變電站配套系統(tǒng)，亦可成為老電站改造的理想首選設(shè)備,三、BZZX完成的功能,遠動、保護、開關(guān)操作、測量、事故順序記錄、運行參數(shù)的自動記錄、故障錄波，具有很高的可靠性，達到無人值守的要求,四、MPS4000系列變電站綜合自

6、動化系統(tǒng),適用于10KV-110KV等各種接線方式的變電站二次系統(tǒng)，作為全部的保護、控制、測量信號和遠動設(shè)備，保證變電站的安全運行，并按運行要求對變電站全部運行參數(shù)進行檢測、顯示、打印和報警，并與上級通訊實現(xiàn)了遙控、遙測、遙信和遙調(diào),10,五、變電站綜合自動化的總體結(jié)構(gòu)（一）類型,集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖,集中式結(jié)構(gòu)，這種系統(tǒng)每臺計算機的功能較集中，如果一臺計算機出故障，影響面大，因此必須采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性；由于采用集中式結(jié)構(gòu)，軟件復(fù)雜，修改工作量大，調(diào)試麻煩， 組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，工作量大,11,分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)

7、構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖(一,分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)是把整套綜合自動化系統(tǒng)按其不同的功能組裝成多個屏(或稱柜)。這些屏都集中安裝在主控室中，這種形式被稱為“分布集中式結(jié)構(gòu)”，分布集中式結(jié)構(gòu)的主要缺點是安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資,12,分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖(二,13,分散與集中相結(jié)合的變電站綜合自動化系統(tǒng)框圖,分散與集中相結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，配電線路各單元采用分散式結(jié)構(gòu)，高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏結(jié)構(gòu)，它們通過現(xiàn)場總線與保護管理機交換信息，節(jié)約控制電纜，簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，縮小了控制室的面積；抗干擾能力強，工作可靠性高，而且組態(tài)靈活

8、，檢修方便，還能減少施工和設(shè)備安裝工程量,14,采用分散式結(jié)構(gòu)，引入局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)，將站內(nèi)所有智能化裝置連接一起。網(wǎng)上節(jié)點分成主站和子站。 設(shè)計原則：凡是可由子站完成的功能，盡量就地處理， 不要依賴于通信網(wǎng)絡(luò)和主站（如繼電保護功能,五、變電站綜合自動化的總體結(jié)構(gòu)（一）發(fā)展趨勢,全分散式的結(jié)構(gòu)是今后的發(fā)展方向。一方面是分散式的自動化系統(tǒng)具有總投資低的突出優(yōu)點；另一方面，隨著電-光傳感器和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，為分散式的綜合自動化系統(tǒng)的研制和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持,15,多功能的保護裝置 要兼有故障錄波功能,二）局域網(wǎng)（LAN,1、拓撲結(jié)構(gòu) 環(huán)網(wǎng)、總線形網(wǎng)，peer to peer（傾向）

9、2、通訊規(guī)約 1）載波偵聽多路訪問及沖撞檢測方法 （CSMA/CD） 是一種競爭性規(guī)約，效率高。 2）令牌（通行證總線）(Token Bus,3、通訊媒介 一般采用電纜作為媒介，傾向使用光纖,三）子站的設(shè)計原則,16,四）保護裝置的“下放”問題,公認做法：多功能微機保護裝置安裝在配電開關(guān)柜上,更高電壓設(shè)備的保護裝置，各國做法不同： 西歐：常規(guī)保護常放在就地保護小間內(nèi)； 美國：保護裝置放在控制樓，條件好； 日本：用防雨密閉罩放在室外開關(guān)設(shè)備近旁,五）變電站綜合自動化的優(yōu)點,利用先進的計算機和通信技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實現(xiàn)信息共享，簡化了系統(tǒng)，減少了連接電纜，減少占地面積，降低造價，改變

10、了變電站的面貌。 隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，便于為各級調(diào)度中心提供各變電站更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況。 提高變電站的可控性，易于實現(xiàn)遠方集中控制、操作和反事故措施等。 提高了自動化水平，采用無人值班管理模式，減輕了值班員的操作量，提高勞動生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，也減少了維修工作量 。 全面提高運行的可靠性和經(jīng)濟性,17,變電站綜合自動化的目標 是提高變電站全面的技術(shù)水平和管理水平， 提高安全、可靠、穩(wěn)定運行水平， 降低運行維護成本， 提高經(jīng)濟效益， 提高供電質(zhì)量， 促進配電系統(tǒng)自動化,18,變電站綜合自動化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,變電站綜合自動化是在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的

