第五章 變電站和配電網自動化

第五章變電站和配電網自動化一次設備：母線、斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器等二次設備：監(jiān)視測量儀表、繼電保護、遠動裝置、自動裝置、控制及信號器具等5-1變電站自動化一、變電站二次回路微機變電站自動裝置投入以前的二次回路稱為常規(guī)二次回路（系統(tǒng)）。11、開關正常閉合和斷開操作；2、同期并列操作；3、母線電壓分析計算（據此實行并聯(lián)電容器的投切和變壓器分接頭調節(jié)）；4、備用電源自動投入操作；5、低頻自動減負荷操作；6、執(zhí)行上一級調度中心的操作命令。變電站所需的控制功能21、控制系統(tǒng)主要完成分合閘操作，分有人值守、無人值守兩種（一）變電站常規(guī)二次回路的主要組成部分6、繼電保護裝置5、電源系統(tǒng)蓄電池交流電源復式整流電容儲能4、同期系統(tǒng)3、測量系統(tǒng)常測表計選測表計（多數）2、信號系統(tǒng)

事故信號預報信號分析信號利用中央信號裝置實現31）按功能分別設置

測量、控制、保護三大功能彼此獨立，相關性甚少，互不兼容。2）設備和元器件類別復雜

原因在于二次回路設計、設備選擇分別進行。3）沒有自檢功能

要定期測試校驗，不能保證工作的可靠性。4）安裝調試、維護工作量大

連接電纜和接線端子多。（二）變電站常規(guī)二次系統(tǒng)的特點4三者依然是分立運行、獨立工作，分屬不同專業(yè)技術部門二、變電站自動化主要包括：1）設置微機監(jiān)控；2）微機遠動終端裝置（RTU）；3）微機繼電保護裝置。變電站自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用，其特征是采用微機進行監(jiān)控和完成部分管理任務。5鑒于監(jiān)控、遠動、繼電保護功能所采集的數據量和控制對象基本相同，考慮三大功能由同一裝置實現，這一技術起步于20世紀80年代。三、變電站綜合自動化新生事物、發(fā)展完善中，其內容、結構和工作模式呈多樣化電氣量的采集和電氣設備(如斷路器等)的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調節(jié)。實現變電站正常運行的監(jiān)視和操作，以保證變電站的正常運行和安全。發(fā)生事故時，由繼電保護和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢復正常操作。從長遠的觀點看，還應包括高壓電器設備本身的監(jiān)視信息(如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等)。除了需要將變電站所采集的信息傳送給調度中心外，還要送給運行方式管理部門和檢修中心，以便為電氣設備的監(jiān)視和制定檢修計劃提供原始數據。變電站綜合自動化的內容6一、BZZX構成（多微機分布式變電站綜合自動化）變電站綜合自動化系統(tǒng)結構示意圖主單元保護單元控制單元開關閉鎖單元開關閉鎖單元控制單元保護單元一次系統(tǒng)設備主控（站控級）現場（現場級）并行串行5-2變電站綜合自動化上級調度中心打印機打印制表彩顯及專用鍵盤人機對話繪圖機故障錄波輸出磁盤驅動器數據存儲繼電保護就地控制信號采集74、系統(tǒng)配置靈活

采用CPU分散式結構，內部模塊采用總線連接；軟硬件結構實行模塊化和分散處理方式;方便配置大、中、小變電站的綜合自動化系統(tǒng)。二、BZZX系統(tǒng)構成必須考慮的問題1、抗電磁干擾

采用串行通信或光纖通訊；2、高可靠性

采用專用芯片，高檔32位PC；3、每個間隔單元要集中在一起

做在一塊屏上，減少二次接線和控制電纜數量；8MPS4000系列變電站綜合自動化系統(tǒng)是在BZZX300型變電站綜合自動化系統(tǒng)的基礎上，總結了幾十套系統(tǒng)運行的經驗，廣泛聽取了電力系統(tǒng)用戶的意見，將目前最先進的器件和最成熟的技術結合在一起，發(fā)展起來的面向二十一世紀的變電站配套系統(tǒng)，亦可成為老電站改造的理想首選設備。三、BZZX完成的功能遠動、保護、開關操作、測量、事故順序記錄、運行參數的自動記錄、故障錄波，具有很高的可靠性，達到無人值守的要求。四、MPS4000系列變電站綜合自動化系統(tǒng)適用于10KV-110KV等各種接線方式的變電站二次系統(tǒng)，作為全部的保護、控制、測量信號和遠動設備，保證變電站的安全運行，并按運行要求對變電站全部運行參數進行檢測、顯示、打印和報警，并與上級通訊實現了遙控、遙測、遙信和遙調。9五、變電站綜合自動化的總體結構（一）——類型集中式結構的綜合自動化系統(tǒng)框圖

