供電技術(shù)課件ch供電系統(tǒng)變電所的自動(dòng)化

內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置，最后介紹了自動(dòng)重合閘裝置。第7章供電系統(tǒng)變電所的自動(dòng)化第7章供電系統(tǒng)變電所的自動(dòng)化第一節(jié)概述第二節(jié)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置第五節(jié)自動(dòng)重合閘裝置第一節(jié)概述

變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護(hù)裝置、控制裝置、測量裝置、信號(hào)裝置）通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)綜合集成為一體，實(shí)現(xiàn)變電所運(yùn)行管理自動(dòng)化的系統(tǒng)。

一、變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)的定義二、變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能

具有微機(jī)保護(hù)，數(shù)據(jù)、信號(hào)采集與測量，自動(dòng)控制，運(yùn)行監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測距，信息儲(chǔ)存與分析，自診斷，與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來自線路需經(jīng)變電所傳送的信號(hào)等功能。三、變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)的目的

1）在中、低壓變電所中采用自動(dòng)化系統(tǒng)，取消常規(guī)的保護(hù)、監(jiān)視、測量、控制屏，以全面提高變電所的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，并逐步實(shí)行無人值班，達(dá)到減員增效的目的。

2）對于高壓大型樞紐變電所的建設(shè)和設(shè)計(jì)來說，采用自動(dòng)化系統(tǒng)，解決了各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨(dú)立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性的弊端。達(dá)到提高自動(dòng)化水平和運(yùn)行管理水平的目的。

第二節(jié)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能

一、

監(jiān)視控制功能

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變電所模擬量、狀態(tài)量、脈沖量的數(shù)據(jù)采集，時(shí)間順序記錄，故障錄波，諧波監(jiān)測與分析，變電站操作控制，人機(jī)聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級調(diào)度通信的全部功能。1.數(shù)據(jù)采集:對供電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的在線實(shí)時(shí)采集是變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能之一，運(yùn)行參數(shù)可分為模擬量、狀態(tài)量和脈沖量等。2.數(shù)據(jù)處理與記錄:數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容為電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。(1)變電所運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)、分析與計(jì)算(2)變電所內(nèi)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備的越限報(bào)警及記錄(3)變電所內(nèi)的事件記錄3.運(yùn)行監(jiān)視:運(yùn)行監(jiān)視即對采集到的反映變電所運(yùn)行狀況和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視。4.故障錄波:10kV及以上的重要配電線路距離長、發(fā)生故障影響大，當(dāng)配電線路故障時(shí)必須盡快查出故障點(diǎn)，以便縮短維修時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，減少損失。

5.事故順序記錄與事故追憶

事故順序記錄就是對變電所內(nèi)的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、斷路器等在事故時(shí)動(dòng)作的先后順序自動(dòng)記錄。事故追憶是指對變電所內(nèi)的一些主要模擬量，如線路、主變壓器的電流、有功功率、母線電壓等，在事故前后一段時(shí)間內(nèi)作連續(xù)測量記錄。6.控制及安全操作閉鎖：操作人員可通過顯示器屏幕對斷路器、隔離開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作；對變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對電容器組進(jìn)行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠(yuǎn)方控制、就地和遠(yuǎn)方切換相互閉鎖，自動(dòng)和手動(dòng)相互閉鎖。操作閉鎖包括以下內(nèi)容：操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。二、微機(jī)繼電保護(hù)功能

微機(jī)繼電保護(hù)是變電所自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘。由于繼電保護(hù)的特殊重要性，自動(dòng)化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性、獨(dú)立性。

微機(jī)繼電保護(hù)應(yīng)滿足的要求：

1.系統(tǒng)的微機(jī)繼電保護(hù)按被保護(hù)的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨(dú)立設(shè)置，直接由相關(guān)的電流互感器和電壓互感器輸入電氣量，保護(hù)裝置的輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。

2.保護(hù)裝置設(shè)有通信接口，供接入站內(nèi)通信網(wǎng)，在保護(hù)動(dòng)作后向變電所層的微機(jī)設(shè)備提供報(bào)告，但繼電保護(hù)功能完全不依賴通信網(wǎng)。

