第5章配電自動化

第5章配電自動化配電自動化及管理系統(tǒng)配電自動化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時信息和離線信息、用戶信息、電網(wǎng)構(gòu)造參數(shù)、地理信息進(jìn)展集成，構(gòu)成完好的自動化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)及事故情況下的監(jiān)測、維護(hù)、控制和配電管理。它是實(shí)時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)由各種設(shè)備、設(shè)備組成的電能消費(fèi)和消費(fèi)系統(tǒng)將自然界的一次能源經(jīng)過發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過輸電和配電將電能供應(yīng)到用戶發(fā)電、輸電、變電、配電、用電電力網(wǎng)(電網(wǎng))電力系統(tǒng)中，各級電壓的電力線路及其聯(lián)絡(luò)的變電所組成的一致體輸電、變電、配電目錄A普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造B配網(wǎng)自動化的幾點(diǎn)認(rèn)識C配網(wǎng)自動化的層次D滿足自動化要求的一次設(shè)備E配網(wǎng)自動化站端設(shè)備F配網(wǎng)自動化的通訊系統(tǒng)G以缺點(diǎn)處置為目的饋線自動化方案H配網(wǎng)自動化的主站系統(tǒng)A普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造常見配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造單電源輻射接線雙電源拉手環(huán)網(wǎng)接線電纜系統(tǒng)雙電源拉手環(huán)三電源拉手環(huán)網(wǎng)接線四電源拉手環(huán)網(wǎng)接線4×6網(wǎng)絡(luò)接線多回路平行式接線〔開閉所接線〕雙電源拉手網(wǎng)絡(luò)分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)設(shè)備利用率50%，可靠性N-1A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造電纜系統(tǒng)雙電源拉手環(huán)變電站變電站配電室配電室配電室配電室設(shè)備利用率50%，可靠性N-1A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

三電源拉手網(wǎng)絡(luò)分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)分段分段聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)設(shè)備利用率67%，可靠性N-1A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造四電源＃字供電網(wǎng)絡(luò)分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)設(shè)備利用率67%，可靠性N-1A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

4×6網(wǎng)絡(luò)接線分段分段聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)分段分段分段分段分段分段聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)設(shè)備利用率75%，可靠性N-2A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造多路平行供電變電站進(jìn)線開關(guān)變電站進(jìn)線開關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)用戶A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造中壓架空線網(wǎng)絡(luò)接線接線方式可采用雙電源手拉手環(huán)網(wǎng)接線、三電源拉手環(huán)網(wǎng)接線、四電源拉手環(huán)網(wǎng)接線可采用柱上負(fù)荷開關(guān)(或斷路器)將線路進(jìn)展適當(dāng)分段〔3分段〕和聯(lián)絡(luò)〔閉式環(huán)網(wǎng)〕A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造架空線路分段原那么:

CB1

S1

S2

S3CB2

CB1

S1

S2

S3S4S5CB2

CB1

S1

S2

S3S4S5CB2S7S6不同分段數(shù)〔不包括聯(lián)絡(luò)開關(guān)〕，缺點(diǎn)時可堅持供電線路的比例：二分段：50％；三分段：66.67%；四分段：75％建議：二到三分段A、普通配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造B配網(wǎng)自動化的幾點(diǎn)認(rèn)識原那么：簡單、可靠、適用、經(jīng)濟(jì)與先進(jìn)性相結(jié)合真正的需求，不搞大而全。通訊是瓶頸問題適當(dāng)?shù)娜秉c(diǎn)處置的控制原那么配網(wǎng)自動化的適用性問題配網(wǎng)SCADA和GIS一致設(shè)計、分步實(shí)施B、配網(wǎng)自動化的幾點(diǎn)認(rèn)識C配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的層次構(gòu)造C、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的層次構(gòu)造配電主站子站遠(yuǎn)方終端遠(yuǎn)方終端遠(yuǎn)方終端遠(yuǎn)方終端。。。。。。。。。管理信息系統(tǒng)負(fù)荷管理系統(tǒng)用電管理系統(tǒng)其它系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)。。。C、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的層次構(gòu)造1、不同層面執(zhí)行不同的功能主站功能包括：中、低壓配電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的監(jiān)視控制、跨子站區(qū)域的缺點(diǎn)處置、配電網(wǎng)絡(luò)分析等功能。子站層完成配電SCADA數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)發(fā)。終端層完成信息的采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。2、不同層面相互協(xié)調(diào)三層之間經(jīng)過通訊介質(zhì)進(jìn)展信息交換，協(xié)調(diào)任務(wù)，構(gòu)成一個有機(jī)的整體，共同完成配電自動化義務(wù)。系統(tǒng)采用分層的體系構(gòu)造，具有以下特點(diǎn)：配電自動化系統(tǒng)典型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造圖D滿足自動化要求的一次設(shè)備BDACE開關(guān)可電動合分閘操作，即遙控接口；開關(guān)帶3相CT和1-3相PT信號輸出，即遙測接口；斷路器〔重合器〕還是負(fù)荷開關(guān)？開關(guān)位置有輔助觸點(diǎn)輸出，即遙信接口；在電源測〔輻射線路〕和開關(guān)兩側(cè)〔環(huán)網(wǎng)線路〕安裝一次PT，以提供安裝電源和驅(qū)動電源，也可提供PT信號。D、滿足自動化要求的一次設(shè)備E配網(wǎng)自動化站端設(shè)備E、配網(wǎng)自動化站端設(shè)備RTU及變電站自動化系統(tǒng)FTU:各類柱上開關(guān)及環(huán)網(wǎng)柜控制器DTU:配電站、開閉所控制器TTU:配變監(jiān)測安裝及無功補(bǔ)償控制器

