配網(wǎng)自動(dòng)化終端功能及應(yīng)用（50頁)ppt課件

1、配網(wǎng)自動(dòng)化終端功能及運(yùn)用2021.7.22.綱要概述配電自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)配電終端功能及性能目的幾種主要的通訊方式引見實(shí)踐運(yùn)用方案新的技術(shù).什么是配網(wǎng)自動(dòng)化利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)及離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)構(gòu)造和地理圖形進(jìn)展信息集成，構(gòu)成完好的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)及事故形狀下的的監(jiān)測(cè)、維護(hù)、控制、用電負(fù)荷配電管理的現(xiàn)代化。.配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)際意義提高供電可靠性改善電能質(zhì)量節(jié)能降損，優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)程度提高配網(wǎng)現(xiàn)代化管理程度提高效力程度，改善用戶籠統(tǒng)合理規(guī)劃，科學(xué)決策.配電自動(dòng)化系統(tǒng)的體系構(gòu)造三層構(gòu)造方式主站層 子站層 終端層這種方式

2、適用于配電網(wǎng)絡(luò)較大，信息相對(duì)集中的情況，其總體本錢較高兩層構(gòu)造方式主站 終端這種方式適用于配電網(wǎng)絡(luò)較小，信息分散的情況，其總體本錢較低.配網(wǎng)自動(dòng)化構(gòu)造主站層子站層終端層.主站系統(tǒng)一個(gè)平臺(tái)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)平臺(tái)四個(gè)運(yùn)用系統(tǒng)EMSDMS廣域丈量系統(tǒng)公共信息平臺(tái).主站系統(tǒng)組件告警效力SCADA 新運(yùn)用 PASDTSDMS AGC 集 成 總 線報(bào)表工具圖形工具歷史數(shù)據(jù)效力.平臺(tái)為運(yùn)用提供的效力系統(tǒng)管理歷史(商用)數(shù)據(jù)效力告警效力權(quán)限及責(zé)任區(qū)效力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫效力圖形工具包數(shù)據(jù)庫界面報(bào)表工具包公式計(jì)算效力.配電主站的業(yè)務(wù)范圍.深圳EMS系統(tǒng)配置圖.子站設(shè)備通訊子站配電子站： 區(qū)域DA； 區(qū)域性SCADA； 通訊

3、； 站內(nèi)當(dāng)?shù)毓δ埽?遠(yuǎn)程診斷維護(hù)； 參數(shù)設(shè)置； 遠(yuǎn)方讀表； 數(shù)據(jù)管理；.終端設(shè)備一次設(shè)備二次設(shè)備.一次設(shè)備電氣一次設(shè)備是指直接用于消費(fèi)、保送、引導(dǎo)、分配和耗費(fèi)電能的電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔分開關(guān)、自動(dòng)開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)、接地、避雷器、濾波器等。 .二次設(shè)備二次設(shè)備是指對(duì)一次設(shè)備的任務(wù)進(jìn)展控制、維護(hù)、監(jiān)察和丈量的設(shè)備。如丈量?jī)x表、繼電器、操作開關(guān)、按鈕、自動(dòng)控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)、信號(hào)設(shè)備、控制電纜以及提供這些設(shè)備能源的一些供電安裝(如蓄電池、硅整流器等)。 .什么是配電終端DTUFTURTUTTU.饋線終端設(shè)備FTUFTU 是裝設(shè)在饋線開

4、關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控安裝。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān)，例如10kV線路上的斷路器、負(fù)荷開關(guān)、分段開關(guān)等。普通來說，1臺(tái)FTU要求能監(jiān)控1臺(tái)柱上開關(guān)，主要緣由是柱上開關(guān)大多分散安裝，假設(shè)遇同桿架設(shè)情況，這時(shí)可以1臺(tái)FTU監(jiān)控兩臺(tái)柱上開關(guān)。 .開閉所終端設(shè)備DTU DTU普通安裝在常規(guī)的開閉所站、戶外小型開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對(duì)開關(guān)設(shè)備的位置信號(hào)、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計(jì)算，對(duì)開關(guān)進(jìn)展分合閘操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線開關(guān)的缺點(diǎn)識(shí)別、隔離和對(duì)非缺點(diǎn)區(qū)間的恢復(fù)供電。部分DTU還具備維護(hù)和備用電源自動(dòng)投入的功能。 .配變終端設(shè)備TTU TTU監(jiān)測(cè)并