3.為避免不必要的硬件重復(fù)，以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和降低造價(jià)，對35kV及以下的變（配）電所，在不降低保護(hù)裝置可靠性的前提下，可以配給保護(hù)裝置其他一些功能。4.除保護(hù)裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動(dòng)投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)，設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。三、自動(dòng)控制裝置的功能變電所自動(dòng)化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動(dòng)控制功能。因此，典型的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動(dòng)控制裝置，如備用電源自動(dòng)投入控制裝置、自動(dòng)重合閘裝置、電壓、無功綜合控制裝置、小電流接地選線裝置等。1.備用電源自投控制：當(dāng)工作電源因故不能供電時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)能迅速及時(shí)將備用電源自動(dòng)投入使用或?qū)⒂秒娯?fù)荷切換到備用電源上去。2.自動(dòng)重合閘裝置：在供電系統(tǒng)的架空線路發(fā)生“瞬時(shí)性故障”被繼電保護(hù)迅速斷開后，由于故障的瞬時(shí)性，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。利用這一特點(diǎn)，采用自動(dòng)重合閘裝置能夠自動(dòng)將斷路器重新合閘，恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。4.小電流接地選線裝置：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，接地保護(hù)應(yīng)能正確地選出接地線路及接地相，并予以報(bào)警。3.電壓、無功綜合控制：變電所電壓、無功綜合控制是利用有載調(diào)壓變壓器和母線無功補(bǔ)償電容器及電抗器進(jìn)行局部的電壓及無功功率補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)調(diào)節(jié)控制，使負(fù)荷側(cè)母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)以及用戶供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到電力部門的要求。四、遠(yuǎn)動(dòng)及數(shù)據(jù)通信功能變電所自動(dòng)化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動(dòng)化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。1)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通信，主要解決變電所內(nèi)部自動(dòng)化各子系統(tǒng)間和各子系統(tǒng)與上位機(jī)(監(jiān)控主機(jī))間的數(shù)據(jù)和信息交換問題。它們的通信范圍是變電站內(nèi)部。對于集中組屏結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化系統(tǒng)來說，實(shí)際上是在變電所主控室內(nèi)部；對于分散分層結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化系統(tǒng)來說，其通信范圍擴(kuò)大至主控室與現(xiàn)場單元的安裝地。

2)自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有遠(yuǎn)動(dòng)終端（RemoteTerminalUnit,RTU）的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關(guān)量信息，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至上級調(diào)度中心；同時(shí)應(yīng)該能夠接收調(diào)度中心下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。第三節(jié)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮可靠、實(shí)用、先進(jìn)的原則。

可靠性是變電所自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)本身應(yīng)有較強(qiáng)的抗干擾能力和自檢恢復(fù)功能，在系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)的動(dòng)作行為僅與保護(hù)裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)和其他環(huán)節(jié)，保證自動(dòng)化系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實(shí)現(xiàn)，不影響保護(hù)子系統(tǒng)的正常工作。且都應(yīng)設(shè)有手動(dòng)跳、合閘功能及防跳功能。變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性是要求對自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)從實(shí)際應(yīng)用的對象出發(fā)。從而提高變電所自動(dòng)化系統(tǒng)性能價(jià)格比，減少投資。同時(shí)系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)配置上應(yīng)有可擴(kuò)充余地、通用性要強(qiáng)、操作使用要方便、便于修改和增刪。變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的先進(jìn)性通常是以系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、功能水平及其可靠性、實(shí)用性等綜合指標(biāo)為衡量依據(jù)的。變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能水平設(shè)計(jì)，要求安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益等綜合指標(biāo)好，并為變電所的進(jìn)一步自動(dòng)化和人工智能應(yīng)用提供平臺(tái)，滿足和促進(jìn)變電所無人值班的實(shí)施。同時(shí)應(yīng)符合國家或部頒標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)開放性能好，便于升級。二、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布分散式和分散集中組屏式三種類型。圖7-1集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1、集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)

