配電網(wǎng)自動化

1、配電網(wǎng)自動化配電網(wǎng)自動化指導教師：XXX 小組成員小組成員XX：前四章PPT講解XX： 第一章PPT制作，后兩章講解Xx：第二章PPT制作Xx：第三章PPTt制作XX：第四章PPT制作XX：第五章PPT制作XX：第六章PPT制作 1配電網(wǎng)自動化概述 2配電網(wǎng)自動化的組成 3配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式4配電網(wǎng)故障定位及隔離技術 目錄目錄 / contents56遠程自動抄表計費系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化發(fā)展章第1配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)1配電網(wǎng)的特點2配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的概念3配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結構與功能4實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的意義51、配電網(wǎng) 配電網(wǎng)就是從輸電網(wǎng)接收電能，再分配給用

2、戶的電網(wǎng)。1、配電網(wǎng) 按電壓等級分類：分為高壓配電網(wǎng)（3560KV），中壓配電網(wǎng)（310KV，蘇州有20KV）低壓配電（220/380V）；在負載率較大的特大型城市，220KV電網(wǎng)也有配電功能。按供電區(qū)域分類：城市配電網(wǎng)，農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)等。2、配電網(wǎng)的特點1、接線方式主要分作輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。2、通常采用“閉環(huán)結構，開環(huán)運行”的方式。3、配電網(wǎng)容量小，短路電流較小。4、農(nóng)村配電網(wǎng)負荷分散、供電半徑大、線路長，城市負荷相對集中、供電半徑小、線路短。2、配電網(wǎng)的特點5、配電網(wǎng)電力線路阻抗大，線路末端的短路電流與最大負荷電流相近容易造成保護誤動。6、配電網(wǎng)多采用電流保護和距離保護，當

3、線路較短上下級保護配合困難。7、配電網(wǎng)設備數(shù)量巨大。8、數(shù)據(jù)采集點較多。2、配電網(wǎng)的特點9、配電網(wǎng)電力線路上的設備大多在戶外，運行條件惡劣，對設備的工藝要求高。10、配電網(wǎng)支路R/X較大，潮流計算時可能不收斂。11、配電網(wǎng)常處于不平衡狀態(tài)運行。12、配電網(wǎng)諧波含量比較高。配電網(wǎng)的中性點接地方式配電網(wǎng)的中性點接地方式小電流接地方式：中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地大電流接地方式：經(jīng)小電阻接地推薦方式：消弧線圈并（串）電阻接地目前我國配網(wǎng)采用的中性點接地方式大體如下： 1）60kv系統(tǒng)：經(jīng)消弧線圈接地。 2）335kv系統(tǒng)：多采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地，大城市的城區(qū)配網(wǎng)采用中性點經(jīng)小電阻接地。 3）3

4、80/220系統(tǒng)：直接接地。3、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的概念配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術、自動控制技術、信息管理技術，將配電網(wǎng)的實時運行信息、電網(wǎng)結構參數(shù)、設備信息、用戶信息以及地理圖形等信息進行集成，構成完整的自動化及管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理，是配電自動化與管理集成為一體的系統(tǒng)。4、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結構與功能配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要包括兩個主要部分： (1)配電遠方終端。 （2）配電主站。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結構圖配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結構圖同級管理信息系統(tǒng)，用電管理系統(tǒng)，點亮計費系統(tǒng)及其他系統(tǒng)上級調度自動化配電主站配電遠方終端

5、配電子站配電子站/變電站自動化安全隔離配電遠方終端配電遠方終端配電遠方終端4、配電網(wǎng)自動化的結構與功能配電網(wǎng)自動化的功能：配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)（圖見下頁）高級應用軟件功能故障定位與隔離功能負荷管理功能 地理信息系統(tǒng)圖形站通道切換主站ABBBBBBBC圖形站數(shù)據(jù)處理機前置機1服務器前置機2配電SCADA LAN主干通道次干通道DDDDD配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)結構一般通道5、實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的意義1、提高供電可靠性。（1）縮小故障影響范圍。（2）縮短故障處理所需時間。2、提高供電經(jīng)濟性。3、提高供電能力。4、降低勞動強度，提高管理水平和服務質量。章第配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成2配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端的分類