5、記錄配電變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，每隔12分鐘計(jì)算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，記錄并保管一段時(shí)間一周或一個(gè)月和典型日上述數(shù)組的整點(diǎn)值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間，供電中斷時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)保管在安裝的不揮發(fā)內(nèi)存中，在安裝斷電時(shí)記錄內(nèi)容不喪失。配網(wǎng)主站經(jīng)過通訊系統(tǒng)定時(shí)讀取TTU丈量值及歷史記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器過負(fù)荷及停電等運(yùn)轉(zhuǎn)問題，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析電壓合格率、供電可靠性以及負(fù)荷特性，并為負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供根底數(shù)據(jù)。如不具備通訊條件，運(yùn)用掌上電腦每隔一周或一個(gè)月到現(xiàn)場(chǎng)讀取記錄，

6、事后轉(zhuǎn)存到配網(wǎng)主站或其它分析系統(tǒng)。 TTU構(gòu)成與FTU類似，由于只需數(shù)據(jù)采集、記錄與通訊功能，而無控制功能，構(gòu)造要簡(jiǎn)單得多。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及減少本錢，TTU由配變低壓側(cè)直接變壓整流供電，不配備蓄電池。在就地有無功補(bǔ)償電容器組時(shí)，為防止反復(fù)投資，TTU要添加電容器投切控制功能。 .遠(yuǎn)程終端設(shè)備RTU遠(yuǎn)程終端設(shè)備RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和丈量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和設(shè)備。RTU將測(cè)得的形狀或信號(hào)轉(zhuǎn)換成可在通訊媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中央計(jì)算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的功能控制。 .FTU&DTU功能及性能高性能的軟、硬件平臺(tái)全面高效通訊管理功能極強(qiáng)的的抗干擾性能智能電

7、源功能先進(jìn)的饋線自動(dòng)化功能FA配電自動(dòng)化功能DA)根底功能測(cè)控.硬件原理圖.VxWorks操作系統(tǒng)VxWorks操作系統(tǒng)是美國WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的繼續(xù)開展才干、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。它以其良好的可靠性和杰出的實(shí)時(shí)性被廣泛地運(yùn)用在通訊、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。在美國的 F-16、FA-18 戰(zhàn)斗機(jī)、B-2 隱形轟炸機(jī)和愛國者導(dǎo)彈上，甚至連1997年4月在火星外表登陸的火星探測(cè)器上

8、也運(yùn)用到了VxWorks。.通訊接口及通訊規(guī)約 通訊接口： 10/100M以太網(wǎng)接口； GPRS無線接口選配 433M無線維護(hù)接口選配 RS232維護(hù)接口通訊規(guī)約-通訊雙方商定的數(shù)據(jù)、控制命令等的表示及傳輸規(guī)那么，相當(dāng)于言語常用前置規(guī)約簡(jiǎn)介CDT、DISA、XT9702、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、DNP、 SC1801 、S5、4F).抗干擾的才干絕緣性能 絕緣電阻:安裝一切電路與外殼之間絕緣電阻在規(guī)范實(shí)驗(yàn)條件下，不小于100M。 介質(zhì)強(qiáng)度:安裝一切電路與外殼的介質(zhì)強(qiáng)度能耐受交流50Hz，電壓2kV有效值，歷時(shí)1min實(shí)驗(yàn)，而無絕緣擊穿或閃絡(luò)景象。當(dāng)復(fù)查介質(zhì)強(qiáng)

9、度時(shí)，實(shí)驗(yàn)電壓值為規(guī)定值的75%。沖擊電壓 安裝的導(dǎo)電部分對(duì)外露的非導(dǎo)電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)大氣條件下，能耐受幅值為5kV的規(guī)范雷電波短時(shí)沖擊檢驗(yàn)。抗干擾才干 安裝能接受GB/T14598.131998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的振蕩波干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T14598.141998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為IV級(jí)的靜電放電干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T14598.92002規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的射頻電磁場(chǎng)輻射干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/ T14598.101996規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為IV級(jí)的電快速瞬變脈沖群干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T17626.51999規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為IV級(jí)的浪涌干擾實(shí)驗(yàn)；

10、安裝能接受GB/T17626.61998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的射頻傳導(dǎo)干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受IEC 60255-22-7:2003規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為A級(jí)的工頻干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T17626.81998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的工頻磁場(chǎng)干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T17626.91998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的脈沖磁場(chǎng)干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能接受GB/T17626.101998規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的阻尼振蕩磁場(chǎng)干擾實(shí)驗(yàn)； 安裝能滿足GB/T14598.162002規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射限值要求； 安裝能滿足GB/T14598.162002規(guī)定的輻射發(fā)射限值要求。機(jī)械性能 任務(wù)條件：安裝能接受嚴(yán)酷等級(jí)為1級(jí)的振動(dòng)呼應(yīng)