1）結(jié)構(gòu)簡單，投資少。2）功能簡單，綜合性能差，通常要采用雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。3）程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)不方便。4）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(jì)，不利于推廣。

集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造。集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是：2、分布集中組屏式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)圖7-2分布集中組屏的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖這種按功能設(shè)計(jì)的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護(hù)方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高，便于擴(kuò)充和維護(hù)，而且其中一個(gè)環(huán)節(jié)故障，不會(huì)影響其他部分的正常運(yùn)行。適用于主變電所的回路數(shù)相對較少，一次設(shè)備比較集中，從一次設(shè)備到數(shù)據(jù)采集柜和控制柜等所用的信號(hào)電纜不長，易于設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)管理的10~35kV供電系統(tǒng)變電所。分布集中組屏式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特點(diǎn):3、分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)圖7－3分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

減少了所內(nèi)的二次設(shè)備及信號(hào)電纜，避免了電纜傳送信息時(shí)的電磁干擾，節(jié)省了投資，簡化了維護(hù)，同時(shí)最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。由于裝置相互獨(dú)立，系統(tǒng)中任一部分故障時(shí)，只影響局部，因此提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的靈活性。分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn):第四節(jié)備用電源自動(dòng)投入裝置

一、備用電源自動(dòng)投入裝置的作用與類型

作用：用于兩路及以上電源進(jìn)線的變配電所中，提高供電可靠性。

工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用:在正常時(shí)，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時(shí)才投入工作。暗備用:在正常時(shí)，兩電源都投入，互為備用。在正常情況下，QF1閉合，QF2斷開，負(fù)荷由工作電源供電。當(dāng)工作電源故障時(shí)，APD動(dòng)作，將QF1斷開，切除故障電源，然后將QF2閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖a)明備用正常情況下，QF1,QF2閉合，QF3斷開，兩個(gè)電源分別向兩段母線供電。若電源A(B)發(fā)生故障，APD動(dòng)作，將QF1(QF2)斷開，隨即將QF3閉合，此時(shí)全部負(fù)荷均由B(A)電源供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖

b)暗備用1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅速起動(dòng)并投入備用電源；2）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時(shí)，才允許投入備用電源；3）APD應(yīng)只動(dòng)作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中；4）當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，APD不應(yīng)誤動(dòng)作。二、對備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求第五節(jié)自動(dòng)重合閘裝置

一、自動(dòng)重合閘的作用和類型

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大多是暫時(shí)性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動(dòng)重合閘裝置（ARD），迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。自動(dòng)重合閘裝置分三相一次重合閘、二次重合閘和三次重合閘三種形式

二、對自動(dòng)重合閘裝置的基本要求

1)線路正常運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)重合閘裝置（ARD）應(yīng)投入，當(dāng)值班人員利用控制開關(guān)或遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，ARD不應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)值班人員手動(dòng)合閘，由于線路上有永久性故障而隨即由保護(hù)裝置將斷路器斷開時(shí)，ARD亦不應(yīng)動(dòng)作。

2)除上述情況外，當(dāng)斷路器因繼電保護(hù)裝置或其他原因跳閘時(shí)，ARD均應(yīng)動(dòng)作。

3)ARD可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則啟動(dòng)重合閘裝置，即當(dāng)控制開關(guān)處在合閘位置而斷路器實(shí)際上處于斷開位置的情況下，使ARD啟動(dòng)動(dòng)作。4)ARD的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（如一次重合閘只應(yīng)動(dòng)作一次）。無特殊要求時(shí)對架空線路只重合一次，而對電纜線路一般不采用ARD，因其瞬時(shí)性故障極少發(fā)生。5）ARD的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于故障點(diǎn)滅弧并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度所需時(shí)間和斷路器及操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作的時(shí)間，一般采用0.5～1s。6)ARD動(dòng)作后，應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，為下一次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。