11、基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 國外在 20 世紀 80年代已有分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)問世，以西門子(SIEMENS)公司為例，該公司第一套全分散式變電站綜合自動化系統(tǒng) LSA678，早在 1985 年就在德國漢諾威投入運行，至 1993 年初，已有 300 多套系統(tǒng)在德國及歐洲的各種電壓等級的變電站運行。 我國的變電站綜合自動化工作起步較晚，大概從 20 世紀 90 年代開始，初始階段主要研制和生產(chǎn)集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)，例 DISA-1、BJ-1、IES-60、XWJK-1000A 和 FD-97 等各種型號的系統(tǒng)。90 年代中期開始研制分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)，如 DISA-2、DISA

12、-3、BJ-F3、CSC-2000、DCAP3200、FDK 等，與國外先進水平相比，大約有 10 年的差距,19,在變電站綜合自動化系統(tǒng)的具體實施過程中，由于受現(xiàn)有專業(yè)分工和管理體制的影響而有不同的實施方法： 一種主張站內(nèi)監(jiān)控以遠動(RTU)為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，相應(yīng)的設(shè)備也是以電網(wǎng)調(diào)度自動化為基礎(chǔ)， “保護” 則相對獨立； 另一種則主張站內(nèi)監(jiān)控以保護(微機保護)為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，將保護與控制、測量結(jié)合在一起，國內(nèi)已有這一類產(chǎn)品，如 CSC-2000 等。 后者正在成為一種發(fā)展趨勢和共識，因此設(shè)計、制造、運行和管理等部門要打破專業(yè)界限，逐步實現(xiàn)一體化。這一點對 110 kV 及以下的

13、變電站尤為必要,20,從信息流的角度看，保護(包括故障錄波等)和控制、測量的信息源都是來自現(xiàn)場電流互感器 TA、電壓互感器 TV的二次側(cè)輸出，只是其要求各不同而已。 保護主要采集一次設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，要求 TA、TV 測量范圍較寬，通常按 10 倍額定值考慮，但測量精度要求較低，誤差在 3%以上。而控制和測量主要采集運行狀態(tài)信息，要求 TA、TV 測量范圍較窄，通常在測量額定值附近波動，對測量精度有一定的要求，測量誤差要求在 1%以內(nèi)。 總控單元(CPU)直接接收來自上位機(當?shù)?或遠方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后，可直接動作至保護操作回路，省去了遙控輸出和遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡化了設(shè)備，

14、提高了可靠性,21,從無人值班角度看，不僅要求簡化一次主接線和主設(shè)備，同時也要求簡化二次回路和設(shè)備，因此保護和控制、測量的一體化有利于簡化設(shè)備和減少日常維護工作量，對 110 kV及以下，尤其是 10 kV 配電站，除了電量計費和功率總加等有測量精度要求而必須接測量TA、TV 外，其他測量僅作監(jiān)視運行工況之用，完全可與保護 TA、TV 合用。此外，在局域網(wǎng)(LAN)上各種信息可以共享，控制和測量等均不必配置各自的數(shù)據(jù)采集硬件。常規(guī)的控制屏和信息屏、模擬屏等亦可取消,22,變電站綜合自動化系統(tǒng)和無人值班運行模式的實施，在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性。這里指的設(shè)備不僅是自動化設(shè)備，更重要的是電氣主

15、設(shè)備。根據(jù)變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點，主管部門應(yīng)制定出有關(guān)設(shè)備制造和接口的規(guī)范標準。自動化設(shè)備制造廠商應(yīng)與電氣主設(shè)備制造廠商加強合作，以方便設(shè)計和運行部門選型,23,對數(shù)量較多的 10 kV配電站，由于接線簡單，對保護相對要求較低，為簡化設(shè)備，節(jié)省投資，建議由 RTU 來完成線路保護及雙母線切換(備自投)等保護功能。為此需在 RTU軟件中增加保護運行判斷功能，如備用電源自投功能，可通過對相應(yīng)母線段失壓和相關(guān)開關(guān)狀態(tài)信號的邏輯判斷來實現(xiàn),24,今后變電站綜合自動化的運行模式將從無人值班、有人值守逐步向無人值守過渡。因此遙視警戒技術(shù)(防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠方監(jiān)視等)將應(yīng)運而生，并得到迅速