11、、沖擊呼應(yīng)檢驗(yàn)； 運(yùn)輸條件：安裝能接受嚴(yán)酷等級(jí)為1級(jí)的振動(dòng)耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗(yàn)。.智能電源模塊主電源模塊支持雙路電源輸入，支持交、直流供電方式。正常情況下，應(yīng)為交流供電方式，一旦交流電源中斷，安裝在無擾動(dòng)情況下自動(dòng)切換到直流供電方式；當(dāng)交流電源恢復(fù)供電時(shí)，安裝自動(dòng)切回交流供電方式。主電源模塊能實(shí)現(xiàn)對(duì)供電電源的形狀監(jiān)視，并能將電源供電情況以遙信方式上報(bào)到上級(jí)系統(tǒng)。主電源模塊運(yùn)用蓄電池作為直流電源時(shí)，根據(jù)用戶的不同需求可以配置不同容量的蓄電池，主電源模塊具備對(duì)蓄電池智能充放電功能，電池欠壓等形狀以遙信方式上報(bào)到上級(jí)系統(tǒng)。.FA饋線自動(dòng)化功能先進(jìn)的饋線自動(dòng)化FA算法與處置流程，支持缺點(diǎn)在線仿真。

12、終端饋線自動(dòng)化功能包括缺點(diǎn)檢測(cè)和缺點(diǎn)在線仿真。缺點(diǎn)檢測(cè)以回線為單位，實(shí)現(xiàn)三段式過流檢測(cè)、零流檢測(cè)、缺點(diǎn)跳閘、一次重回閘可選、過負(fù)荷告警可選、PT斷線/失壓告警可選等功能，支持缺點(diǎn)錄波，缺點(diǎn)信息經(jīng)過傳統(tǒng)虛擬遙信方式和公用缺點(diǎn)信息通道上送。.配電自動(dòng)化DADTU對(duì)所轄區(qū)域進(jìn)展配網(wǎng)缺點(diǎn)診斷、隔離和恢復(fù)供電 部分替代子站的功能變電站10kV母線變電站10kV出線開關(guān)開閉所A柱上開關(guān)B柱上開關(guān)C柱上開關(guān)D柱上開關(guān)EDTU_AFTU_BFTU_CFTU_DFTU_E圖1 實(shí)驗(yàn)線路表示圖.FTU&DTU主要功能-測(cè)控基于高速ARM作為中心，支持雙以太網(wǎng)技術(shù)，功耗低，可靠性高，具有完善縝密的電路設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的技

13、術(shù)支持。16位AD采樣，模擬量采集精度更高。光電隔離輸入常開繼電器控制開關(guān).性能目的電壓丈量范圍：0300 V，丈量準(zhǔn)確度不超越0.5%；電流丈量范圍：050 A，丈量準(zhǔn)確度不超越0.5%；有功功率、無功功率、功率因數(shù)丈量準(zhǔn)確度不超越1.0%；頻率丈量準(zhǔn)確度不超越0.2%；采集容量可擴(kuò)展，最大支持48路模擬量；形狀量輸入：?jiǎn)伟?0個(gè)無源接點(diǎn)，可擴(kuò)展SOE分辨率：不大于2ms 控制輸出：接點(diǎn)容量：AC250V,5A；DC30V,5A；單板容量12路，可根據(jù)需求擴(kuò)展。缺點(diǎn)電流最大為10ININ為額定輸入電流安裝采用符合IEC60297-3規(guī)范的高度為4U、寬度為19英寸的機(jī)箱，安裝構(gòu)造采用嵌入式安

14、裝方式，前插件方式，箱前接線；采用防水、防塵、抗振動(dòng)設(shè)計(jì)，外殼封鎖，適宜安裝于開關(guān)柜等環(huán)境條件較為惡劣的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 .環(huán)境條件環(huán)境溫度:任務(wù)：-4085；大氣壓力：86106kPa相當(dāng)于海拔高度2km及以下；相對(duì)濕度：不大于95%，無凝露；其它條件：安裝周圍的空氣中不應(yīng)含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質(zhì)。外殼防護(hù)等級(jí)IP54，IP67，IPXX防塵、防水.配電領(lǐng)域的通訊方式光纖通訊無線公網(wǎng)GPRS通訊配電線載波通訊工業(yè)總線RS485、CAN.SDH數(shù)據(jù)網(wǎng)主站網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以太網(wǎng)/EI口EI口/以太網(wǎng)子站1子站2子站3SDHSDHSDHSDH10M1.光纖自愈環(huán)、光纖以太網(wǎng)、無源光網(wǎng)絡(luò)DTUTTU配網(wǎng)