7)應(yīng)能和保護(hù)裝置配合，使保護(hù)裝置在ARD前加速動(dòng)作或ARD后保護(hù)加速動(dòng)作。1、自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)：重合閘前加速保護(hù)一般又簡稱“前加速”。圖7-6重合閘前加速保護(hù)方式的構(gòu)成原理示意圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖（b）時(shí)間配合關(guān)系三、重合閘與繼電保護(hù)的配合

2、自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當(dāng)線路第一次出現(xiàn)故障時(shí)，利用線路上設(shè)置的保護(hù)裝置按照整定的動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作。然后相應(yīng)的ARD動(dòng)作，使斷路器重合一次。圖7－7自動(dòng)重合閘裝置后加速保護(hù)動(dòng)作原理圖

變電所電壓、無功綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)壓變壓器的分接頭和在低壓母線上設(shè)置的并聯(lián)補(bǔ)償電容器組?？刂频哪康氖潜ＷC主變壓器低壓側(cè)母線電壓在允許范圍內(nèi)，且盡可能提高進(jìn)線的功率因數(shù)，故一般選擇電壓和進(jìn)線處的功率因數(shù)（或無功功率）作為狀態(tài)變量。

電壓、無功綜合控制裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多輸入多輸出的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。從控制理論的角度上來說，它又是一個(gè)多限值電壓上下限、功率因數(shù)(無功)上下限、主變分接頭斷路器調(diào)節(jié)次數(shù)、并聯(lián)電容器組日投切次數(shù)及用戶特殊要求等多目標(biāo)(電壓及功率因數(shù)合格)的最優(yōu)控制問題。第六節(jié)變電站的電壓、無功綜合控制根據(jù)狀態(tài)變量的大小，可將變電所的運(yùn)行狀態(tài)劃分為九個(gè)區(qū)域，如圖所示。圖中縱坐標(biāo)為變電所低壓側(cè)的母線U，橫坐標(biāo)為變電所進(jìn)線的功率因數(shù)。根據(jù)控制要求劃分，1、5區(qū)間是單純的調(diào)壓區(qū)，3、7區(qū)間是單純調(diào)無功區(qū)，2、4、6、8四個(gè)區(qū)間是綜合調(diào)控區(qū)。當(dāng)運(yùn)行參數(shù)值進(jìn)入1～8區(qū)間時(shí)，為了使其返回到“0”區(qū)間，控制器依控制要求應(yīng)發(fā)出如下指令：

1區(qū)間——進(jìn)線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超越上限，控制器發(fā)出指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。如分接頭已調(diào)到極限而電壓仍高于上限，則強(qiáng)切補(bǔ)償電容器組以調(diào)節(jié)電壓。

2區(qū)間——母線電壓和進(jìn)線功率因數(shù)均超越上限，此時(shí)往往電力負(fù)荷較小，控制器發(fā)出指令應(yīng)先切補(bǔ)償電容器組，一方面改善進(jìn)線功率因數(shù)使其在正常值范圍內(nèi)，另一方面降低母線電壓。如電壓仍超越上限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。3區(qū)間——母線電壓正常，但進(jìn)線功率因數(shù)超越上限，控制器發(fā)出指令逐步切除補(bǔ)償電容器組，以調(diào)節(jié)進(jìn)線功率因數(shù)。

4區(qū)間——電壓低于下限，但進(jìn)線功率因數(shù)超越上限。此時(shí)若先切補(bǔ)償電容器調(diào)節(jié)進(jìn)線功率因數(shù)，則母線電壓會(huì)更低，所以指控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，待電壓滿足運(yùn)行要求后，再切補(bǔ)償電容器組來調(diào)節(jié)進(jìn)線的功率因數(shù)。5區(qū)間——該區(qū)間的母線電壓低于下限，而進(jìn)線功率因數(shù)在要求范圍內(nèi)，則控制器指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓。如果變壓器分接頭已調(diào)至極限位限時(shí)，則強(qiáng)制投入補(bǔ)償電容器組來改善母線電壓。6區(qū)間——進(jìn)線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，此時(shí)，控制器優(yōu)先發(fā)出投入補(bǔ)償電容器組的指令。這樣一方面提高進(jìn)線功率因數(shù)；另一方面可改善母線電壓，若母線電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，使母線電壓水平滿足要求。7區(qū)間——電壓正常，但進(jìn)線功率因數(shù)低于下限要求，則指令投入補(bǔ)償電容器組，以提高進(jìn)線功率因數(shù)。8區(qū)間——運(yùn)行參數(shù)是電壓越上限，而進(jìn)線功率因數(shù)低于下限值，如果此時(shí)，僅投入補(bǔ)償電容器組來提高進(jìn)線功率因數(shù)，會(huì)使母線電壓進(jìn)一步升高。因此，控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器的分接頭降壓，然后再投入補(bǔ)償電容器組來提高進(jìn)線的功率因數(shù)。除正常運(yùn)行方式外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)的異常運(yùn)行狀態(tài)，如：