16、發(fā)展。 隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，站內(nèi) RTU/LTU 或保護監(jiān)控單元將直接上網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)與后臺機(上位機)及工作站通信。取消傳統(tǒng)的前置處理機環(huán)節(jié)，從而徹底消除通信“瓶頸”現(xiàn)象,25,設(shè)備構(gòu)成：配電變電站、柱上變壓器、配電線路、斷路器、開關(guān)、 保護裝置、無功補償裝置等,5-3 配電網(wǎng)的構(gòu)成及任務(wù),一、配電網(wǎng)的分類,輸電網(wǎng)：220KV及以上 配電網(wǎng)：110KV及以上,26,110kV150kV 國外常稱次輸電線路 我國將110kV及以下電力線路統(tǒng)稱為配電線路 35kV110kV 高壓配電線路 10kV 中壓配電線路，一次配電線路 380/220V 低壓配電線路，二次配電線路,二、配電變電站

17、,按電壓等級劃分：高壓變電站：35kV110kV 中壓變電站：3kV10kV 低壓變電站：380V/220V 110kV/0.4kV,三、配電線路,具備變電和配電兩種功能稱配電所。 僅有配電功能稱開關(guān)站也稱配電站,27,28,保證重要用戶供電； 隨時掌握，調(diào)整配電網(wǎng)的工作狀態(tài)； 保證供電電壓的質(zhì)量； 提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，降低損耗； 對故障及時處理，使其影響面最小,四、配電網(wǎng)的特點,1、點多，面廣，分散； 2、配電線路、開關(guān)電器、變壓器結(jié)合在一起,五、配電網(wǎng)的任務(wù),29,以上三項基本任務(wù)的基礎(chǔ)：數(shù)據(jù)采集 配電網(wǎng)自動化正在以SCADA 與GIS合一，“營配合一”，與地調(diào)、電力MIS等緊密集成的

18、模式實行,5-4 配電網(wǎng)的自動化,監(jiān)視：判斷狀態(tài)的能力。 控制：改變配電網(wǎng)運行狀態(tài)的能力。 保護：識別故障，隔離故障,具有三項基本任務(wù),利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化,30,配電自動化主要意義,是電力系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)代化的必然趨勢； 在正常運行情況下，監(jiān)視配網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方； 當配網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對用戶的停電時間，

19、減少停電面積； 根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制無功負荷和電壓水平，改善供電質(zhì)量，達到經(jīng)濟運行的目的； 合理控制用電負荷，從而提高設(shè)備利用率； 自動抄表計費，保證抄表計費的及時和準確，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和工作效率，并可為用戶提供自動化的用電信息服務(wù)等,31,1. 國內(nèi)配電自動化的現(xiàn)狀 配電網(wǎng)自動化給社會及電力系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟和社會效益是十分顯著的，我國目前已步入了配電網(wǎng)自動化的發(fā)展時期，城市電網(wǎng)實行技術(shù)改造，在主設(shè)備選型上作了重大改進。如取消油(滅弧)斷路器，采用真空斷路器；實行環(huán)網(wǎng)供電方案，并積極采用負荷開關(guān)和熔斷器配合，快速對故障進行隔離。農(nóng)網(wǎng)以單元、分布的結(jié)構(gòu)，采用分段器、重合器以切除、隔離故障，有

20、效地提高了供電的可靠性及自動化程度,32,我國配電網(wǎng)自動化方案有以下幾方面： 1) 城市電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)供電方式為主 城市戶內(nèi)型的環(huán)網(wǎng)供電方案主要是提高用戶供電的可靠性，利用負荷開關(guān)快速開斷配電故障。 2) 重合斷路器與自動配電開關(guān)的配合 重合斷路器安裝在變電所內(nèi)，用作保護開關(guān)，具有二次重合閘功能。自動配電開關(guān)安裝在線路上，具有電壓延時自動合閘功能。重合斷路器與自動配電開關(guān)配合，并增設(shè)故障探測器、遙控終端 RTU 及中央控制中心，可組成配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。另外，自動配電開關(guān)還具有分段器功能，控制中心對線路中各點的自動配電開關(guān)可進行控制,33,3) 農(nóng)網(wǎng)(放射型)配電網(wǎng)自動化方案 (1) 重合器、斷路器

