供電系統(tǒng)變電所的自動(dòng)化

1、西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X內(nèi)容提要：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、自動(dòng)重合閘裝置、中性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置、自動(dòng)重合閘裝置、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置，最后介紹了電力負(fù)荷管理和點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置，最后介紹了電力負(fù)荷管理和控制?？刂啤Ｎ靼怖砉ご髮W(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)第三節(jié) 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自

2、動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)重合閘裝置第六節(jié)第六節(jié) 變電所的電壓、無功綜合控制變電所的電壓、無功綜合控制第七節(jié)第七節(jié) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置第八節(jié)第八節(jié) 電力負(fù)荷管理與控制電力負(fù)荷管理與控制西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 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)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(cè)量裝置、信號(hào)裝置）通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

3、和現(xiàn)代通信裝置、控制裝置、測(cè)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)。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(cè)量，自動(dòng)控制，運(yùn)行具有微機(jī)保護(hù)，數(shù)據(jù)、信號(hào)采集與測(cè)量，自動(dòng)控制，運(yùn)行監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測(cè)距，信息儲(chǔ)存與分析，自診斷，監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測(cè)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)變電所傳送與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來

4、自線路需經(jīng)變電所傳送的信號(hào)等功能。的信號(hào)等功能。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 三、變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)的分類三、變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)的分類 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、）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(cè)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，并逐步測(cè)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。實(shí)行無人值班，達(dá)到減員增效的目的。 2）對(duì)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)，）對(duì)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

5、業(yè)在技術(shù)上保持相對(duì)獨(dú)立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚解決了各專業(yè)在技術(shù)上保持相對(duì)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。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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第二節(jié)第二節(jié) 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、一、 監(jiān)視控制功能監(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、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，

6、故障錄波，諧波監(jiān)測(cè)與分析，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(cè)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(jí)調(diào)度通信的變電站操作控制，人機(jī)聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級(jí)調(diào)度通信的全部功能。全部功能。 1. 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集:對(duì)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:運(yùn)行監(jiān)視即

7、對(duì)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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 4. 故障錄波故障錄波:10kV及以上的重要配電線路距離長(zhǎng)、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與事故追憶 事故順序記錄就是對(duì)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(duì)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(cè)量記錄。 6. 控制及安全操作閉鎖：控制及安全操作閉鎖：操作人員可通過顯示器

8、屏幕對(duì)斷路器、隔離開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作；對(duì)變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對(duì)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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、微機(jī)繼電保護(hù)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

9、護(hù)的特殊重要性，自動(dòng)化系統(tǒng)絕不能降低線、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。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(duì)35kV及以下的變（配）電所，在不降低保護(hù)裝置可靠

10、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。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、自動(dòng)控制裝置的功能三、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

11、閘裝置、電壓、無功綜合控置，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。制裝置、小電流接地選線裝置等。 1.備用電源自投控制備用電源自投控制 ：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：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。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 4.小電流接地選

12、線裝置：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：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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、遠(yuǎn)動(dòng)及數(shù)據(jù)通信功能四、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(chǎng)級(jí)的通信和自動(dòng)化變電所自動(dòng)化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的通信和自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度的通信兩部分。系統(tǒng)

13、與上級(jí)調(diào)度的通信兩部分。 1)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)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(duì)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(duì)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(chǎng)單元的安裝地。 2)自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有遠(yuǎn)動(dòng)終端（Remote Terminal Unit, 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(jí)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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第三

14、節(jié)第三節(jié) 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、一、 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則變電所綜合自動(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(duì)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對(duì)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。構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮可靠、實(shí)用、先進(jìn)的原則。 可靠性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

15、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)用性實(shí)用性是要求對(duì)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(duì)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(guó)家或部頒標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)開放性能好，便于升

16、級(jí)。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、二、 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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)可分為集中式集中式、分布分散式分布分散式和分散分散 集中組屏式集中組屏式三種類型。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X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)、集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng) 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。 2） 功能簡(jiǎn)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)才能功能簡(jiǎn)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。提高可