集中式結構，這種系統(tǒng)每臺計算機的功能較集中，如果一臺計算機出故障，影響面大，因此必須采用雙機并聯(lián)運行的結構才能提高可靠性；由于采用集中式結構，軟件復雜，修改工作量大，調試麻煩，組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大。10分層分布布式系統(tǒng)統(tǒng)集中組組屏結構構的綜合合自動化化系統(tǒng)框框圖(一一)分布式系系統(tǒng)集中中組屏的的結構是把整套套綜合自自動化系系統(tǒng)按其其不同的的功能組組裝成多多個屏(或稱柜柜)。這這些屏都都集中安安裝在主主控室中中，這種種形式被被稱為““分布集集中式結結構”，，分布集集中式結結構的主主要缺點點是安裝裝時需要要的控制制電纜相相對較多多，增加加了電纜纜投資。。11分層分布布式系統(tǒng)統(tǒng)集中組組屏結構構的綜合合自動化化系統(tǒng)框框圖(二二)12分散與集集中相結結合的變變電站綜綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)框圖分散與集集中相結結合的系統(tǒng)結構構，配電線線路各單單元采用用分散式式結構，，高壓線線路保護護和變壓壓器保護護采用集集中組屏屏結構，，它們通通過現場場總線與與保護管管理機交交換信息息，節(jié)約約控制電電纜，簡簡化了變變電站二二次設備備之間的的互連線線，縮小小了控制制室的面面積；抗抗干擾能能力強，，工作可可靠性高高，而且且組態(tài)靈靈活，檢檢修方便便，還能能減少施施工和設設備安裝裝工程量量。13采用分散式式結構，引引入局域網網（LAN）技術，，將站內所所有智能化化裝置連接接一起。網網上節(jié)點分分成主站和和子站。設計原則：：凡是可由由子站完成成的功能，，盡量就地地處理，不要依賴于于通信網絡絡和主站（（如繼電保保護功能））。五、變電站站綜合自動動化的總體體結構（一一）——發(fā)展趨勢全分散式的的結構是今今后的發(fā)展展方向。一一方面是分分散式的自自動化系統(tǒng)統(tǒng)具有總投投資低的突突出優(yōu)點；；另一方面面，隨著電電-光傳感感器和光纖纖通信技術術的發(fā)展，，為分散式式的綜合自自動化系統(tǒng)統(tǒng)的研制和和應用提供供了有力的的技術支持持。14多功能的保保護裝置要兼有故障障錄波功能能（二）局域域網（LAN）1、拓撲結結構環(huán)網、總線線形網，peertopeer（傾向）2、通訊規(guī)規(guī)約1）載波偵偵聽多路訪訪問及沖撞撞檢測方法法（CSMA/CD）是一種競爭爭性規(guī)約，，效率高。。2）令牌（（通行證總總線）(TokenBus)3、通訊媒媒介一般采用電電纜作為媒媒介，傾向向使用光纖纖。（三）子站站的設計原原則15（四）保護護裝置的““下放”問問題公認做法：：多功能微微機保護裝裝置安裝在在配電開關關柜上。更高電壓設設備的保護護裝置，各各國做法不不同：西歐：常規(guī)規(guī)保護常放放在就地保保護小間內內；美國：保護護裝置放在在控制樓，，條件好；；日本：用防防雨密閉罩罩放在室外外開關設備備近旁。（五）變電站綜合合自動化的的優(yōu)點利用先進的的計算機和和通信技術術，改變了了傳統(tǒng)的二二次設備模模式，實現現信息共享享，簡化了了系統(tǒng)，減減少了連接接電纜，減減少占地面面積，降低低造價，改改變了變電電站的面貌貌。隨著電網復復雜程度的的增加，便便于為各級級調度中心心提供各變變電站更多多的信息，，以便及時時掌握電網網及變電站站的運行情情況。提高變電站站的可控性性，易于實實現遠方集集中控制、、操作和反反事故措施施等。提高了自動動化水平，，采用無人人值班管理理模式，減減輕了值班班員的操作作量，提高高勞動生產產率，減少少人為誤操操作的可能能，也減少少了維修工工作量。。全面提高運運行的可靠靠性和經濟濟性。16變電站綜合合自動化的的目標是提高變電電站全面的的技術水平平和管理水水平，提高安全、、可靠、穩(wěn)穩(wěn)定運行水水平，降低運行維維護成本，，提高經濟效效益，提高供電質質量，促進配電系系統(tǒng)自動化化。17變電站綜合合自動化的的現狀與發(fā)發(fā)展趨勢變電站綜合合自動化是是在計算機機技術和網網絡通信技技術的基礎礎上發(fā)展起起來的。國外在20世紀紀80年年代已有分分散式變電電站綜合自自動化系統(tǒng)統(tǒng)問世，以以西門子(SIEMENS)公司為例例，該公司司第一套全全分散式變變電站綜合合自動化系系統(tǒng)LSA678，早在1985年就在在德國漢諾諾威投入運運行，至1993年初，，已有300多多套系統(tǒng)在在德國及歐歐洲的各種種電壓等級級的變電站站運行。我國的變電電站綜合自自動化工作作起步較晚晚，大概從從20世世紀90年代代開始，初初始階段主主要研制和和生產集中中式的變電電站綜合自自動化系統(tǒng)統(tǒng)，例DISA-1、BJ-1、IES-60、XWJK-1000A和FD-97等各種種型號的系系統(tǒng)。90年代中中期開始研研制分散式式變電站綜綜合自動化化系統(tǒng)，如如DISA-2、、DISA-3、BJ-F3、CSC-2000、DCAP3200、FDK等等，與國外外先進水平平相比，大大約有10年的的差距。18在變電站綜綜合自動化化系統(tǒng)的具具體實施過過程中，由由于受現有有專業(yè)分工工和管理體體制的影響響而有不同同的實施方方法：一種主張站站內監(jiān)控以以遠動(RTU)為為數據采集集和控制的的基礎，相相應的設備備也是以電電網調度自自動化為基基礎，““保護”則則相對獨獨立；另一種則主主張站內監(jiān)監(jiān)控以保護護(微機保保護)為數數據采集和和控制的基基礎，將保保護與控制制、測量結結合在一起起，國內已已有這一類類產品，如如CSC-2000等。。