第五篇配電自動化學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第五篇配電第五篇配電(pi din)自動化自動化第一頁，共42頁。第一節(jié) 配電自動化概述通常把電力系統(tǒng)中二次降壓變電所低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，稱為配電網(wǎng)（Distribution Network）。它由架空線或電纜配電線路、配電所或柱上降壓變壓器直接接入用戶所構(gòu)成。 配電自動化是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進行遠方實時監(jiān)視(jinsh)、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(tǒng)。第1頁/共42頁第二頁，共42頁。桿變桿變桿變變電所變電所箱變開閉(ki b)所調(diào)度(diod)中心中心站中心站第2頁/共42頁第三頁，共42頁。從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理(gunl)的綜合自動化系統(tǒng)，稱為配電管

2、理(gunl)系統(tǒng)DMS （Distribution Management System ）。配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）配電變電站自動化饋線自動化第3頁/共42頁第四頁，共42頁。從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理的綜合自動化系統(tǒng)，稱為配電管理系統(tǒng)DMS （Distribution Management System ）。線損管理配變巡檢及低壓無功補償?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化需方管理（包括負荷(fh)監(jiān)控及管理和遠方抄表及計費自動化、反竊電）第4頁/共42頁第五頁，共42頁。第二節(jié) 饋線自動化饋線自動化就是監(jiān)視饋線的運行方式和負荷。當故障發(fā)生后，及時準確地確定、迅速隔離故障區(qū)

3、段，并恢復(fù)健全區(qū)段供電。當故障發(fā)生后，及時準確地進行“故障定位(dngwi)、故障隔離、負荷轉(zhuǎn)移” 。第5頁/共42頁第六頁，共42頁。一、饋線一、饋線(ku xin)(ku xin)自動化的控制方自動化的控制方式式1 1饋線饋線(ku xin)(ku xin)自動化可分為兩種自動化可分為兩種基本類型基本類型1)1)采用具有就地控制功能的線路自動重采用具有就地控制功能的線路自動重合器和分段器合器和分段器, , 實現(xiàn)配電線路故障的自實現(xiàn)配電線路故障的自動隔離和恢復(fù)供電的功能動隔離和恢復(fù)供電的功能, , 無遠方通訊無遠方通訊通道及數(shù)據(jù)采集功能。通道及數(shù)據(jù)采集功能。第6頁/共42頁第七頁，共42頁。

4、一、饋線自動一、饋線自動(zdng)(zdng)化的控制方式化的控制方式1 1饋線自動饋線自動(zdng)(zdng)化可分為兩種基化可分為兩種基本類型本類型2) 2) 采用遠方通訊通道采用遠方通訊通道, , 具有數(shù)據(jù)采集具有數(shù)據(jù)采集和遠方控制功能的饋線自動和遠方控制功能的饋線自動(zdng)(zdng)化。該系統(tǒng)除一次設(shè)備外化。該系統(tǒng)除一次設(shè)備外, , 還包括配電還包括配電遠方終端遠方終端(FTU), (FTU), 通訊通道通訊通道, , 電流、電電流、電壓傳感器壓傳感器, , 電源設(shè)備等電源設(shè)備等, , 實現(xiàn)配電線實現(xiàn)配電線路故障的自動路故障的自動(zdng)(zdng)隔離和恢復(fù)供隔離和

5、恢復(fù)供電的功能。電的功能。 第7頁/共42頁第八頁，共42頁。二饋線自動化設(shè)備介紹1重合器 重合器是一種自身具有控制及保護功能的智能化開關(guān)設(shè)備。它能檢測故障電流并按預(yù)先(yxin)整定的分合操作次數(shù)自動完成分合操作，并在動作后能自動復(fù)位或閉鎖。 第8頁/共42頁第九頁，共42頁。二饋線自動化設(shè)備介紹2。分段開關(guān)配電網(wǎng)中用來線路分區(qū)段的自動開關(guān)設(shè)備。具有閉合短路電流及開合負荷電流的能力(nngl)，不具備切斷短路電流的能力(nngl) 。第9頁/共42頁第十頁，共42頁。二饋線自動化設(shè)備介紹2。分段開關(guān)(kigun)當線路發(fā)生故障時，根據(jù)動作規(guī)定進行分合閘，隔離故障區(qū)段。第10頁/共42頁第十一

6、頁，共42頁。3.故障指示器短路故障指示器是利用電磁原理，依靠指示牌轉(zhuǎn)動位置的變化(binhu)或顏色的變化(binhu)或燈光的閃動來指示故障的發(fā)生。故障指示器一般安裝于饋電線路干線，分支線及用戶進線處。第11頁/共42頁第十二頁，共42頁。3.故障(gzhng)指示器第12頁/共42頁第十三頁，共42頁。三。重合器與電壓時間型分段(fn dun)器配合（輻射狀網(wǎng) ） 在4區(qū)段發(fā)生故障后，重合器1跳閘，導(dǎo)致(dozh)線路失壓，造成分段器2、3、4、5、6均分閘；分段(fn dun)器采用電壓時間型配合，有壓時合閘，失壓分閘。該輻射狀網(wǎng)正常工作時重合器、分段(fn dun)器均處于合位。事故