6、和功能： FTU DTU TTU 配電子站按功能劃分為： 二遙型終端 三遙型終端配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的終端配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的終端FTUFTU 安裝在配電網(wǎng)饋線回路的柱上開關和開關柜等處具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測等功能的遠方終端。DTUDTU 安裝在配電網(wǎng)饋線回路的開閉站和配電所等處具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測等功能的遠方終端。 FTUDTUTTUTTU用于配電變壓器各種運行參數(shù)的監(jiān)視，測量的遠方終端配電子站配電子站是為分布主站功能、優(yōu)化信息傳輸及系統(tǒng)結構層次、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設置的中間層，實現(xiàn)所管轄區(qū)內的信息匯集、處理以及故障處理、通信監(jiān)視等功能。TTU二遙型終端二遙型終端定義定義

7、：二遙型終端只能實現(xiàn)“遙測”和“遙信”功能， 不能對一次設備進行控制。典型設備故障指示器故障指示器：適用于635kV電壓等級的架空線路以及635kV的電力電纜。二遙型故障指示器二遙型故障指示器：具備了“二遙”通信功能，缺點只能測量相電流而不能測量零序電流架空線路故障指示器電纜線路故障指示器具有“二遙”通信功能的故障指示器工作原理射頻通信GPRS通信光纖通信三遙型終端三遙型終端定義：三遙型終端是具有“遙測”、“遙信”、“遙調”功能的終端，需要和一次設備配合，工作原理與變電站內的測量保護裝置類似。FTU安裝在架空線桿塔上，與架空線柱上斷路器、TA、TV配合使用。DTU安裝在環(huán)網(wǎng)柜或開閉站內，與成套

8、式斷路器、TA、TV配合使用。TTU安裝在配電變壓器箱內，與成套的斷路器、TA、TV配合使用。FTU在戶外安裝示意圖架空線斷路器、測量和取電用的電壓互感器，以及FTU都安裝在電線桿的支架上，通過二次電纜將三個設備連接。電壓互感器二次側有兩個繞組，一個繞組輸出額定為100V的二次電壓信號，另一個繞組輸出220V電壓，給FTU供電。一種FTU內部結構示意圖模擬量板用于接收電壓互感器及電流互感器的二次信號，進行濾波以及放大。開關量板用于接受開關狀態(tài)信號，以及輸出控制開關動作的硬節(jié)點信號。主板用于A/D轉換和分析計算。電源板用于供電，具有蓄電池和外部電源之間的切換功能。終端的供電電源終端的供電電源對于

9、三遙型終端，對應的開關需要操作電源，一般而言該電源是從線路上安裝的TV二次側獲得。當故障或其他原因導致電路停電的時候，各測控單元仍能夠可靠地上報信息和接受遠方調控，因此需要備用電源。FTU備用電源實現(xiàn)方法（1）操作電源與工作電源均取自蓄電池。（2）操作電源取自饋線，工作電源取自蓄電池配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站是整個配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心，實現(xiàn)對終端數(shù)據(jù)的顯示、分析、記錄，實現(xiàn)高級計算，實現(xiàn)對終端的遙控。目前配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站放在調度中心，受調度統(tǒng)一管理，并且和調度自動化平臺實現(xiàn)雙向通信。章第3配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式配電網(wǎng)自動化可能用到的各種