后者正在成成為一種發(fā)發(fā)展趨勢和和共識，因因此設計、、制造、運運行和管理理等部門要要打破專業(yè)業(yè)界限，逐逐步實現一一體化。這這一點對110kV及及以下的變變電站尤為為必要。19從信息流的的角度看，，保護(包包括故障錄錄波等)和和控制、測測量的信息息源都是來來自現場電電流互感器器TA、、電壓互感感器TV的二次側側輸出，只只是其要求求各不同而而已。保護主要采采集一次設設備的故障障異常狀態(tài)態(tài)信息，要要求TA、TV測測量范圍圍較寬，通通常按10倍額額定值考慮慮，但測量量精度要求求較低，誤誤差在3%以上。。而控制和和測量主要要采集運行行狀態(tài)信息息，要求TA、TV測量量范圍較窄窄，通常在在測量額定定值附近波波動，對測測量精度有有一定的要要求，測量量誤差要求求在1%以內?？偪貑卧?CPU)直接接收收來自上位位機(當地地)或遠方方的控制輸輸出命令，，經必要的的校核后，，可直接動動作至保護護操作回路路，省去了了遙控輸出出和遙控執(zhí)執(zhí)行等環(huán)節(jié)節(jié)，簡化了了設備，提提高了可靠靠性。20從無人值班班角度看，，不僅要求求簡化一次次主接線和和主設備，，同時也要要求簡化二二次回路和和設備，因因此保護和和控制、測測量的一體體化有利于于簡化設備備和減少日日常維護工工作量，對對110kV及及以下，尤尤其是10kV配電站站，除了電電量計費和和功率總加加等有測量量精度要求求而必須接接測量TA、TV外外，其他他測量僅作作監(jiān)視運行行工況之用用，完全可可與保護TA、TV合用用。此外，，在局域網網(LAN)上各種種信息可以以共享，控控制和測量量等均不必必配置各自自的數據采采集硬件。。常規(guī)的控控制屏和信信息屏、模模擬屏等亦亦可取消。。21變電站綜合合自動化系系統(tǒng)和無人人值班運行行模式的實實施，在很很大程度上上取決于設設備的可靠靠性。這里里指的設備備不僅是自自動化設備備，更重要要的是電氣氣主設備。。根據變電電站綜合自自動化系統(tǒng)統(tǒng)的特點，，主管部門門應制定出出有關設備備制造和接接口的規(guī)范范標準。自自動化設備備制造廠商商應與電氣氣主設備制制造廠商加加強合作，，以方便設設計和運行行部門選型型。22對數量較多多的10kV配配電站，由由于接線簡簡單，對保保護相對要要求較低，，為簡化設設備，節(jié)省省投資，建建議由RTU來來完成線路路保護及雙雙母線切換換(備自投投)等保護護功能。為為此需在RTU軟軟件中增加加保護運行行判斷功能能，如備用用電源自投投功能，可可通過對相相應母線段段失壓和相相關開關狀狀態(tài)信號的的邏輯判斷斷來實現。。23今后變電站站綜合自動動化的運行行模式將從從無人值班班、有人值值守逐步向向無人值守守過渡。因因此遙視警警戒技術(防火、防防盜、防漬漬、防水汽汽泄漏及遠遠方監(jiān)視等等)將應運運而生，并并得到迅速速發(fā)展。隨著計算機機和網絡通通信技術的的發(fā)展，站站內RTU/LTU或保保護監(jiān)控單單元將直接接上網，通通過網絡與與后臺機(上位機)及工作站站通信。取取消傳統(tǒng)的的前置處理理機環(huán)節(jié)，，從而徹底底消除通信信“瓶頸””現象。24設備構成：：配電變電站站、柱上變變壓器、配配電線路、、斷路器、、開關、保護裝置、、無功補償償裝置等5-3配配電網網的構成及及任務一、配電網網的分類輸電網：220KV及以上配電網：110KV及以上25110kV~150kV國國外外常稱次輸輸電線路我國將110kV及及以下電力力線路統(tǒng)稱稱為配電線線路35kV~110kV高高壓配電線線路10kV中中壓壓配電線路路，一次配配電線路380/220V低低壓配電線線路，二次次配電線路路二、配電變變電站按電壓等級級劃分：高高壓變電站站：35kV~110kV中壓變電站站：3kV~10kV低壓變電站站：380V/220V110kV/0.4kV三、配電線線路具備變電和和配電兩種種功能稱配配電所。僅有配電功功能稱開關關站也稱配配電站。2627保證重要用用戶供電；；隨時掌握，，調整配電電網的工作作狀態(tài)；保證供電電電壓的質量量；提高配電網網運行的經經濟性，降降低損耗；；對故障及時時處理，使使其影響面面最小。四、配電網網的特點1、點多，，面廣，分分散；2、配電線線路、開關關電器、變變壓器結合合在一起。。五、配電網網的任務28以上三項基基本任務的的基礎：數據采集配電網自動動化正在以以SCADA與GIS合一一，“營配配合一”，，與地調、、電力MIS等緊密密集成的模模式實行。。5-4配配電網網的自動化化監(jiān)視：判斷斷狀態(tài)的能能力?？刂疲焊淖冏兣潆娋W運運行狀態(tài)的的能力。保護：識別別故障，隔隔離故障。。