17、靠性。 3） 程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)不方便。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(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都組態(tài)不靈活，對(duì)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。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)的集中式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)是：是：西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2、分布集中組屏式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)、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

18、圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X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(duì)簡(jiǎn)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(duì)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(zhǎng)，易于設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)管理的1035kV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)的分布集中組屏式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)基本特點(diǎn):西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3、分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)、分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng) 圖73 分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示

19、意圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 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(jiǎn)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)化分布分散式變電所自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn):西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第四節(jié)第四節(jié) 備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、備用電源自動(dòng)投入裝置的作用與類型一、備用電源自動(dòng)投入裝置的作用與類型 作

20、用作用：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。：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：工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用明備用: : 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。入工作。暗備用暗備用: : 在正常時(shí)，兩電源都投入，互為備用。在正常時(shí)，兩電源都投入，互為備用。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 在正常情況下，在正常情況下，QF1閉合，閉合，QF2斷開，負(fù)荷由工作電源供斷開，負(fù)荷由工作電源供電。電。

21、 QF2QF1TV2備用電源工作電源TV1APD 當(dāng)工作電源故障時(shí)，當(dāng)工作電源故障時(shí)，APD動(dòng)作，將動(dòng)作，將QF1斷開，切除斷開，切除故障電源，然后將故障電源，然后將QF2閉合，閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。供電。APD圖74 備用電源接線方式示意圖a)明備用 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 正常情況下，正常情況下，QF1,QF2閉合，閉合，QF3斷斷開，兩個(gè)電源分別向開，兩個(gè)電源分別向兩段母線供電。兩段母線供電。 TV1QF3TV2APDQF1QF2工作電源B工作電源A 若電源若電源A(B)發(fā)生發(fā)生故障，故障，APD動(dòng)作，將動(dòng)作，將QF1(Q

22、F2)斷開，隨即將斷開，隨即將QF3閉合，此時(shí)全部負(fù)閉合，此時(shí)全部負(fù)荷均由荷均由B(A)電源供電。電源供電。APD圖74 備用電源接線方式示意圖 b)暗備用 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1）不論什么原因失去工作電源，）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；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；）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；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）

23、當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，）當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，APD不應(yīng)誤動(dòng)作。不應(yīng)誤動(dòng)作。二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求二、對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、備用電源自動(dòng)投入裝置的原理三、備用電源自動(dòng)投入裝置的原理 12QF2QF1QF1-+-1KO3-24KT工作電源QF2-+YC備用電源西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)重合閘裝置 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、自動(dòng)重合閘的作用和類型一、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

24、多是暫運(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。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 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求二、對(duì)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)

25、，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(duì)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(duì)架空線路只重合一次，而對(duì)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

26、次動(dòng)作的時(shí)間，一般采用0.51s。 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。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理 （1）重合閘啟動(dòng) （2）重合閘時(shí)間 （3）一次合閘脈沖 （4）手動(dòng)跳閘后閉鎖 （5）重合閘后加速保護(hù)跳閘回路 圖7-5 三相一次重合閘的工作原理框圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X在供電系統(tǒng)中，利用自動(dòng)重合閘所提供的條件以加速切除故障 1、自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)、自動(dòng)重合閘前加速保

27、護(hù)：重合閘前加速保護(hù)一般又簡(jiǎn)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 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2、自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)、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77 自動(dòng)重合閘裝置后加速保護(hù)動(dòng)作原理圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第六節(jié)第六節(jié) 變電所的電壓、無功綜合控制變電所的電壓、無功綜合控制 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 變電所電壓、無功

28、綜合控制裝置的控制對(duì)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。控制的目的是保證主變壓器低壓側(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)。 一、變電所電壓、無功綜合控制的目的一、變電所電壓、無功綜合控制的目的 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理 圖7-8 運(yùn)行區(qū)域圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1區(qū)間區(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)

29、電壓。 2區(qū)間區(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

30、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。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 6區(qū)間區(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，

31、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)。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 三、異常運(yùn)行狀態(tài)綜合控制原理三、異常運(yùn)行狀態(tài)綜合控制原理 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。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程

