配电网自动化培训教材

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电力系统自动化,*,第,8,章,配电网自动化,8.1 变电站综合自动化,8.2 配电网自动化,8.3 馈线自动化,电力系统自动化,1,8.1 变电站综合自动化,8.1.1 变电站综合自动化系统的研究内容,8.1.2 变电站综合自动化的现状与发展趋势,8.1.3 变电站综合自动化系统的功能,8.1.4 微机远动装置的基本功能与类型,电力系统自动化,2,8.1.1 变电站综合自动化系统 的研究内容,变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。,变电站综合自动化的内容包括电气量的采集和电气设备的状态监视、控制和调节。,优点：,功能综合化 所有二次回路功能综合为一体。,结构微机化,主要插件是全微机化的分布式结构，采用网络总线连接成整体。,操作监视屏幕化 面对彩色大屏幕显示器进行全方位监视与操作。,运行管理智能化 具有在线自诊断功能和专家系统。,电力系统自动化,3,8.1.2 变电站综合自动化的 现状与发展趋势,变电站综合自动化的实施方法有两种：,一种是站内监控以远动,(RTU),为数据采集和控制的基础，相应的设备也是以电网调度自动化为基础，“保护”则相对独立。,另一种是站内监控以保护,(,微机保护,),为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。,今后变电站综合自动化的运行模式将从无人值班、有人值守逐步向无人值守过渡。,电力系统自动化,4,8.1.3 变电站综合自动化 系统的功能,变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述五个方面,监控,微机保护,电压、无功综合控制,低频减负荷控制,备用电源自动投入控制,电力系统自动化,5,监控,数据采集,事件顺序记录(SOE),故障录波和测距、故障记录,操作控制功能,安全监视功能,人机联系功能,打印功能,数据处理与记录,谐波分析与监视,电力系统自动化,6,备用电源自动投入控制,一、备用电源自动投入装置,（一）备用电源自动投入装置的作用与类型,工作电源与备用电源的接线方式可分为两大类：,明备用:指在正常时，备用电源不投入工作，只有在工作电源发生故障时 才投入工作。,暗备用:指在正常时，两电源都投入，互为备用。,作用：用于两路及以上电源进线的变配电所中，提高供电可靠性。,电力系统自动化,7,续上页,在正常情况下，,QF1,闭合，,QF2,断开，负荷由工作电源供电。,当工作电源故障时，,APD,动作，将,QF1,断开，切除故障电源，然后将,QF2,闭合，使备用电源投入工作，恢复供电。,电力系统自动化,8,续上页,正常情况下，,QF1,QF2,闭合，,QF3,断开，两个电源分别向两段母线供电。,若电源,A(,B,),发生故障，,APD,动作，将,QF1,(,QF2,),断开，随即将,QF3,闭合，此时全部负荷均由,B(,A,),电源供电。,电力系统自动化,9,续上页,1）不论什么原因失去工作电源，,APD,都能迅速起动并投入备用电源；,2）必须在工作电源确已断开、而备用电源电压也正常时，才允许投入备用电源；,3）,APD,应只动作一次，以免将备用电源重复投入永久性故障回路中；,4）当电压互感器二次回路断线时，,APD,不应误动作。