具有三項基基本任務：：利用現代電電子、計算算機、通信信及網絡技技術,將配配電網在線線數據和離離線數據、、配電網數數據和用戶戶數據、電電網結構和和地理圖29配電自動化主主要意義是電力系統(tǒng)實實現現代化的的必然趨勢；；在正常運行情情況下，監(jiān)視視配網運行工工況，優(yōu)化配配網運行方；；當配網發(fā)生故故障或異常運運行時，迅速速查出故障區(qū)區(qū)段及異常情情況，快速隔隔離故障區(qū)段段，及時恢復復非故障區(qū)域域用戶的供電電，縮短對用用戶的停電時時間，減少停停電面積；根據配網電壓壓合理控制無無功負荷和電電壓水平，改改善供電質量量，達到經濟濟運行的目的的；合理控制用電電負荷，從而而提高設備利利用率；自動抄表計費費，保證抄表表計費的及時時和準確，提提高了企業(yè)的的經濟效益和和工作效率，，并可為用戶戶提供自動化化的用電信息息服務等。301.國內內配電自動化化的現狀配電網自動化化給社會及電電力系統(tǒng)帶來來的經濟和社社會效益是十十分顯著的，，我國目前已已步入了配電電網自動化的的發(fā)展時期，，城市電網實實行技術改造造，在主設備備選型上作了了重大改進。。如取消油(滅弧)斷路路器，采用真真空斷路器；；實行環(huán)網供供電方案，并并積極采用負負荷開關和熔熔斷器配合，，快速對故障障進行隔離。。農網以單元元、分布的結結構，采用分分段器、重合合器以切除、、隔離故障，，有效地提高高了供電的可可靠性及自動動化程度。31我國配電網自自動化方案有有以下幾方面面：1)城市市電網以環(huán)網網供電方式為為主城市戶內型的的環(huán)網供電方方案主要是提提高用戶供電電的可靠性，，利用負荷開開關快速開斷斷配電故障。。2)重合合斷路器與自自動配電開關關的配合重合斷路器安安裝在變電所所內，用作保保護開關，具具有二次重合合閘功能。自自動配電開關關安裝在線路路上，具有電電壓延時自動動合閘功能。。重合斷路器器與自動配電電開關配合，，并增設故障障探測器、遙遙控終端RTU及中中央控制中心心，可組成配配電網自動化化系統(tǒng)。另外外，自動配電電開關還具有有分段器功能能，控制中心心對線路中各各點的自動配配電開關可進進行控制。323)農網網(放射型)配電網自動動化方案(1)重重合器、斷路路器和分段器器配合使用。。重合器是一一種具有保護護、檢測、控控制功能的自自動化設備，，具有不同時時限的安秒曲曲線和多次合合閘功能，能能對合閘次數數和時間進行行記憶和判斷斷。分段器具具有對通過短短路故障電流流的次數計數數的功能，能能自動進行合合、分閘操作作，并在達到到規(guī)定的計數數次數后自動動分斷，從而而隔離故障。。它可與重合合器進行較好好的配合。(2)DFW-10(F)型型跌落式分段段器與斷路器器的配合。DFW-10(F)型型跌落式分段段器是一種電電子控制的單單相開關設備備，外形與普普通的熔斷器器相似，體積積小，安裝方方便，使用靈靈活，動作可可靠。分段器器在線路上的的應用能大大大地提高線路路的供電可靠靠性，減少配配電線路故障障查找時間。。33我國配電網中中的斷路器一一般不設重合合閘裝置，即即使線路發(fā)生生的是瞬時性性故障，也不不進行重合。。電力系統(tǒng)中中90%的的故障屬于瞬瞬時性故障，，瞬時故障消消失后，線路路恢復正常，，由于沒有設設重合閘裝置置，不必要地地延長了停電電時間。如果果在線路的每每一分支線上上裝設一組重重合分段器或或跌落式分段段器，無論保保護開關在一一次還是兩次次重合閘的條條件下，都設設置為一次計計數或兩次計計數，則可保保持原來的操操作方式不變變，能得到比比較好的配合合。當分段器器在兩次計數數下工作時，，在保護開關關分閘后，分分段器已經將將故障線路分分斷，就能保保證非故障線線路的合閘成成功，恢復正正常送電。由由于故障段的的線路被分段段器隔離開，，線路運行檢檢修人員能非非常容易地找找到故障點。。342.國外外配電自動化化的現狀在一些工業(yè)發(fā)發(fā)達國家中，，配電自動化化系統(tǒng)受到了了廣泛的重視視，國外的配配電自動化系系統(tǒng)已經形成成了集變電所所自動化、饋饋線分段開關關測控、電容容器組調節(jié)控控制、用戶負負荷控制和遠遠方抄表等系系統(tǒng)于一體的的配電網管理理系統(tǒng)(DMS)，其功功能已多達140余余種。國外著名電力力系統(tǒng)設備的的制造廠家基基本都涉足配配電自動化領領域，如德國國西門子公司司、法國施耐耐德公司、美美國COOPER公司司、摩托羅拉拉公司、英國國ABB公公司和日本本東芝公司等等，均推出了了各具特色的的配電網自動動化產品。353配電自自動化系統(tǒng)的的功能配電自動化有有三個基本的的功能要求，，即對配電網網進行安全監(jiān)監(jiān)視、控制和和保護。安全監(jiān)視功能能是指通過采集集配電網上的的狀態(tài)量(如如開關位置和和保護動作情情況等)和模模擬量(如電電壓、電流和和功率等)以以及電度量，，從而對配電電網的運行狀狀況進行監(jiān)視視?？刂乒δ苁侵高h方控制制開關的合閘閘或跳閘以及及有載調壓設設備升壓或降降壓，以達到到滿足電壓質質量、無功補補償和負荷平平衡的目的。。保護功能是指檢測和判判斷故障區(qū)段段，并隔離故故障區(qū)域，恢恢復正常區(qū)域域供電。364配電自自動化系統(tǒng)的的組成配電自動化系系統(tǒng)的內容包包括配電網數據采采集和監(jiān)控(簡稱SCADA。