21、和分段器配合使用。重合器是一種具有保護、檢測、控制功能的自動化設(shè)備，具有不同時限的安秒曲線和多次合閘功能，能對合閘次數(shù)和時間進行記憶和判斷。分段器具有對通過短路故障電流的次數(shù)計數(shù)的功能，能自動進行合、分閘操作，并在達到規(guī)定的計數(shù)次數(shù)后自動分斷，從而隔離故障。它可與重合器進行較好的配合。 (2) DFW-10(F)型跌落式分段器與斷路器的配合。 DFW-10(F)型跌落式分段器是一種電子控制的單相開關(guān)設(shè)備，外形與普通的熔斷器相似，體積小，安裝方便，使用靈活，動作可靠。分段器在線路上的應(yīng)用能大大地提高線路的供電可靠性，減少配電線路故障查找時間,34,我國配電網(wǎng)中的斷路器一般不設(shè)重合閘裝置，即使線路

22、發(fā)生的是瞬時性故障，也不進行重合。電力系統(tǒng)中 90%的故障屬于瞬時性故障，瞬時故障消失后，線路恢復(fù)正常，由于沒有設(shè)重合閘裝置，不必要地延長了停電時間。如果在線路的每一分支線上裝設(shè)一組重合分段器或跌落式分段器，無論保護開關(guān)在一次還是兩次重合閘的條件下，都設(shè)置為一次計數(shù)或兩次計數(shù)，則可保持原來的操作方式不變，能得到比較好的配合。當分段器在兩次計數(shù)下工作時，在保護開關(guān)分閘后，分段器已經(jīng)將故障線路分斷，就能保證非故障線路的合閘成功，恢復(fù)正常送電。由于故障段的線路被分段器隔離開，線路運行檢修人員能非常容易地找到故障點,35,2. 國外配電自動化的現(xiàn)狀,在一些工業(yè)發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)受到了廣泛的重視

23、，國外的配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)形成了集變電所自動化、饋線分段開關(guān)測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)，其功能已多達 140 余種。 國外著名電力系統(tǒng)設(shè)備的制造廠家基本都涉足配電自動化領(lǐng)域，如德國西門子公司、法國施耐德公司、美國 COOPER公司、摩托羅拉公司、英國 ABB 公司和日本東芝公司等，均推出了各具特色的配電網(wǎng)自動化產(chǎn)品,36,3 配電自動化系統(tǒng)的功能,配電自動化有三個基本的功能要求，即對配電網(wǎng)進行安全監(jiān)視、控制和保護。 安全監(jiān)視功能是指通過采集配電網(wǎng)上的狀態(tài)量(如開關(guān)位置和保護動作情況等)和模擬量(如電壓、電流和功率等)以及電度量，從而對配

24、電網(wǎng)的運行狀況進行監(jiān)視。 控制功能是指遠方控制開關(guān)的合閘或跳閘以及有載調(diào)壓設(shè)備升壓或降壓，以達到滿足電壓質(zhì)量、無功補償和負荷平衡的目的。 保護功能是指檢測和判斷故障區(qū)段，并隔離故障區(qū)域，恢復(fù)正常區(qū)域供電,37,4 配電自動化系統(tǒng)的組成,配電自動化系統(tǒng)的內(nèi)容包括 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(簡稱SCADA。 包括進線監(jiān)視； 10kV開閉所、變電站自動化；饋線自動化；變壓器巡檢與無功補償)； 需方管理(簡稱 DSM，包括負荷監(jiān)控與管理；遠方抄表與計費自動化)； 配電地理信息系統(tǒng)(簡稱 GIS,38,配電自動化系統(tǒng)中，從主變電站的 l0kV 部分監(jiān)視，到 l0kV 饋線自動化以及 l0kV開閉所、配電變電