10、通信方式配電網(wǎng)自動化可能用到的各種通信方式配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式的種類： 電力線載波通信 光纖通信 GPRS通信通信方式的選擇依據(jù)：實時性、可靠性、經(jīng)濟性1、電力線載波通信、電力線載波通信原理： 電力線載波通信將信息調制在高頻載波信號上通 過已建成的電力線路進行傳輸。 頻率選擇： 高、中壓配電網(wǎng)電力線載波通信：540kHz 低壓配電網(wǎng)電力載波通信：50150kHz 配電網(wǎng)采用相對較低的載波頻率可使高頻衰耗減小構成： 安裝在變電站與線路監(jiān)控處的載波機、高頻通道配電網(wǎng)電力線載波通信設備優(yōu)缺點建設成本及維護費用較低，有傳輸衰減、噪聲干擾及復雜時變性等問題。適用范圍在子站設在變電站，在變電站各斷路器

11、線路側安裝載波設備，收集分散在線路上的信息。現(xiàn)常作為輔助的通信方式，主要應用于遠程計費和管理系統(tǒng)。2、光纖通信、光纖通信原理：光纖通信以光波作為信息載體，以光導纖維作為傳輸介質的通信方式。目前通常采用的是光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)的方式。優(yōu)缺點：優(yōu)點：速率高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，保密性好，組網(wǎng)方式靈活，可以實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)傳輸。缺點：強度不如金屬，連接困難，分路耦合不方便。一次性建設投資大，維護成本高，在通信要求低的情況下不具經(jīng)濟優(yōu)勢。適用范圍：主站與子站之間，及中心城區(qū)的重要負荷區(qū)域3、GPRS通信通信原理GPRS（通用無線分組業(yè)務）是一種以全球手機系統(tǒng)（GSM）為基礎的數(shù)據(jù)傳輸技術。將信息以封包

12、的形式傳輸。優(yōu)缺點接入范圍廣，傳輸效率高；快捷登錄，永遠在線；支持IP協(xié)議；按流量計費。只需在原有設備加裝GPRS無線模塊，投資小，易于安裝。抗干擾能力不如光纖通信，因此不宜用于城市中心、城區(qū)等干擾大的地區(qū)。4、配電網(wǎng)自動化通信方式的選擇、配電網(wǎng)自動化通信方式的選擇 與輸電網(wǎng)自動化基本采用光纖通信不同，配電網(wǎng)自動化的通信方式需根據(jù)配電網(wǎng)特點及實際情況進行充分技術經(jīng)濟比較和選擇。 以一種混合通信方式為例：主站CPCPCPFTUFTUDTUTTUFTUGPRS雙環(huán)光纖自愈 部分FTU、DTU、TTU通過GPRS傳輸?shù)阶诱?，部分FTU通過光纖通信傳輸。 CP為自愈式光收發(fā)器，當一個通道出現(xiàn)問題時，自

13、動切換到另一個通道并報警。章第4配電網(wǎng)故障定位及隔離技術 故障定位及隔離技術是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的重要功能。采 用配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)后，可以準確確定故障區(qū)段并完成故障 隔離工作。目前達到實用化的配電網(wǎng)故障定位及隔離技術有三種： 基于重合器的技術； 基于分段器的技術； 基于終端和主站配合的技術。 前兩種技術屬于就地控制，不需要外部通信。1、基于重合器的技術、基于重合器的技術重合器（Recloser）是一種能夠檢測故障電流、在給定時間內斷開故障電流并能進行給定次數(shù)重合的控制開關。重合器相當于斷路器、TA、保護、控制、電源集成到一起的設備，在架空線路桿塔上或者開閉站、環(huán)網(wǎng)柜內安裝。重合器的工作原理。重合

14、器優(yōu)點：不需要通信，節(jié)約成本，能夠實現(xiàn)故障定位和隔離。缺點：沒有通信，發(fā)生故障需逐個檢查，影響效率，同時電壓電流數(shù)據(jù)無法上傳到調度中心，調度中心無法遠程控制重合器；對于中性點小電流接地方式的系統(tǒng)，單相接地故障電流很小，重合閘無法實現(xiàn)故障隔離。2、基于分段器的技術、基于分段器的技術分段器又稱電壓-時間型自動分段開關，同樣是一、二次設備集成到一起的設備，在架空線路桿塔上或者開閉站、環(huán)網(wǎng)柜內安裝。與重合器不同，分段器需要安裝TV測量線電壓，而且分段器的一次設備一般不采用斷路器，而是采用負荷開關。因此分段器可以斷開負荷電流，但不能斷開短路電流。分段器的工作原理： 1.分段器通過線路始端的斷路器斷開短路