包括括進線監(jiān)視；；10kV開閉所、變變電站自動化化；饋線自動動化；變壓器器巡檢與無功功補償)；需方管理(簡稱DSM，包括負負荷監(jiān)控與管管理；遠方抄抄表與計費自自動化)；配電地理信息息系統(tǒng)(簡稱GIS)；37配電自動化系系統(tǒng)中，從主主變電站的l0kV部部分監(jiān)視，，到l0kV饋線自自動化以及l(fā)0kV開開閉所、配電電變電所和配配電變壓器的的自動化，稱稱為配電SCADA系系統(tǒng)。進線監(jiān)視一般般完成對配電電網進線變電電所的開關位位置、母線電電壓、線路電電流、有功和和無功功率以以及電度量的的監(jiān)視。開閉所和配電電變電站自動動化(SubstationAutomation，SA)完成對對配網中10kV開開閉所，小區(qū)區(qū)變的開關位位置，保護動動作信號，小小電流接地選選線情況，母母線電壓，線線路電流，有有功和無功功功率以及電度度量的遠方監(jiān)監(jiān)視、開關遠遠方控制和變變壓器遠方有有載調壓等。。饋線自動化(FeederAutomation，FA)是指在正正常情況下，，遠方實時監(jiān)監(jiān)視饋線分段段開關與聯(lián)絡絡開關的狀態(tài)態(tài)和饋線電流流、電壓情況況，并實現線線路開關的遠遠方合閘和分分閘操作；在在故障時獲取取故障記錄，，并自動判別別和隔離饋線線故障區(qū)段以以及恢復對非非故障區(qū)域供供電。變壓器器巡檢檢是指指對配配電網網中變變壓器器臺的的參數數進行行遠方方監(jiān)視視，并并監(jiān)視視補償償電容容器的的自動動投切切和遠遠方投投切情情況等等。38需方管管理(DemandSideManagement，DSM)。。DSM實實際上上是電電力的的供需需雙方方共同同對用用電市市場進進行管管理，，以達達到提提高供供電可可靠性性，減減少能能源消消耗及及供需需雙方方的費費用支支出的的目的的。其內容容包括括負荷監(jiān)監(jiān)控、、管理理和遠方抄抄表、、計費費自動動化兩方面面負荷監(jiān)監(jiān)控和和管理理(LoadControl&Management，，LCM)，是是根據據用戶戶的用用電量量、分分時電電價、、天氣氣預報報以及及建筑筑物內內的供供暖特特性等等進行行綜合合分析析，確確定最最優(yōu)運運行和和負荷荷控制制計劃劃，對對集中中負荷荷及部部分工工廠用用電負負荷進進行監(jiān)監(jiān)視、、管理理和控控制，，并通通過合合理的的電價價結構構引導導用戶戶轉移移負荷荷，平平坦負負荷曲曲線。。遠方抄抄表與與計費費自動動化(AutomaticMeterReading，，AMR)是是指通通過各各種通通信手手段讀讀取遠遠方用用戶電電表數數據，，并將將其傳傳至控控制中中心，，自動動生成成電費費報表表和曲曲線等等。39地理信信息系系統(tǒng)(GeographicInformationSystem，，GIS)是把把配電電網管管理工工作和和一些些與地地理位位置有有關的的數據據庫結結合，，可以以更加加直觀觀地進進行運運行管管理。。內容主主要包包括以以下幾幾部分分：設備管管理(FacilitiesManagement，，FM)是是指將將變電電站、、饋線線、變變壓器器、開開關和和電桿桿等設設備的的技術術數據據反映映在地地理背背景圖圖上。。用戶信信息系系統(tǒng)(CustomerInformationSystem，，CIS)是指指借助助GIS，對對大量量用戶戶信息息，如如用戶戶名稱稱、地地址、、賬號號、電電話、、用電電量和和負荷荷、供供電優(yōu)優(yōu)先級級和停停電記記錄等等進行行處理理，便便于迅迅速判判斷故故障的的影響響范圍圍，而而用電電量和和負荷荷的統(tǒng)統(tǒng)計信信息還還可作作為網網絡潮潮流分分析的的依據據。405、用用戶負負荷控控制:降低高高峰負負荷和和提高高負荷荷率。一、對對配電電自動動化系系統(tǒng)的的基本本要求求1、實實時檢檢測與與控制制2、故故障控控制3、電電能質質量控控制：：保證配配電網網供電電電壓壓和頻頻率處處在規(guī)規(guī)定的允許許范圍圍內。。4、線線路損損耗控控制：：有效節(jié)節(jié)約電電力功功率在在傳輸輸過程程中的的能量損耗耗，減減少運運輸成成本。。41最顯著著特點點：a)配配電網網系統(tǒng)統(tǒng)圖形形顯示示功能能設備數數據和和圖形形分開開處理理，分分開維維護b)事事故作作業(yè)狀狀態(tài)下下系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)優(yōu)化切切換功功能發(fā)生故故障時時，對對于可可正常常運行行的無無故障障區(qū)段段配電電線路路，盡盡快恢恢復供供電二、、對對配配電電自自動動化化系系統(tǒng)統(tǒng)的的分分類類（一一））配配電電線線路路自自動動化化（2））配配電電線線路路開開關關遠遠方方監(jiān)監(jiān)視視控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（1））配電電自自動動化化計計算算機機系系統(tǒng)統(tǒng)配電電自自動動化化計計算算機機系系統(tǒng)統(tǒng)通通過過通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)和和許許多多終終端端裝裝置置（（RTU））相相連連構構成成的的一一個個能能夠夠完完成成各各種種指指定定任任務務的的自自動動化化系系統(tǒng)統(tǒng)。。