25、所和配電變壓器的自動化，稱為配電 SCADA系統(tǒng),進線監(jiān)視一般完成對配電網(wǎng)進線變電所的開關(guān)位置、母線電壓、線路電流、有功和無功功率以及電度量的監(jiān)視。 開閉所和配電變電站自動化(Substation Automation，SA)完成對配網(wǎng)中 10kV 開閉所，小區(qū)變的開關(guān)位置，保護動作信號，小電流接地選線情況，母線電壓，線路電流，有功和無功功率以及電度量的遠方監(jiān)視、開關(guān)遠方控制和變壓器遠方有載調(diào)壓等。 饋線自動化(Feeder Automation，F(xiàn)A)是指在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實現(xiàn)線路開關(guān)的遠方合閘和分閘操作；在故障時獲取故障記錄，并自

26、動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對非故障區(qū)域供電。 變壓器巡檢是指對配電網(wǎng)中變壓器臺的參數(shù)進行遠方監(jiān)視，并監(jiān)視補償電容器的自動投切和遠方投切情況等,39,需方管理(Demand Side Management，DSM)。DSM實際上是電力的供需雙方共同對用電市場進行管理，以達到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出的目的,其內(nèi)容包括負荷監(jiān)控、管理和遠方抄表、計費自動化兩方面 負荷監(jiān)控和管理(Load Control& Management，LCM)，是根據(jù)用戶的用電量、分時電價、天氣預(yù)報以及建筑物內(nèi)的供暖特性等進行綜合分析，確定最優(yōu)運行和負荷控制計劃，對集中負荷及部分工廠用電負荷進行

27、監(jiān)視、管理和控制，并通過合理的電價結(jié)構(gòu)引導(dǎo)用戶轉(zhuǎn)移負荷，平坦負荷曲線。 遠方抄表與計費自動化(Automatic Meter Reading， AMR)是指通過各種通信手段讀取遠方用戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動生成電費報表和曲線等,40,地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)是把配電網(wǎng)管理工作和一些與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)庫結(jié)合，可以更加直觀地進行運行管理,內(nèi)容主要包括以下幾部分： 設(shè)備管理(Facilities Management，F(xiàn)M)是指將變電站、饋線、變壓器、開關(guān)和電桿等設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)反映在地理背景圖上。 用戶信息系統(tǒng)(Customer

28、 Information System，CIS)是指借助 GIS，對大量用戶信息，如用戶名稱、地址、賬號、電話、用電量和負荷、供電優(yōu)先級和停電記錄等進行處理，便于迅速判斷故障的影響范圍，而用電量和負荷的統(tǒng)計信息還可作為網(wǎng)絡(luò)潮流分析的依據(jù),41,5、用戶負荷控制: 降低高峰負荷和提高負荷率,一、對配電自動化系統(tǒng)的基本要求,1、實時檢測與控制,2、故障控制,3、電能質(zhì)量控制：保證配電網(wǎng)供電電壓和頻率處在規(guī)定 的允許范圍內(nèi),4、線路損耗控制：有效節(jié)約電力功率在傳輸過程中的能 量損耗，減少運輸成本,42,最顯著特點： a)配電網(wǎng)系統(tǒng)圖形顯示功能 設(shè)備數(shù)據(jù)和圖形分開處理，分開維護 b)事故作業(yè)狀態(tài)下系統(tǒng)

29、的優(yōu)化切換功能 發(fā)生故障時，對于可正常運行的無故障區(qū)段配電線路，盡快恢復(fù)供電,二、對配電自動化系統(tǒng)的分類,一）配電線路自動化,2）配電線路開關(guān)遠方監(jiān)視控制系統(tǒng),1）配電自動化計算機系統(tǒng),配電自動化計算機系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)和許多終端裝置（RTU）相連構(gòu)成的一個能夠完成各種指定任務(wù)的自動化系統(tǒng),43,1配電線路自動化概述,饋線自動化就是監(jiān)視饋線的運行方式和負荷，當故障發(fā)生后，能及時準確地確定故障區(qū)段，迅速隔離故障區(qū)段并恢復(fù)健全區(qū)段供電。饋線自動化是配電網(wǎng)自動化中最重要的內(nèi)容之一。它對每條饋線的分段和分支開關(guān)線路實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運行控制和優(yōu)化管理。 1）. 饋線自動化的主要任務(wù) (1) 遠方終端(RTU