7、跳閘15s后，重合器1第一次重合，若線路為瞬時性故障則分段器2、3、4、5、6逐個有電后合閘重合成功，恢復(fù)整個區(qū)域供電。第13頁/共42頁第十四頁，共42頁。三。重合器與電壓時間型分段(fn dun)器配合（輻射狀網(wǎng) ） 分段器采用電壓時間型配合(pih)，有壓時合閘，失壓分閘。該輻射狀網(wǎng)正常工作時重合器、分段器均處于合位。在4區(qū)段發(fā)生故障后，重合器1跳閘，導(dǎo)致(dozh)線路失壓，造成分段器2、3、4、5、6均分閘；事故跳閘15s后，重合器1第一次重合。 QS2得電后7S合閘，QS3得電后7S合閘，QS4得電后14S合閘，事故為永久性，QR1跳閘，QS2、QS3、QS4失電分閘。由于QS4合

8、閘后即分閘，被合閘閉鎖。QR1延時5S第二次重合，QS2、QS3分別得電后7S合閘，區(qū)段1、2、3恢復(fù)供電，QS4閉鎖不合閘。近電源側(cè)無故障區(qū)段恢復(fù)供電。第14頁/共42頁第十五頁，共42頁。配電網(wǎng)采用(ciyng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運行。聯(lián)絡(luò)開關(guān)4處于打開狀態(tài)。三。重合器與電壓時間型分段(fn dun)器配合（環(huán)狀網(wǎng) ） 第15頁/共42頁第十六頁，共42頁。當2區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器1跳閘，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)左側(cè)線路失壓，造成分段器2、3均分閘，并起動分段器4的計時器；經(jīng)2次重合后，區(qū)段1恢復(fù)供電，2、3分段器打開(d ki)，隔離故障。三。重合器與電壓時間(shjin)型分段器配合（環(huán)狀網(wǎng)

9、） 第16頁/共42頁第十七頁，共42頁。重合器1第一次跳閘后，經(jīng)過38s的時限后， 聯(lián)絡(luò)分段器4自動合閘，將電供至3區(qū)段；又經(jīng)過7s的時限后，分段器3自動合閘。此時由于2段區(qū)域存在永久性故障，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)右側(cè)的線路的重合器6跳閘，從而右側(cè)線路失壓，造成其上所有(suyu)分段器均分閘。三。重合器與電壓(diny)時間型分段器配合（環(huán)狀網(wǎng) ） 第17頁/共42頁第十八頁，共42頁。由于分段器3合閘后未達到時限(5s)就又失壓，該分段器將被閉鎖；聯(lián)絡(luò)開關(guān)以及右側(cè)的重合(chngh)器和分段器又依順序合閘，而分段器3因閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了非故障區(qū)段供電。 三。重合器與電壓時

10、間型分段(fn dun)器配合（環(huán)狀網(wǎng) ） 第18頁/共42頁第十九頁，共42頁。三。重合器與過流脈沖計數(shù)(j sh)式分段器配合 采用重合器和過流脈沖計數(shù)型分段器配合(pih)，計數(shù)次數(shù)均整定為2次。正常運行時重合器QR1和分段器2、3、4均為合。當3段發(fā)生永久性故障后，重合器QR1跳閘，分段器3計過電流(dinli)一次，由于未達到整定值(2次)，因此不分閘而保持在合閘狀態(tài)。經(jīng)一段延時后，重合器第一次重合；由于再次合到故障點處，重合器再次跳閘，并且分段器3的過流脈沖計數(shù)值會達到整定值兩次。分段器3的過流脈沖計數(shù)值會達到整定值兩次，因此分段器3在重合器QR1再次跳閘后的無電源時期分閘閉鎖。又

11、經(jīng)過一段延時后，重合器QR1進行第二次重合，而分段器3閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了健全區(qū)段供電。第19頁/共42頁第二十頁，共42頁。 重合器與電壓時間型分段器配合及與過流脈沖計數(shù)式分段器配合分析（1）隔離(gl)故障的時間較長。（2）當采用重合器與電壓-時間型分段器配合隔離(gl)開環(huán)運行的環(huán)狀網(wǎng)的故障區(qū)段時，會使聯(lián)絡(luò)開關(guān)另一側(cè)的健全區(qū)域所有的開關(guān)都分一次閘，造成供電短時中斷，更加擴大了事故的影響范圍。 第20頁/共42頁第二十一頁，共42頁。四饋線自動化方案(fng n)采用遠方通信通道及FTU饋線自動化系統(tǒng)第21頁/共42頁第二十二頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋

12、線自動化系統(tǒng)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、貯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的話，還應(yīng)對(yngdu)保護動作情況進行遙信。第22頁/共42頁第二十三頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋線自動化系統(tǒng)FTU的性能(xngnng)要求（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、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。要求響應(yīng)速度快，而且要濾出基波信號。第23頁/共42頁第二十四頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋線自動

13、化系統(tǒng)FTU的性能要求（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，以及起動貯能過程等。（4）統(tǒng)計功能。FTU還應(yīng)能對開關(guān)的動作次數(shù)(csh)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。第24頁/共42頁第二十五頁，共42頁。采用(ciyng)遠方通信通道及FTU饋線自動化系統(tǒng)FTU的性能要求（6）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。（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1min)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

14、提供依據(jù)。第25頁/共42頁第二十六頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋線自動化系統(tǒng)FTU的性能要求（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(ynxng)方式的改變而自適應(yīng)。為此，應(yīng)使FTU能接收DAS控制中心的指定修改定值，并使DAS控制中心可以隨時召喚FTU的當前整定值。第26頁/共42頁第二十七頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋線自動化系統(tǒng)FTU的性能要求（9）自檢和自恢復(fù)功能。（10）遠方控制閉鎖與手動操作功能。（11）遠程通信功能。（12）抗惡劣環(huán)境。（13）具有(jyu)良好的維修性。不停

15、電檢修。（14）可靠的電源。第27頁/共42頁第二十八頁，共42頁。采用遠方通信通道及FTU饋線(ku xin)自動化系統(tǒng)各FTU分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運行情況，信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠方的配電網(wǎng)自動化控制中心。各FTU還可以接受配網(wǎng)自動化控制中心下達的命令進行相應(yīng)的遠方倒閘操作。在故障發(fā)生時，各FTU記錄下故障信息，傳至DAS控制中心，經(jīng)計算機系統(tǒng)分析后確定故障區(qū)段和最佳供電恢復(fù)方案，以遙控方式隔離故障區(qū)段、恢復(fù)健全區(qū)段供電。 第28頁/共42頁第二十九頁，共42頁。第四節(jié) 配電(pi din)網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS一、AM/FM/GIS的基本概念與功能配電(pi din)圖資系統(tǒng)是自動繪

16、圖AM （Automated Mapping）、設(shè)備管理FM （Facilities Management）和地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）的總稱，也是配電(pi din)系統(tǒng)各種自動化的基礎(chǔ)。 第29頁/共42頁第三十頁，共42頁。第30頁/共42頁第三十一頁，共42頁。設(shè)備(shbi)臺帳第31頁/共42頁第三十二頁，共42頁。第六節(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)開環(huán)運行條件下的重構(gòu)方案的選擇(xunz)，在針對當前負荷水平、當前輻射網(wǎng)狀態(tài)，以保證對負荷的供電為前提，通過部分負荷的轉(zhuǎn)移供電，以網(wǎng)損最小為目標函數(shù)，結(jié)合其它的約束條件，求取運行方式的優(yōu)化，均勻

17、負荷，消除過載，提高供電質(zhì)量。多目標非線性優(yōu)化問題。 第32頁/共42頁第三十三頁，共42頁。第六節(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)可分為二種過程。一種是對正常運行的輻射型配電網(wǎng)的負荷進行供電(n din)調(diào)整，在保證供電(n din)安全性可靠性的前提下，針對負荷的不斷變動，從網(wǎng)絡(luò)運行經(jīng)濟性出發(fā)，通過線路開關(guān)切換，改變負荷的供電(n din)電源，減少網(wǎng)損，達到優(yōu)化運行的目的。第二種是線路故障后的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，主要考慮恢復(fù)用戶供電(n din)，兼顧網(wǎng)損。 第33頁/共42頁第三十四頁，共42頁。 第六節(jié) 配電(pi din)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)1、優(yōu)化調(diào)整第34頁/共42頁第三十五頁，共42頁。2 2、線路故障

18、重構(gòu)、線路故障重構(gòu)恢復(fù)恢復(fù)(huf)(huf)用戶供電，用戶供電，兼顧網(wǎng)損兼顧網(wǎng)損第35頁/共42頁第三十六頁，共42頁。第六節(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)3、最優(yōu)流算法以閉合所有(suyu)開關(guān)計算潮流分布，開斷最小電流支路求解。第36頁/共42頁第三十七頁，共42頁。第六節(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)4、開關(guān)交換法通過(tnggu)成對的開關(guān)的打開與閉合，對比網(wǎng)損的變化求解。第37頁/共42頁第三十八頁，共42頁。第六節(jié) 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)5、遺傳算法，以進化的方式處理開關(guān)交換的組合，求取最優(yōu)解。6、模擬退火法，以隨機搜索迭代過程尋求最優(yōu)解。7、人工智能法，包括專家系統(tǒng)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，結(jié)合運行人員的運行經(jīng)驗和采用(ci