421配電電線線路路自自動動化化概述述饋線線自自動動化化就就是是監(jiān)監(jiān)視視饋饋線線的的運運行行方方式式和和負負荷荷，，當當故故障障發(fā)發(fā)生生后后，，能能及及時時準準確確地地確確定定故故障障區(qū)區(qū)段段，，迅迅速速隔隔離離故故障障區(qū)區(qū)段段并并恢恢復復健健全全區(qū)區(qū)段段供供電電。。饋饋線線自自動動化化是是配配電電網網自自動動化化中中最最重重要要的的內內容容之之一一。。它它對對每每條條饋饋線線的的分分段段和和分分支支開開關關線線路路實實現現數數據據采采集集、、運運行行控控制制和和優(yōu)優(yōu)化化管管理理。。1））.饋饋線線自自動動化化的的主主要要任任務務(1)遠遠方方終終端端(RTU)對對各各饋饋線線上上自自動動重重合合器器和和自自動動分分段段器器及及負負荷荷開開關關進進行行數數據據采采集集，，建建立立SCADA數數據據庫庫，，對對配配電電網網絡絡的的所所有有饋饋線線進進行行監(jiān)監(jiān)視視、、控控制制與與優(yōu)優(yōu)化化管管理理。。(2)饋饋線線故故障障時時，，能能及及時時準準確確地地診診斷斷故故障障線線路路和和區(qū)區(qū)段段，，并并由由故故障障線線路路上上的的保保護護器器件件快快速速隔隔離離故故障障區(qū)區(qū)段段，，及及時時恢恢復復對對非非故故障障區(qū)區(qū)段段的的供供電電，，從從而而縮縮小小停停電電范范圍圍，，減減少少對對用用戶戶停停電電的的時時間間，，提提高高了了對對用用戶戶供供電電的的可可靠靠性性。。432））饋饋線線自自動動化化的的主主要要功功能能(1)數數據據采采集集功功能能：：采采集集所所有有饋饋線線開開關關的的電電流流、、電電壓壓和和開開關關位位置置信信號號。。(2)數數據據處處理理功功能能：：當當配配電電網網絡絡中中有有饋饋線線故故障障時時，，根根據據RTU和和FTU所所采采集集的的信信息息，，自自動動、、準準確確地地診診斷斷故故障障的的區(qū)區(qū)段段、、性性質質(相相間間故故障障或或單單相相故故障障)，，并并對對各各類類開開關關動動作作的的順順序序和和次次數數進進行行統(tǒng)統(tǒng)計計登登記記，，以以圖圖形形或或表表格格方方式式顯顯示示或或打打印印有有關關信信息息，，供供運運行行人人員員及及時時了了解解故故障障情情況況。。(3)控控制制操作功功能：在在正常運運行過程程中，根根據運行行方式的的需要，，帶負荷荷遙控投投切饋線線開關或或線路上上的其他他開關，，遙控投投切空載載線路、、空載變變壓器或或線路電電容器等等；當饋饋線上發(fā)發(fā)生故障障時，能能自動隔隔離故障障區(qū)段，，自動恢恢復對非非故障線線路的供供電。44(4)報報表表功能：：自動生生成各種種表格，，表格形形式和大大小由用用戶任意意生成，，各類報報表可以以定時打打印，也也可以隨隨時打印印。(5)事事故故告警功功能：遙遙測量越越限、設設備運行行異常、、保護和和開關動動作時發(fā)發(fā)出聲、、光報警警信號，，并登記記、打印印和歸檔檔備查。。(6)圖圖形形功能：：用戶可可自行編編輯、繪繪制各種種圖表，，提供多多窗口的的畫面顯顯示，畫畫面具有有平移、、滾動、、縮放、、漫游和和自動整整理等功功能。(7)數數據據庫管理理功能：：借助窗窗口，通通過數據據庫管理理軟件，，用戶可可以方便便地對數數據庫進進行創(chuàng)建建、刪除除、修改改、讀寫寫、檢索索和顯示示，但不不能修改改實時數數據，特特別是電電量數據據。通過過該軟件件，可以以保證配配電網在在自動化化系統(tǒng)內內各工作作站數據據的一致致性。(8)對對時時功能：：為保證證全網時時鐘的統(tǒng)統(tǒng)一，配配電網主主機和RTU與與FTU的時鐘鐘應保持持一致。。45重合器(reclose)是是一種自自具控制制及保護護功能的的開關設設備，它它能按按預定的的開斷和和重合順順序自動動進行開開斷和重重合操作作，并在在其后自自動復位位或閉鎖鎖。重合器的的功能是是，當事事故發(fā)生生后，如如果重合合器經歷歷了超過過設定值值的故障障電流，，則重合合器跳閘閘，并按按預先整整定的動動作順序序作若干干次合、、分的循循環(huán)操作作，若重重合成功功則自動動終止后后續(xù)動作作，并經經一段延延時后恢恢復到預預先的整整定狀態(tài)態(tài)，為下下一次故故障做好好準備。。若重合合失敗則則閉鎖在在分閘狀狀態(tài)，只只有通過過手動復復位才能能解除閉閉鎖。重合器的的功能不不同于斷斷路器46重合器的的功能不不同于斷斷路器，，重合器器的作用用強調開開斷、重重合操作作順序、、復位和和閉鎖，，以識別別故障所所在地，，而斷路路器的作作用僅強強調開斷斷、關合合；重合器是是自我控控制設備備，本身身具有過過電流檢檢測、操操作順序序選擇、、開斷和和重合特特性的調調整等功功能，其其操作電電源直接接取自高高壓線路路，無需需附加裝裝置，這這些功能能在設計計上是統(tǒng)統(tǒng)一考慮慮的，而而斷路器器與其控控制系統(tǒng)統(tǒng)在設計計上是分分別考慮慮的，其其操作電電源也另另外提供供；二者開斷斷特性也也不同，，重合器器的開斷斷特性有有反時限限和雙時時性，反反時限是是為了和和熔斷器器的安秒秒特性曲曲線相配配合，雙雙時性指指重合器器有快慢慢兩種安安-秒特特性曲線線，它的的第一次次開斷都都整定在在快速曲曲線，以以后各次次開斷可可根據保保護配合合需要選選擇不同同的曲線線，繼電電保護常常用的電電流速斷斷和過電電流保護護，也有有不同的的開斷時時延，但但這種時時延只與與保護范范圍有關關，一種種故障電電流對應應一種開開斷時間間，這與與重合器器在同一一故障電電流下可可對應兩兩種開斷斷時間的的雙時性性是不同同的。