30、)對各饋線上自動重合器和自動分段器及負荷開關(guān)進行數(shù)據(jù)采集，建立 SCADA數(shù)據(jù)庫，對配電網(wǎng)絡(luò)的所有饋線進行監(jiān)視、控制與優(yōu)化管理。 (2) 饋線故障時，能及時準確地診斷故障線路和區(qū)段，并由故障線路上的保護器件快速隔離故障區(qū)段，及時恢復(fù)對非故障區(qū)段的供電，從而縮小停電范圍，減少對用戶停電的時間，提高了對用戶供電的可靠性,44,2） 饋線自動化的主要功能 (1) 數(shù)據(jù)采集功能：采集所有饋線開關(guān)的電流、電壓和開關(guān)位置信號。 (2) 數(shù)據(jù)處理功能：當配電網(wǎng)絡(luò)中有饋線故障時，根據(jù) RTU 和FTU 所采集的信息，自動、準確地診斷故障的區(qū)段、性質(zhì)(相間故障或單相故障)，并對各類開關(guān)動作的順序和次數(shù)進行統(tǒng)計登

31、記，以圖形或表格方式顯示或打印有關(guān)信息，供運行人員及時了解故障情況。 (3) 控制操作功能：在正常運行過程中，根據(jù)運行方式的需要，帶負荷遙控投切饋線開關(guān)或線路上的其他開關(guān)，遙控投切空載線路、空載變壓器或線路電容器等；當饋線上發(fā)生故障時，能自動隔離故障區(qū)段，自動恢復(fù)對非故障線路的供電,45,4) 報表功能：自動生成各種表格，表格形式和大小由用戶任意生成，各類報表可以定時打印，也可以隨時打印。 (5) 事故告警功能：遙測量越限、設(shè)備運行異常、保護和開關(guān)動作時發(fā)出聲、光報警信號，并登記、打印和歸檔備查。 (6) 圖形功能：用戶可自行編輯、繪制各種圖表，提供多窗口的畫面顯示，畫面具有平移、滾動、縮放、

32、漫游和自動整理等功能。 (7) 數(shù)據(jù)庫管理功能：借助窗口，通過數(shù)據(jù)庫管理軟件，用戶可以方便地對數(shù)據(jù)庫進行創(chuàng)建、刪除、修改、讀寫、檢索和顯示，但不能修改實時數(shù)據(jù)，特別是電量數(shù)據(jù)。通過該軟件，可以保證配電網(wǎng)在自動化系統(tǒng)內(nèi)各工作站數(shù)據(jù)的一致性。 (8) 對時功能：為保證全網(wǎng)時鐘的統(tǒng)一，配電網(wǎng)主機和RTU與FTU的時鐘應(yīng)保持一致,46,重合器(reclose)是一種自具控制及保護功能的開關(guān)設(shè)備， 它能按預(yù)定的開斷和重合順序自動進行開斷和重合操作，并在其后自動復(fù)位或閉鎖。 重合器的功能是，當事故發(fā)生后，如果重合器經(jīng)歷了超過設(shè)定值的故障電流，則重合器跳閘，并按預(yù)先整定的動作順序作若干次合、分的循環(huán)操作，若

33、重合成功則自動終止后續(xù)動作，并經(jīng)一段延時后恢復(fù)到預(yù)先的整定狀態(tài)，為下一次故障做好準備。若重合失敗則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過手動復(fù)位才能解除閉鎖。 重合器的功能不同于斷路器,47,重合器的功能不同于斷路器，重合器的作用強調(diào)開斷、重合操作順序、復(fù)位和閉鎖，以識別故障所在地，而斷路器的作用僅強調(diào)開斷、關(guān)合； 重合器是自我控制設(shè)備，本身具有過電流檢測、操作順序選擇、開斷和重合特性的調(diào)整等功能，其操作電源直接取自高壓線路，無需附加裝置，這些功能在設(shè)計上是統(tǒng)一考慮的，而斷路器與其控制系統(tǒng)在設(shè)計上是分別考慮的，其操作電源也另外提供； 二者開斷特性也不同，重合器的開斷特性有反時限和雙時性，反時限是為了和熔斷器

34、的安秒特性曲線相配合，雙時性指重合器有快慢兩種安-秒特性曲線，它的第一次開斷都整定在快速曲線，以后各次開斷可根據(jù)保護配合需要選擇不同的曲線，繼電保護常用的電流速斷和過電流保護，也有不同的開斷時延，但這種時延只與保護范圍有關(guān)，一種故障電流對應(yīng)一種開斷時間，這與重合器在同一故障電流下可對應(yīng)兩種開斷時間的雙時性是不同的,48,一般重合器的動作特性可以分為瞬動特性和延時動作特性兩種。 瞬動特性是指重合器按照快速動作時間-電流特性跳閘；延時動作特性則是指重合器按照某條慢速動作時間-電流特性跳閘。 通常重合器的動作特性可整定為“一快二慢”、“二快二慢”和“一快三慢”等,49,在配電網(wǎng)中應(yīng)用重合器具有下述優(yōu)