15、電流。 2.檢測到線電壓時閉合，沒有檢測到時斷開。 3 . 設 定 時 延 X ： 表 示 檢 測 到 線 電 壓 后 閉 合 開 關 的 時 延 ， X=7s 。 4.設定時延Y：表示檢測到線電壓從出現(xiàn)到消失的時間，可以觸發(fā)閉鎖，Y=5s。 5.出線斷路器必須具備二次重合閘功能。 分段器工作過程分段器的優(yōu)點：自動完成對故障區(qū)段的檢測、判斷、隔離，實現(xiàn)對分故障區(qū)段的恢復供電，簡單實用可靠性高；不依賴通信，節(jié)約通信通道，節(jié)省了設備成本。擴展性好、易于升級，可實現(xiàn)多個分段器的配合使用?？梢耘浜献冸娬镜倪x線裝置解決單相接地故障定位和隔離問題。在調度中心可以知道故障區(qū)段的位置，通知人員直接檢修，縮短停

16、電時間，提高供電可靠性。分段器的缺點：故障區(qū)段定位和隔離時間較長，越接近線路末端耗時越多。由于沒有通信，電壓、電流數(shù)據(jù)無法上傳到調度中心，調度中心也無法控制分段器。3、基于終端和主站配合的技術、基于終端和主站配合的技術基于終端和主站配合的故障區(qū)段定位和隔離的實現(xiàn)方案如圖，線路上分散安裝多個終端，終端將數(shù)據(jù)上傳至主站。發(fā)生故障后，主站根據(jù)終端上傳的故障信息判斷出故障區(qū)段，并發(fā)出控制命令隔離故障區(qū)段，使非故障區(qū)段恢復供電。配電網(wǎng)的故障分為兩種情況：相間短路故障（包括兩相接地短路和三相短路）以及單相接地短路。1、相間短路的定位和隔離。2、單相接地故障的定位中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法。中性點

17、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位。3、具有多電源的網(wǎng)絡重構。章第552 遠程自動抄表計費系統(tǒng) AMR/Automatic Meter ReadingAutomatic Meter Reading遠程自動抄表計費系統(tǒng)隨著電力體制改革的深入，電能計量、電費核算及收繳的及時性和準確性已成為供電企業(yè)的首要任務。一套采用通信、計算機網(wǎng)絡技術，以計量為基礎，收費為核心的用來代替人工抄表的自動化系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動化配電管理系統(tǒng)(DMS)的一個重要組成部分。 u 主要包括四個部分 1）具有自動抄表功能的智能電能表 2）抄表采集器 3）抄表集中器 4）中央服務器遠程自動抄表計費系統(tǒng)的構成*1* 電能表電能表1）

18、感應式電能表 優(yōu)點：直觀、動態(tài)連續(xù)、停電不丟失數(shù)據(jù) 缺點：精度低、人工校驗、接線錯誤2）智能電子式電能表 精度高、性能穩(wěn)定、功耗低，還可以實現(xiàn)多種功能，如 有功和無功電能記錄、失壓記錄、負荷曲線記錄、功率因數(shù)測量等等。 *2* 抄表采集器和抄表集中器抄表采集器和抄表集中器抄表采集器 將多臺電能表連接到本地網(wǎng)絡，并將它們的用電量等數(shù)據(jù)集中、上傳到抄表集中器的設備。 抄表集中器 將電能表的數(shù)據(jù)進行一次集中的裝置，對數(shù)據(jù)集中后，通過電力載波等方式將數(shù)據(jù)繼續(xù)上傳?？芍苯舆B接電能表，也可以連接多個采集器。*3* 中央服務器中央服務器 位于供電企業(yè)的營銷中心，有遠程抄表管理計算機和系統(tǒng)軟件部分組成，將集中