,（二）对备用电源自动投入装置的基本要求,电力系统自动化,10,续上页,（三）备用,电,电源自动投,入,入装置的原,理,理,电力系统自,动,动化,11,微机型备用,电,电源自投装,置,置的特点,综合功能比,较,较齐全，适,应,应面广,备用电源自,投,投装置具有,串,串行通讯功,能,能，方便的,与,与综合自动,化,化系统接口,体积小，性,能,能价格比高,故障自诊断,能,能力强，可,靠,靠性高,电力系统自,动,动化,12,微,微机,远,远动装置的,基,基本功能与,类,类型,（一）微机,远,远动装置的,基,基本功能,微机远动装,置,置,（RTU）,主要用来集,中,中收集变电,站,站内的所有,信,信息，同时,可,可以接收上,级,级控制调度,中,中心的命令,，,，输出开关,控,控制信号，,增,增减控制设,备,备信号或调,节,节设备的整,定,定值，并返,回,回已完成操,作,作的信息，,归,归纳起来有,如,如下功能：,1,“四遥”,功,功能：,遥信、遥测,、,遥控,、,遥调,2,事件顺,序,序记录,（,SOE,）,3,系统对,时,时,4,电能采,集,集,（,PA,）,5,自恢复,和,和自检测,功,功能,6,与,SCADA,系统通信,（二）微,机,机远动装,置,置的类型,从体系结,构,构上，,RTU,可以分为,集,集中式,RTU,和分布式,RTU,两类；在,采,采样方式,上,上，RTU可分为,直,直流采样RTU和,交,交流采样,RTU,两类；从,组,组屏方式,上,上，,RTU,可分为集,中,中组屏和,分,分散布置,两,两类。,电力系统,自,自动化,13,图8.1,集,集中,式,式结构的,综,综合自动,化,化系统框,图,图,集中式结,构,构的综合,自,自动化系,统,统指采用,不,不同档次,的,的计算机,，,，扩展及,外,外围接口,电,电路，集,中,中采集变,电,电站的模,拟,拟量、开,关,关量和数,字,字量等信,息,息，集中,进,进行计算,与,与处理，,分,分别完成,微,微机监控,、,、微机保,护,护和一些,自,自动控制,等,等功能，,集,集中式结,构,构不是指,由,由一台计,算,算机完成,保,保护、监,控,控等全部,功,功能,电力系统,自,自动化,14,硬,件,件,结,结,构,构,分,层,层,集,集,中,中,组,组,屏,屏,模,模,式,式,单,元,元,层,层,变,变,电,电,站,站,层,层,单,元,元,层,层,按,按,功,功,能,能,划,划,分,分,，,，,开,开,关,关,量,量,输,输,入,入,、,、,输,输,出,出,，,，,模,模,拟,拟,量,量,输,输,入,入,、,、,输,输,出,出,，,，,元,元,件,件,保,保,护,护,、,、,自,自,动,动,装,装,置,置,各,各,为,为,单,单,独,独,模,模,块,块,。,。,变,电,电,站,站,层,层,包,包,括,括,监,监,控,控,主,主,机,机,和,和,远,远,动,动,主,主,机,机,。,。,变,变,电,电,站,站,层,层,通,通,过,过,现,现,场,场,总,总,线,线,或,或,局,局,域,域,网,网,与,与,单,单,元,元,层,层,通,通,信,信,。,。,所有保,护,护屏、,数,数据采,集,集屏、,控,控制出,口,口屏全,部,部安装,在,在中央,控,控制室,内,内，需,要,要较多,的,的控制,连,连接电,缆,缆。,电力系,统,统自动,化,化,15,电力系,统,统自动,化,化,16,续上,页,页,上级操作,监控中心,当地监控主机（双机）,通信管理机,打印机,进线保护,测控单元,馈线保护,测控单元,变压器保护,测控单元,联络保护,测控单元,进线,测控单元,联络,测控单元,出线,测控单元,出线,测控单元,变压器温度,保护测控单元,变压器温度,保护测控单元,直流屏监控单元,变电站层,通信层,间隔单元层,RS485/422,分布,式,式集,中,中组,屏,屏,电力,系,系统,自,自动,化,化,17,硬件,结,结构,分层,分,分散,模,模式,间隔,层,层,变,变电,站,站层,间隔,层,层按,高,高压,间,间隔,划,划分,，,，以,每,每个,电,电网,元,元件,为,为对,象,象，,集,集测,量,量、,控,控制,、,、保,护,护于,一,一体,，,，设,计,计在,同,同一,个,个机,箱,箱中,，,，将,这,这种,模,模块,单,单元,安,安装,在,在一,次,次主,设,设备,的,的开,关,关柜,中,中。,各模,块,块单,元,元与,监,监控,主,主机,通,通过,网,网络,联,联系,。,。