35、點： (1) 節(jié)省變電站的綜合投資。重合器裝設(shè)在變電所的構(gòu)架和線路桿塔上，無需附加控制和操縱裝置，故操作電源、繼電保護屏、配電間皆可省去，因此，基建面積可大大縮小，土建費用可大幅度降低。 (2) 提高重合閘的成功率。 (3) 縮小停電范圍。重合器與分段器、熔斷器配合使用，可以有效地隔離發(fā)生故障的線路，縮小停電范圍。 (4) 提高操作自動化程度。重合器可按預(yù)先整定的程序自動操作，而且配有遠動附件，可接收遙控信號，適于變電所集中控制和遠方控制，提高了變電所自動化程度。 (5) 維修工作量小。重合器多采用 SF6和真空作介質(zhì)，在其使用期間，一般不需保養(yǎng)和檢修,50,2. 重合器的分類 重合器自 20

36、 世紀 30 年代問世以來，不斷改進和完善，目前重合器的品種很多，按絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)分為油、 真空和 SF6 三種； 按控制裝置分為電子控制(分立元件控制電路、集成電路控制電路、微處理機控制電路)、液壓控制和電子液壓混合控制三種； 按相數(shù)分為單相、三相兩種； 按安裝方式分為柱上、地面和地下三種,51,3 分段器,分段器(sectionalizer)是一種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。當發(fā)生永久性故障時，分段器在預(yù)定次數(shù)的分合操作后閉鎖于分閘狀態(tài)，從而達到隔離故障線路區(qū)段的目的。若分段器未完成預(yù)定次數(shù)的分合操作，故障就被其他設(shè)備切除了，則其將保持在合閘狀態(tài)，并

37、經(jīng)一段延時后恢復(fù)到預(yù)先的整定狀態(tài)，為下一次故障做好準備。分段器一般不能斷開短路電流。 分段器可以整定在一、二和三次計數(shù)狀態(tài)下工作。在線路中，分段器可以裝設(shè)在重合器之后，或者裝設(shè)在重合器和熔斷器之間。其只能用來檢測超過指定電平的電流，且不具有時延特性，這將使分段器的電流配合范圍擴展，即從其最小激勵值起，到所能允許的最大瞬時值止，分段器所累計的計數(shù)值，經(jīng)一段時間后自動清除，為下次動作做好準備。 分段器的關(guān)鍵部件是故障檢測繼電器(Fault Detecting Relay，F(xiàn)DR)。根據(jù)判斷故障方式的不同，分段器可分為電壓-時間型分段器和過流脈沖計數(shù)型分段器兩類,52,1）. 電壓-時間型分段器 電

38、壓-時間型分段器是憑借加壓、失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖。電壓-時間型分段器既可用于輻射狀網(wǎng)和樹狀網(wǎng)，又可用于環(huán)狀網(wǎng)。 電壓-時間型分段器有兩個重要參數(shù)需要整定。 其一為 X 時限，它是指從分段器電源側(cè)加壓至該分段器合閘的時延； 另一個參數(shù)為 Y 時限，它又稱為故障檢測時間，是指若分段器合閘后在未超過 Y 時限的時間內(nèi)又失壓，則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電時也不再自動重合,53,2.） 過流脈沖計數(shù)型分段器 過流脈沖計數(shù)型分段器通常與前級的重合器或斷路器配合使用，它不能開斷短路故障電流，但有在一段時間內(nèi)記憶前級開關(guān)設(shè)備開斷故障電流動作次數(shù)的能力。