47一般重重合器器的動動作特特性可可以分分為瞬瞬動特特性和和延時時動作作特性性兩種種。瞬動特特性是是指重重合器器按照照快速速動作作時間間-電電流特特性跳跳閘；；延時時動作作特性性則是是指重重合器器按照照某條條慢速速動作作時間間-電電流特特性跳跳閘。。通常重重合器器的動動作特特性可可整定定為““一快快二慢慢”、、“二二快二二慢””和““一快快三慢慢”等等。48在配電電網中中應用用重合合器具具有下下述優(yōu)優(yōu)點：：(1)節(jié)節(jié)省省變電電站的的綜合合投資資。重重合器器裝設設在變變電所所的構構架和和線路路桿塔塔上，，無需需附加加控制制和操操縱裝裝置，，故操操作電電源、、繼電電保護護屏、、配電電間皆皆可省省去，，因此此，基基建面面積可可大大大縮小小，土土建費費用可可大幅幅度降降低。。(2)提提高高重合合閘的的成功功率。。(3)縮縮小小停電電范圍圍。重重合器器與分分段器器、熔熔斷器器配合合使用用，可可以有有效地地隔離離發(fā)生生故障障的線線路，，縮小小停電電范圍圍。(4)提提高高操作作自動動化程程度。。重合合器可可按預預先整整定的的程序序自動動操作作，而而且配配有遠遠動附附件，，可接接收遙遙控信信號，，適于于變電電所集集中控控制和和遠方方控制制，提提高了了變電電所自自動化化程度度。(5)維維修修工作作量小小。重重合器器多采采用SF6和和真空空作介介質，，在其其使用用期間間，一一般不不需保保養(yǎng)和和檢修修。492.重重合器器的分分類重合器器自20世世紀30年年代問問世以以來，，不斷斷改進進和完完善，，目前前重合合器的的品種種很多多，按按絕緣緣介質質和滅滅弧介介質分分為油油、真真空空和SF6三三種種；按控制制裝置置分為為電子子控制制(分分立元元件控控制電電路、、集成成電路路控制制電路路、微微處理理機控控制電電路)、液液壓控控制和和電子子液壓壓混合合控制制三種種；按相數數分為為單相相、三三相兩兩種；；按安裝裝方式式分為為柱上上、地地面和和地下下三種種。503分分段段器分段器器(sectionalizer)是是一種種與電電源側側前級級開關關配合合，在在失壓壓或無無電流流的情情況下下自動動分閘閘的開開關設設備。。當發(fā)發(fā)生永永久性性故障障時，，分段段器在在預定定次數數的分分合操操作后后閉鎖鎖于分分閘狀狀態(tài)，，從而而達到到隔離離故障障線路路區(qū)段段的目目的。。若分分段器器未完完成預預定次次數的的分合合操作作，故故障就就被其其他設設備切切除了了，則則其將將保持持在合合閘狀狀態(tài)，，并經經一段段延時時后恢恢復到到預先先的整整定狀狀態(tài)，，為下下一次次故障障做好好準備備。分分段器器一般般不能能斷開開短路路電流流。分段器可以以整定在一一、二和三三次計數狀狀態(tài)下工作作。在線路路中，分段段器可以裝裝設在重合合器之后，，或者裝設設在重合器器和熔斷器器之間。其其只能用來來檢測超過過指定電平平的電流，，且不具有有時延特性性，這將使使分段器的的電流配合合范圍擴展展，即從其其最小激勵勵值起，到到所能允許許的最大瞬瞬時值止，，分段器所所累計的計計數值，經經一段時間間后自動清清除，為下下次動作做做好準備。。分段器的關關鍵部件是是故障檢測測繼電器(FaultDetectingRelay，FDR)。根根據判斷故故障方式的的不同，分分段器可分分為電壓-時間型分分段器和過過流脈沖計計數型分段段器兩類。。511）.電電壓-時時間型分段段器電壓-時間間型分段器器是憑借加加壓、失壓壓的時間長長短來控制制其動作的的，失壓后后分閘，加加壓后合閘閘或閉鎖。。電壓-時時間型分段段器既可用用于輻射狀狀網和樹狀狀網，又可可用于環(huán)狀狀網。電壓-時間間型分段器器有兩個重重要參數需需要整定。。其一為X時限，，它是指從從分段器電電源側加壓壓至該分段段器合閘的的時延；另一個參數數為Y時時限，它它又稱為故故障檢測時時間，是指指若分段器器合閘后在在未超過Y時限限的時間內內又失壓，，則該分段段器分閘并并被閉鎖在在分閘狀態(tài)態(tài)，待下一一次再得電電時也不再再自動重合合。522.）過過流脈沖計計數型分段段器過流脈沖計計數型分段段器通常與與前級的重重合器或斷斷路器配合合使用，它它不能開斷斷短路故障障電流，但但有在一段段時間內記記憶前級開開關設備開開斷故障電電流動作次次數的能力力。在預定定的記錄次次數后，在在前級的重重合器或斷斷路器將線線路從電網網中短時切切除的無電電流間隙內內，過流脈脈沖計數型型分段器分分閘達到隔隔離故障區(qū)區(qū)段的目的的。若前級級開關設備備未達到預預定的動作作次數，則則過流脈沖沖計數型分分段器在一一定的復位位時間后會會清零并恢恢復到預先先整定的初初始狀態(tài)，，為下一次次故障做好好準備。53饋線智能終終端設備FTU———是基基于FTU的饋饋線自動化化系統(tǒng)的核核心設備1）FTU的性能能要求(1)遙遙信功能能。