,高压,线,线路,保,保护,，,，变,压,压器,保,保护,，,，自,动,动装,置,置（,备,备自,投,投、,电,电压,无,无功,控,控制,，,，低,频,频减,载,载）,仍,仍可,安,安装,在,在中,央,央控,制,制室,内,内。,电力,系,系统,自,自动,化,化,18,电力,系,系统,自,自动,化,化,19,电力,系,系统,自,自动,化,化,20,电力,系,系统,自,自动,化,化,21,电力,系,系统,自,自动,化,化,22,示例,电力,系,系统,自,自动,化,化,23,8.2,配,配,电,电网,自,自动,化,化,概,概述,配,配,电,电自,动,动化,系,系统,的,的主,要,要内,容,容,配,配,电,电自,动,动化,的,的现,状,状,配,配,电,电自,动,动化,系,系统,的,的功,能,能,电力,系,系统,自,自动,化,化,24,概述,配电,网,网由,配,配电,变,变电,站,站和,配,配电,线,线路,组,组成,。,。通,过,过各,种,种电,力,力元,件,件可,以,以将,配,配电,网,网连,成,成不,同,同结,构,构。,配,配电,网,网分,为,为放,射,射式,和,和网,式,式两,大,大类,型,型。,配电,网,网的,特,特点:点,多,多、,面,面广,、,、分,散,散；,配,配电,线,线路,、,、开,关,关电,器,器和,变,变压,器,器结,合,合在,一,一起,。,。,配电,自,自动,化,化的,意,意义:,(1)正,常,常情,况,况下,监,视,视配,网,网运,行,行情,况,况,优,优化,配,配网,运,运行,方,方式,(2)当,配,配网,故,故障,或,或异,常,常运,行,行时,迅,速,速查,出,出故,障,障,快,快速,隔,隔离,故,故障,区,区段,及,时,时恢,复,复非,故,故障,区,区域,用,用户,的,的供,电,电,减,减少,停,停电,面,面积,和,和缩,短,短停,电,电时,间,间。,(3)根,据,据配,网,网电,压,压合,理,理控,制,制无,功,功负,荷,荷和,电,电压,水,水平,改,善,善供,电,电质,量,量,(4)合,理,理控,制,制用,电,电负,荷,荷,提,提高,设,设备,利,利用,率,率,(5)自,动,动抄,表,表计,费,费,保,保证,抄,抄表,计,计费,的,的及,时,时和,准,准确,电力,系,系统,自,自动,化,化,25,通常,将,将变,电,电所,综,综合,自,自动,化,化、,馈,馈线,自,自动,化,化、,用,用户,管,管理,自,自动,化,化等,三,三方,面,面的,内,内容,称,称为,配,配电,自,自动,化,化系,统,统（,DAS,）。,配电,网,网,SCADA,系统,地理,信,信息,系,系统,GIS,需方,管,管理,DSM,配电自动化,DAS,进线,监,监视,10kV,变电,所,所自,动,动化,SA,馈线,自,自动,化,化,FA,变压,器,器巡,检,检与,无,无功,补,补偿,负荷,监,监控,与,与管,理,理,LCM,远方,抄,抄表,与,与电,能,能计,费,费自,动,动化,AMR,8.2.2配电,自,自动,化,化系,统,统的,主,主要,内,内容,电力,系,系统,自,自动,化,化,26,续上,页,页,配网管理工作站,配网调度工作站,配网GIS/维护工作站,网,关,调度,MIS,主,服,务,器,备,服,务,器,WEB,服,务,器,网络打印机,100M以太网,通,信,前,置,机,通,信,前,置,机,变电所B,变电所A,配,电,子,站,配电线,通信线,控制LAN网,通,信,网,络,柱上真空开关,智能环网柜,FTU,TTU,DTU,配电自动化系统,结构拓扑图,主站计算机系统,电力,系,系统,自,自动,化,化,27,DTU,智能,环,环网,配,配电,柜,柜,配电,自,自动,化,化远,方,方终,端,端DTU,电力,系,系统,自,自动,化,化,28,TTU,配电,变,变压,器,器远,方,方终,端,端TTU,电力,系,系统,自,自动,化,化,29,FTU,馈线,自,自动,化,化远,方,方终,端,端FTU,柱上,真,真