39、在預(yù)定的記錄次數(shù)后，在前級的重合器或斷路器將線路從電網(wǎng)中短時切除的無電流間隙內(nèi)，過流脈沖計數(shù)型分段器分閘達到隔離故障區(qū)段的目的。若前級開關(guān)設(shè)備未達到預(yù)定的動作次數(shù)，則過流脈沖計數(shù)型分段器在一定的復(fù)位時間后會清零并恢復(fù)到預(yù)先整定的初始狀態(tài)，為下一次故障做好準備,54,饋線智能終端設(shè)備 FTU是基于 FTU 的饋線自動化系統(tǒng)的核心設(shè)備,1）FTU 的性能要求 (1) 遙信功能。FTU 應(yīng)能對柱上開關(guān)的當前位置、通信是否正常、儲能完成情況等重要狀態(tài)量進行采集。若 FTU 自身有微機繼電保護功能，還應(yīng)對保護動作情況進行遙信。 (2) 遙測功能。FTU 應(yīng)能采集線路的電壓、開關(guān)經(jīng)歷的負荷電流和有功功率、

40、無功功率等模擬量。一般線路的故障電流遠大于正常負荷電流，要采集故障信息，必須能適應(yīng)輸入電流較大的動態(tài)變化范圍。測量故障電流是為了進行繼電保護和判斷故障區(qū)段，因此對測量精度要求不高，但要求響應(yīng)速度快；測量在正常運行情況下的電流，對測量精度有很高要求，但響應(yīng)可以慢些。因此，用于保護的數(shù)據(jù)和用于測量的數(shù)據(jù)一般不能共享，而必須分別獨立采集。 (3) 遙控功能。 FTU應(yīng)能接受遠方命令， 控制柱上開關(guān)合閘和跳閘以及起動儲能過程等。 (4) 統(tǒng)計功能。 FTU 還應(yīng)能對開關(guān)的動作次數(shù)和動作時間及累計切斷電流的水平進行監(jiān)視。 (5) 對時功能。FTU 應(yīng)能接受主系統(tǒng)的對時命令，以便和系統(tǒng)時鐘保持一致。 (6

41、) 事件順序記錄(SOE)。記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時刻和先后順序,55,7) 事故記錄。記錄事故發(fā)生時的最大故障電流和事故前一段時間(一般是1 min)的平均負荷，以便分析事故，確立故障區(qū)段，并為恢復(fù)健全區(qū)段供電時進行負荷重新分配提供依據(jù)。 (8) 定值遠方修改和召喚定值。為了能夠在故障發(fā)生時,及時地起動事故記錄等過程，必須對 FTU 進行整定，并且整定值應(yīng)能隨著配網(wǎng)運行方式的改變而自適應(yīng)。 (9) 自檢和自恢復(fù)功能。FTU 應(yīng)具有自檢測功能，并在設(shè)備自身故障時及時告警，F(xiàn)TU應(yīng)具有可靠的自恢復(fù)功能，一旦受干擾造成死機，則通過監(jiān)視定時器(WDT)重新復(fù)位，系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。 (10) 遠方控制閉

42、鎖與手動操作功能。在檢修線路或開關(guān)時，相應(yīng)的 FTU 應(yīng)能具有遠方控制閉鎖的功能，以確保操作的安全性，避免誤操作造成的惡性事故。同時，F(xiàn)TU 應(yīng)能提供手動合閘/拉閘按鈕，以備當通道出現(xiàn)故障時，能進行手動操作，避免上桿直接操作開關(guān)。 (11) 遠程通信功能。 (12) 抗惡劣環(huán)境。FTU 通常安裝在戶外，因此要求它在惡劣環(huán)境下仍能可靠地工作。 (13) 具有良好的維修性。由于 FTU 安放于分段開關(guān)處，因此當 FTU 發(fā)生故障時，必須能夠不停電檢修，否則會造成較大面積停電。 (14) 可靠的電源。當故障或其他原因?qū)е码娐吠ｋ姇r，F(xiàn)TU 應(yīng)保持有工作電源,56,另外，還有以下三項功能可以進行選擇。 (1) 電度采集。FTU 對采集到的有功和無功功率進行積分可以獲得粗略的有功和無功電能值，這對于核算電費和估算線損有一定的意義。 (2) 微機保護。利用 FTU 中的 CPU 進行交流采樣構(gòu)成的微機保護，具有更強的功能和靈活性，這樣做可以使定值自動隨運行方式調(diào)整，從而實現(xiàn)自適應(yīng)的繼電保護策略。 (3) 故障錄波。對于我國中性點不接地的配網(wǎng)，可以采用零序電流的錄波來判斷單相接地區(qū)段,57,5 饋電線路故障隔離與