1)當(dāng)電容器組因故障保護(hù)動(dòng)作切除后，應(yīng)能自動(dòng)閉鎖控制在未排除故障前不能再發(fā)出投入電容器組的指令。

2)當(dāng)電壓太低時(shí)(如低于額定電壓的80%)，應(yīng)自動(dòng)閉鎖調(diào)壓功能。

3)在變壓器過負(fù)荷時(shí)，應(yīng)自動(dòng)閉鎖調(diào)壓功能。

4)為了避免控制器過于頻繁動(dòng)作，除在電壓限值的上、下限范圍內(nèi)設(shè)置一定的調(diào)節(jié)死區(qū)處，還應(yīng)在控制動(dòng)作一次后，有一定的延時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)只監(jiān)視運(yùn)行情況，而不發(fā)出新的控制命令。在用戶供電系統(tǒng)中，一般10（6）kV變電所大都采用無載調(diào)壓變壓器改變其變比，使低壓母線電壓在最大負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)的負(fù)偏差與最小負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)的正偏差調(diào)整到允許的范圍內(nèi)，但不能縮小電壓正負(fù)偏差之間的范圍。對于一些35kV變電所因其用電負(fù)荷變化特殊或距地區(qū)變電所較遠(yuǎn)的原因，電壓偏差不能滿足電壓質(zhì)量的要求，經(jīng)常采用有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組進(jìn)行電壓和無功功率補(bǔ)償容量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證變電所低壓側(cè)母線電壓偏差在允許的范圍及進(jìn)線的功率因數(shù)滿足電力部門的要求。如果系統(tǒng)中不缺乏無功功率，采用有載調(diào)壓變壓器就可以達(dá)到預(yù)期的調(diào)壓要求。若供電系統(tǒng)中無功功率不足造成電壓較低時(shí)，并聯(lián)在變壓器低壓母線上的補(bǔ)償電容器組可以補(bǔ)償用戶內(nèi)部的無功，有利于母線電壓的提高和穩(wěn)定。在10～35kV供電系統(tǒng)中，普遍采用中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。單相接地故障是這種運(yùn)行方式的系統(tǒng)中最常見的故障之一。此時(shí)由于線電壓仍然保持對稱，允許系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，而不影響正常的供電。但單相接地故障如果不作及時(shí)處理，很有可能發(fā)展成為兩相接地短路故障，因此正確而及時(shí)地把單相接地故障點(diǎn)檢測出來，對提高供電可靠性具有重要的實(shí)際意義。對于單相接地故障，傳統(tǒng)的檢測方法是利用設(shè)置在變電所低壓母線上的三相五柱式電壓互感器進(jìn)行絕緣監(jiān)視。

第七節(jié)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置圖7-9中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)零序電流分布示意圖