FTU應應能對柱上上開關的當當前位置、、通信是否否正常、儲儲能完成情情況等重要要狀態(tài)量進進行采集。。若FTU自身身有微機繼繼電保護功功能，還應應對保護動動作情況進進行遙信。。(2)遙遙測功能能。FTU應應能采集線線路的電壓壓、開關經經歷的負荷荷電流和有有功功率、、無功功率率等模擬量量。一般線線路的故障障電流遠大大于正常負負荷電流，，要采集故故障信息，，必須能適適應輸入電電流較大的的動態(tài)變化化范圍。測測量故障電電流是為了了進行繼電電保護和判判斷故障區(qū)區(qū)段，因此此對測量精精度要求不不高，但要要求響應速速度快；測測量在正常常運行情況況下的電流流，對測量量精度有很很高要求，，但響應可可以慢些。。因此，用用于保護的的數據和用用于測量的的數據一般般不能共享享，而必須須分別獨立立采集。(3)遙遙控功能能。FTU應能能接受遠方方命令，控控制柱上上開關合閘閘和跳閘以以及起動儲儲能過程等等。(4)統(tǒng)統(tǒng)計功能能。FTU還還應能對開開關的動作作次數和動動作時間及及累計切斷斷電流的水水平進行監(jiān)監(jiān)視。(5)對對時功能能。FTU應應能接受主主系統(tǒng)的對對時命令，，以便和系系統(tǒng)時鐘保保持一致。。(6)事事件順序序記錄(SOE)。。記錄狀態(tài)量量發(fā)生變化化的時刻和和先后順序序。54(7)事事故記錄錄。記錄事故發(fā)發(fā)生時的最最大故障電電流和事故故前一段時時間(一般般是1min)的的平均負荷荷，以便分分析事故，，確立故障障區(qū)段，并并為恢復健健全區(qū)段供供電時進行行負荷重新新分配提供供依據。(8)定定值遠方方修改和召召喚定值。。為了能夠在在故障發(fā)生生時,及時時地起動事事故記錄等等過程，必必須對FTU進進行整定，，并且整定定值應能隨隨著配網運運行方式的的改變而自自適應。(9)自自檢和自自恢復功能能。FTU應應具有自檢檢測功能，，并在設備備自身故障障時及時告告警，FTU應具有有可靠的自自恢復功能能，一旦受受干擾造成成死機，則則通過監(jiān)視視定時器(WDT)重新復位位，系統(tǒng)恢恢復正常運運行。(10)遠遠方控控制閉鎖與與手動操作作功能。在檢修線路路或開關時時，相應的的FTU應能具具有遠方控控制閉鎖的的功能，以以確保操作作的安全性性，避免誤誤操作造成成的惡性事事故。同時時，FTU應能提提供手動合合閘/拉閘閘按鈕，以以備當通道道出現故障障時，能進進行手動操操作，避免免上桿直接接操作開關關。(11)遠遠程通通信功能。。(12)抗抗惡劣劣環(huán)境。FTU通通常安裝在在戶外，因因此要求它它在惡劣環(huán)環(huán)境下仍能能可靠地工工作。(13)具具有良良好的維修修性。由于FTU安放放于分段開開關處，因因此當FTU發(fā)發(fā)生故障時時，必須能能夠不停電電檢修，否否則會造成成較大面積積停電。(14)可可靠的的電源。當當故障或其其他原因導導致電路停停電時，FTU應應保持有工工作電源。。55另外，還有有以下三項項功能可以以進行選擇擇。(1)電電度采集集。FTU對對采集到的的有功和無無功功率進進行積分可可以獲得粗粗略的有功功和無功電電能值，這這對于核算算電費和估估算線損有有一定的意意義。(2)微微機保護護。利用FTU中的的CPU進行交交流采樣構構成的微機機保護，具具有更強的的功能和靈靈活性，這這樣做可以以使定值自自動隨運行行方式調整整，從而實實現自適應應的繼電保保護策略。。(3)故故障錄波波。對于我國國中性點不不接地的配配網，可以以采用零序序電流的錄錄波來判斷斷單相接地地區(qū)段。565饋電電線路故障障隔離與自自動恢復原原理1）基基于重合器器和分段器器的故障區(qū)區(qū)段隔離(1)輻輻射狀網網故障區(qū)段段隔離。圖圖7所所示為一個個典型的輻輻射狀網在在采用重合合器與電壓壓-時間型型分段器配配合時，隔隔離故障區(qū)區(qū)段的過程程示意圖，，圖8為為各開關關的動作時時序圖。5758圖7中，，A采用用重合器，，整定為一一慢一快，，即第一次次重合時間間為15s，第二二次重合時時間為5s。B、、D和E采用用電壓-時時間型分段段器，其X時限限均整定為為7s；；C亦采采用電壓-時間型分分段器，其其X時時限整定為為14s，Y時時限整定為為5s。。分段器均均設置在第第一套功能能。圖7(a)為該輻輻射狀網正正常工作的的情形；圖7(b)是在c區(qū)段發(fā)發(fā)生永久性性故障后，，重合器A跳閘，，導致線路路失壓，造造成分段器器B、C、D和和E均分分閘；圖7(c)是事故故跳閘15s后，，重合器A第一次次重合；圖7(d)是又經經過7s的X時限后，，分段器B自動合合閘，將電電供至b區(qū)區(qū)段；圖7(e)是又經經過7s的X時限后后，分段器器D自自動合閘，，將電供至至d區(qū)區(qū)段；圖7(f)是分段段器B合合閘后，，經過14s的X時限后后，分段器器C自自動合閘，，由于c段存在在永久性故故障，再次次導致重合合器A跳跳閘，從從而線路失失壓，造成成分段器B、C、、D和E均分分閘，由于于分段器C合閘后后未達到Y時限限(5s)就又失壓壓，該分分段器將被被閉鎖；圖7(g)是重合合器A再再次跳閘閘后，又經經過5s進行第二二次重合，，