15、主站TTU10MRS485SDH/PCM10M.EPON 以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)P2MP構(gòu)造的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，是一種光纖通訊技術(shù)。傳統(tǒng)：點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)光纖直連或星型銜接； EPON：點(diǎn)到多點(diǎn)傳統(tǒng)：分光需有電源； EPON：分光器無需電源傳統(tǒng)：通常需求兩根光纖遠(yuǎn)間隔傳輸； EPON：?jiǎn)卫w傳輸.EPON媒質(zhì)的性質(zhì)是共享媒質(zhì)和點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。在下行方向，擁有共享媒質(zhì)的銜接性，而在上行方向其行為特性就好像點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。 下行方向：olt發(fā)出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過一個(gè)1:n的無源光分路器或幾級(jí)分路器傳送到每一個(gè)ONU。N的典型取值在464之間由可用的光功率預(yù)算所限制。這種行為特征與共享媒質(zhì)網(wǎng)絡(luò)

16、一樣。在下行方向，由于以太網(wǎng)具有廣播特性，與EPON構(gòu)造和匹配：OLT廣播數(shù)據(jù)包，目的ONU有選擇的提取。 上行方向：由于無源光合路器的方向特性，任何一個(gè)ONU發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能到達(dá)OLT，而不能到達(dá)其他的ONU。EPON在上行方向上的行為特點(diǎn)與點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)一樣。但是，不同于一個(gè)真正的點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在EPON中，一切的ONU都屬于同一個(gè)沖突域來自不同的ONU的數(shù)據(jù)包假好像時(shí)傳輸依然能夠會(huì)沖突。因此在上行方向，EPON需求采用某種仲裁機(jī)制來防止數(shù)據(jù)沖突。 分光器.EPON組網(wǎng)常見拓?fù)浞绞?EPON配網(wǎng)接線圖節(jié)選.EPON環(huán)形網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用.EPON“手拉手形網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用.EPON鏈形網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用.中壓載波.混合線路

17、的中壓載波通訊主備組網(wǎng)方案主載波PLC-075從載波RTURS232莘閔變電站閔17沿海：混合線路松江配電自動(dòng)化主站DS-100A通信管理機(jī)光端機(jī)等EthernetRS232PLC-075B主載波PLC-075從載波RTURS232陽光1號(hào)配電站麗水開關(guān)站光纖閔24陽光：混合線路阻抗匹配器阻抗匹配器阻抗匹配器.GPRS.其他無線專網(wǎng)微波通訊衛(wèi)星通訊.終端設(shè)備近來的一些新技術(shù)虛擬子站超級(jí)電容IEC61850的運(yùn)用.新的技術(shù)-就地DA，虛擬子站變電站10kV母線變電站10kV出線開關(guān)開閉所A柱上開關(guān)B柱上開關(guān)C柱上開關(guān)D柱上開關(guān)EDTU_AFTU_BFTU_CFTU_DFTU_E圖1 實(shí)驗(yàn)線路表示

18、圖.新的技術(shù)-超級(jí)電容釩電池替代蓄電池目前傳統(tǒng)的配電終端FTU的后備電源主要采用鉛酸蓄電池和鐵鋰電池技術(shù)，該技術(shù)在運(yùn)用溫度環(huán)境范圍及平安性上存在局限性，目前平均壽命普通在13年，而且需求對(duì)電池進(jìn)展特殊的管理維護(hù)，整個(gè)后備電源達(dá)不到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的性能目的，無法實(shí)現(xiàn)免維護(hù)及長運(yùn)用壽命的要求。超級(jí)電容器具有以下顯著特點(diǎn)： a.功率密度高于現(xiàn)有各類蓄電池鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池及燃料電池； b.能量密度是電解電容器的30100倍； c.充電時(shí)間僅需數(shù)十秒至數(shù)分鐘； d.在100%深度充放電循環(huán)的條件下，運(yùn)用壽命可達(dá)110萬次； e.性能穩(wěn)定、平安性高，可終身免維護(hù)； f.消費(fèi)、運(yùn)用、儲(chǔ)存和拆解均不產(chǎn)生污染，是理想的綠色環(huán)保電源。.新的技術(shù)-IEC61850在配電自動(dòng)化領(lǐng)域的運(yùn)用 IEC61850是針對(duì)變電站定義的，目前的配電自動(dòng)化領(lǐng)域已有利用GOOSE報(bào)文來實(shí)現(xiàn)安裝間快速通訊，實(shí)現(xiàn)就地缺點(diǎn)隔離的功能，這在技術(shù)上是可行的。假設(shè)采用61850的語義來給配電終端建模，并以61850規(guī)范上送遙測(cè)遙信值到配電主站，需求處理下面幾個(gè)問題：1