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，可得如下結(jié)論：（1）由于單相接地故障，全系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流。（2）非故障回路（包括電源變壓器回路）中的零序電流有效值等于正常情況下該回路每相對地的電容電流的3倍，其方向由母線指向線路。（3）故障回路上的零序電流為全系統(tǒng)非故障回路對地電容電流之總和，其方向由線路指向母線。（4）變電所低壓母線上出線回路越多，則故障回路上反映的零序電流就越大。越有利于單相接地自動(dòng)選線裝置的故障選線判斷。上述結(jié)論，就是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動(dòng)選線裝置的工作原理。當(dāng)中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地后，在某一出線回路發(fā)生單相接地時(shí)，由于消弧線圈支路的感性電流作用使整個(gè)系統(tǒng)的零序電流分布發(fā)生變化，如圖所示。線路上A相接地以后，電容電流的大小和分布與不接消弧線圈時(shí)是一樣的，不同的是電源（變壓器）中性點(diǎn)消弧線圈支路有一電感電流經(jīng)接地點(diǎn)流回消弧線圈。此時(shí)，流過非故障回路的零序電流與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的情況相同；但對于故障回路，其始端所反應(yīng)的零序電流為：

為消弧線圈上的電壓，為消弧線圈電抗。在工程實(shí)際應(yīng)用中通常采用過補(bǔ)償?shù)姆绞剑ㄒ话氵x擇過補(bǔ)償度為5％～10％），即補(bǔ)償后的殘余電流是感性的。此時(shí)流經(jīng)故障點(diǎn)的零序電流是流過消弧線圈的零序電流與非故障線路零序電流之差，而流經(jīng)故障線路和非故障線路始端的電容電流都是本線路的，其方向都是由母線流向線路。在這種情況下，由于過補(bǔ)償度不大，無法利用故障回路的電流大小和方向來區(qū)別故障線路和非故障線路作為自動(dòng)接地選線的依據(jù)。電力負(fù)荷管理從整體上講，應(yīng)包括負(fù)荷特性調(diào)查與管理決策、負(fù)荷分析與預(yù)測、負(fù)荷調(diào)整及直接控制等內(nèi)容：1）負(fù)荷特性調(diào)查與管理決策不同類型的電力消費(fèi)，有其不同的負(fù)荷特性。負(fù)荷特性調(diào)查的目的在于了接其特有的用電規(guī)律，以便為科學(xué)地管理負(fù)荷提供決策依據(jù)。2）負(fù)荷分析與預(yù)測研究各類用電負(fù)荷的構(gòu)成以及隨時(shí)間的變化規(guī)律，了解用電負(fù)荷的均衡程度，從中分析用電負(fù)荷調(diào)整的潛力。而正確預(yù)測負(fù)荷的增長，是確定電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，擬定系統(tǒng)運(yùn)行方式，確定市場營銷策略的基本依據(jù)。3）負(fù)荷調(diào)整及直接控制負(fù)荷調(diào)整是用電負(fù)荷管理的一項(xiàng)主要內(nèi)容。在電力系統(tǒng)合理調(diào)度、及時(shí)調(diào)整發(fā)電廠發(fā)電出力的同時(shí)，合理調(diào)整用戶供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷，減小系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷峰谷差，促使用電負(fù)荷曲線趨向平坦。負(fù)荷直接控制是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故或出現(xiàn)電力供應(yīng)不足時(shí)，為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的用電，利用技術(shù)手段限制某些具有可控性、可替代性的負(fù)荷的運(yùn)行；或在負(fù)荷高峰時(shí)段，對某些用電進(jìn)行削峰或避峰施行的中斷供電措施。第八節(jié)電力負(fù)荷管理

我國的用電負(fù)荷管理工作起始于50年代初期，當(dāng)時(shí)主要借鑒了前蘇聯(lián)通過開展用電監(jiān)察進(jìn)行用電負(fù)荷管理的辦法。60年代末，由于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電源建設(shè)的不足，電力短缺與日劇增，從1970年開始，電力供應(yīng)被迫采用計(jì)劃用電方式對用電負(fù)荷進(jìn)行管理。主要措施有：（1）在用戶端安裝電力負(fù)荷管理裝置，直接對用戶用電進(jìn)行控制。先后安裝的電力負(fù)荷管理裝置有電力定量器，定時(shí)開關(guān)鐘，音頻或無線電、載波電力負(fù)荷管理裝置。（2）規(guī)定輪流周休日制度，必要時(shí)還采用了減少每周供電天數(shù)的辦法。（3）對超過分配指標(biāo)用電的，采用扣減電量或?qū)嵭辛P款。80年代初，開始試行了峰谷分時(shí)電價(jià)和豐、枯水電價(jià)。綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)，對用電負(fù)荷實(shí)施廣泛的監(jiān)測、控制和管理的技術(shù)手段即為電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。按其工作方式可分為分散負(fù)荷管理和遠(yuǎn)方集中負(fù)荷管理兩種模式：1）分散型負(fù)荷管理裝置：一般安裝在電力用戶的供電線路或需監(jiān)控的大型設(shè)備上，按預(yù)先整定的時(shí)間或分時(shí)段定值對用電狀況進(jìn)行監(jiān)控。