19、器傳輸?shù)挠脩綦娏啃畔R總、處理，提供給收費系統(tǒng)、用電管理系統(tǒng)使用。 采用光纖、電話網(wǎng)、GPRS等方式與集中器通信。 電力線載波通信，是將信息調制為高頻信號(一般為50500kHz)并疊加在電力線路上進行通信的技術。其優(yōu)勢是利用電力線作為通信信道，不必另外鋪設通信信道，大大節(jié)省投資，維護工作量少，可靈活實現(xiàn)“即插即用”。目前，國內10kV以上電壓等級的高壓電力線載波技術已經(jīng)較成熟，但低壓電力網(wǎng)絡上的載波通信還未能達到令人滿意的水平。遠程自動抄表計費系統(tǒng)遠程自動抄表計費系統(tǒng)主站抄表采集器抄表集中器抄表集中器電能表抄表采集器電能表電能表光纖、電話網(wǎng)、GPRS電力載波、RS485載波式電表電力載波RS

20、485組成抄表網(wǎng)絡無線技術章第366配電網(wǎng)自動化發(fā)展配電網(wǎng)自動化發(fā)展一一.當前配電自動化關注的熱點當前配電自動化關注的熱點以配網(wǎng)調度為首要應用主體，著重解決配調的“盲調”現(xiàn)象。 在全網(wǎng)拓撲的支持下，應具備具有配電特色的實用功能，例如，電源點追蹤、接線分析、解合環(huán)潮流、區(qū)域潮流/負荷分析、配電線路/設備操作預演等。在提高配電終端的可靠性和耐用性的前提下增強其靈活性，可以方便地按需要配置和升級，支持多種通信方式。加強配電終端的自身處理能力，滿足相對獨立于主站的區(qū)域配電故障智能化處理的需要。強調對配電數(shù)據(jù)的監(jiān)測（實現(xiàn)兩遙），慎重選擇對配電設備的控制（實現(xiàn)三遙），做到投資省，見效快，用較短的時間實現(xiàn)對

21、整個配電網(wǎng)（即全部配電設備）的科學管理。應急機制的完善，提高抗自然災害能力，如分布式電源的接入等。 二二.先進配電自動化的主要特征先進配電自動化的主要特征123546三，未來發(fā)展方向三，未來發(fā)展方向配電自動化系統(tǒng)的互動化配電自動化系統(tǒng)的互動化： 在配電網(wǎng)正常運行時，系統(tǒng)會實時監(jiān)視配電網(wǎng)的運行狀況，優(yōu)化配電網(wǎng)的運行方式，合理控制用電負荷，從而提高設備利用率，改善供電質量； 在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)能進行快速診斷，自動隔離故障，并將故障停電信息自動傳送給95598客服系統(tǒng)并發(fā)送給用戶。 當線路需要檢修或實施限電時，主站系統(tǒng)可進行系統(tǒng)模擬，以最優(yōu)方式確定停電設備，列出停電用戶名單，并將信息傳給955

22、98客服系統(tǒng)。 系統(tǒng)還可以預測用電高峰和低谷，并將信息反饋給用戶。比如居民可以通過短信了解什么時候本地區(qū)負荷較高，或者何時可能會停電。配電管理系統(tǒng)的信息化：配電管理系統(tǒng)的信息化： 近年來電網(wǎng)的高速發(fā)展使得電網(wǎng)調度、生產(chǎn)、配電等各項業(yè)務越來越專業(yè)化，各專業(yè)化系統(tǒng)間需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互動。配電管理系統(tǒng)與其他業(yè)務系統(tǒng)的連接與互動通過信息交換總線進行。 信息交互總線就像一條信息化高速路，能同時支持配電管理系統(tǒng)分別從調度自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)中獲取高、中、低壓配網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲、設備參數(shù)、運行數(shù)據(jù)等，并將配電自動化終端收集的實時信息反饋給其他系統(tǒng)。 目前國內，青島供電公司建設應用了動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫技術