32、學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第七節(jié)第七節(jié) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置的特點(diǎn)一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置的特點(diǎn) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線裝置，用于在不停電的情況下尋找故障線路。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地二、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自動(dòng)選線裝置的工作原理 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

33、路）中的零序電流有效值等于正常情況下該回路每相對(duì)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(duì)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，也越有利于單相接地自動(dòng)選線裝置的故障選線判斷。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X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 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X在線路 上k點(diǎn)發(fā)生A相接地故障后 3lCB03CUjIII CB03CUjIII )(3TCTBTCBCBCTBTCBCBCBCB0CCCUjIIII

34、IIIIIIIIIIIII）（）（）（）（）（）（TCTBT0T3CUjIII西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖710 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時(shí)零序電流分布示意圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XLUjCCCUjIIIIIIII)(3TLCTBTCBCB0）（西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第八節(jié)第八節(jié) 電力負(fù)荷管理與控制電力負(fù)荷管理與控制 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、電力負(fù)荷管理一、電力負(fù)荷管理 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(cè)、負(fù)荷調(diào)整及直接控制等內(nèi)容。 負(fù)荷特性調(diào)

35、查與管理決策負(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)查的目的在于了解其特有的用電規(guī)律，以便為科學(xué)地管理負(fù)荷提供決策依據(jù)。負(fù)荷分析與預(yù)測(cè)負(fù)荷分析與預(yù)測(cè) 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(cè)負(fù)荷的增長(zhǎng)，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(chǎng)營(yíng)銷策略的基本依據(jù)。負(fù)荷調(diào)整及直接控制負(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)

36、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(duì)某些用電進(jìn)行削峰或避峰施行的中斷供電措施。西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能二、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)，對(duì)用電負(fù)荷實(shí)施廣泛的監(jiān)測(cè)、控制和管理的技術(shù)手段即為電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。 （一）分散型負(fù)荷管理裝置（一）分散型負(fù)荷管理裝置 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(duì)用電狀況進(jìn)行監(jiān)控。 1.電力定量器 2

37、.電力時(shí)控開關(guān) 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X（二）集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)（二）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。其主要功能有：監(jiān)測(cè)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(píng)價(jià)等。根據(jù)所采用的信息傳輸方式有：音頻電負(fù)荷管理

38、、無線電負(fù)荷管理和電力線載波負(fù)荷管理。1.無線電力負(fù)荷管理無線電力負(fù)荷管理 無線電負(fù)荷管理系統(tǒng)采用特高頻（我國(guó)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(duì)實(shí)時(shí)性的要求也比變電站自動(dòng)化系統(tǒng)或電力調(diào)度系統(tǒng)要低些。且具有雙向通信、不與強(qiáng)電系統(tǒng)耦合、安裝調(diào)試和運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在工程中獲得廣泛應(yīng)用。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖7-11 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)管理中心組成示意圖 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X無線電力負(fù)荷管理的主要功能有： 1）利用遙測(cè)、遙控以及當(dāng)?shù)毓β识炕螂娏慷靠刂频裙δ軐?duì)廣大

39、用戶負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)控，迅速調(diào)整電網(wǎng)負(fù)荷，保證電網(wǎng)安全。 2）對(duì)采集的各類負(fù)荷數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)和電力市場(chǎng)預(yù)測(cè)。 3）對(duì)上網(wǎng)電廠的上網(wǎng)電力進(jìn)行監(jiān)控，保證大電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)。 4）對(duì)大中型電力用戶的電能計(jì)量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表，并與變電所、配電變壓器等電能量抄表相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的線損分析和處理。 5）實(shí)施催交電費(fèi)。并及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能表故障和竊電現(xiàn)象。 6）利用系統(tǒng)的遙測(cè)遙控功能，實(shí)現(xiàn)電壓合格率監(jiān)測(cè)、用戶電容器自動(dòng)投切、柱上開關(guān)的控制等。 7）利用裝置的顯示、打印及通信接口，為電力用戶提供數(shù)據(jù)，協(xié)助用戶對(duì)內(nèi)部用電實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度和管理。 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2.音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng)音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng) 音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸方式是在輸