2）集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)由電力負(fù)荷管理中心、數(shù)據(jù)傳輸信道及安裝在被監(jiān)控側(cè)的控制終端構(gòu)成。分散型負(fù)荷管理裝置如電力時(shí)控開關(guān)鐘和電力定量器等。分散型負(fù)荷管理裝置功能有限，不靈活，但價(jià)格便宜，常用于一些簡單的負(fù)荷管理控制。1.電力定量器電力定量器以感應(yīng)式三相有功電能表作為功率和電能的取樣源，將采樣值通過功率轉(zhuǎn)換或?qū)崟r(shí)電能累加與設(shè)定的功率定值進(jìn)行比較，當(dāng)用電負(fù)荷未超出給定的各時(shí)段用電指標(biāo)時(shí)，電力定量器不動(dòng)作；超過用電指標(biāo)時(shí)，電力定量器即發(fā)出報(bào)警；在限定的延時(shí)內(nèi)，如用電負(fù)荷未減到限定的用電指標(biāo)內(nèi)，即啟動(dòng)跳閘輸出電路，實(shí)施跳閘，限制用戶超指標(biāo)用電。跳閘后，裝置自動(dòng)閉鎖，經(jīng)一定手續(xù)由人工復(fù)位后，方可合閘供電。2.電力時(shí)控開關(guān)電力時(shí)控開關(guān)按預(yù)定時(shí)間啟閉電路控制用電負(fù)荷。它是利用時(shí)鐘按預(yù)置時(shí)間程序，定時(shí)控制其輸出繼電器的接通和切斷，作用于供電系統(tǒng)的一次開關(guān)設(shè)備以控制需要定時(shí)運(yùn)行的供電回路或用電設(shè)備等。我國曾主要將電力時(shí)控開關(guān)用于控制用戶或部分大型用電設(shè)備，使這些用戶或設(shè)備避開電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段用電；控制電能計(jì)量裝置的計(jì)量時(shí)段，以適應(yīng)用電負(fù)荷調(diào)整或?qū)嵭蟹謺r(shí)電價(jià)的需要。

集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)的主要功能有：監(jiān)測變電所饋電線路負(fù)荷、變電所饋電線路斷路器、饋電線路末端電壓和用戶各種表計(jì)；在正常和緊急情況下，進(jìn)行過負(fù)荷減載，削峰、填谷，調(diào)整負(fù)荷曲線，改善負(fù)荷率，包括降壓減負(fù)荷、用戶負(fù)荷周期控制和用戶負(fù)荷切除；通過控制終端，將用戶各種負(fù)荷信息傳送給負(fù)荷管理中心，使供電部門掌握用戶的負(fù)荷情況，進(jìn)行跟蹤處理。包括設(shè)備管理、負(fù)荷預(yù)計(jì)、負(fù)荷管理方案研究和評價(jià)等。根據(jù)所采用的信息傳輸方式有三種：1）無線電負(fù)荷管理：無線電負(fù)荷管理系統(tǒng)采用特高頻（我國為230MHz頻段）無線電信號(hào)傳送信息和數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的特點(diǎn)是遠(yuǎn)方終端數(shù)量多，但每個(gè)終端的實(shí)時(shí)信息量不大，而且對實(shí)時(shí)性的要求