FTU:各類柱上開關(guān)及環(huán)網(wǎng)柜控制器E、配網(wǎng)自動化站端設(shè)備DTU:配電站、開閉所控制器E、配網(wǎng)自動化站端設(shè)備TTU:配變監(jiān)測安裝及無功補(bǔ)償控制器E、配網(wǎng)自動化站端設(shè)備E、配網(wǎng)自動化站端設(shè)備配網(wǎng)自動化各類FTU、DTU、RTU、TTU站端饋線自動化功能功能完善多CPU并行、多級看門狗電磁兼容到達(dá)國家最高規(guī)范，多年惡劣環(huán)境的運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷.可靠性高特點(diǎn)可與各種開關(guān)設(shè)備配合運(yùn)用，支持多種通訊方式和通訊協(xié)議適用性強(qiáng)模塊式構(gòu)造，點(diǎn)陣液晶顯示漢字.運(yùn)用方便F配網(wǎng)自動化的通訊系統(tǒng)主站〔子站〕采用規(guī)范的以太網(wǎng)通訊設(shè)備；主站〔子站〕與站端〔FTU、DTU〕的通訊運(yùn)用較多的是光纖自愈環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)方式；主站〔子站〕與TTU〔或多功能電度表〕的通訊可采用GPRS或采用FSK總線方式組網(wǎng)進(jìn)展通訊。F、配網(wǎng)自動化的通訊系統(tǒng)常用的光纖自愈環(huán)網(wǎng)和FSK總線組網(wǎng)表示圖有線通訊網(wǎng)絡(luò)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)兩芯自愈環(huán)光纖通道(運(yùn)轉(zhuǎn)串行通訊協(xié)議)RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232FTUFTUFTUFTUFTUTTU主站(子站)光端機(jī)FTUTTUTTU用戶表用戶表用戶表集抄器電力線路載波G配網(wǎng)自動化的

通訊系統(tǒng)集中控制安裝、通訊、主站計算機(jī)系統(tǒng)同步建立順應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對主站和通訊依賴性強(qiáng)分布式智能控制—不依賴上級命令的自動控制網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)和控制分布式智能控制G、以缺點(diǎn)處置為主要目的的饋線自動化方案網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)原理—處理缺點(diǎn)時誰先跳閘問題傳統(tǒng)電流維護(hù)的問題：短線路、多開關(guān)串聯(lián)，短路電流差別小，維護(hù)的電流定值配合困難。用時間配合，會呵斥出口維護(hù)的動作時間太長網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)原理：缺點(diǎn)時上下級聯(lián)的多級開關(guān)相互通訊根據(jù)級聯(lián)關(guān)系，在感遭到缺點(diǎn)電流的開關(guān)中進(jìn)展仲裁，讓離缺點(diǎn)點(diǎn)最近的開關(guān)速斷跳閘，其他開關(guān)轉(zhuǎn)為后備仲裁是基于各維護(hù)的“啟動形狀〞，因此只需求簡單的數(shù)字通訊，對縱向級聯(lián)的各維護(hù)的“啟動形狀〞進(jìn)展邏輯比較配網(wǎng)自動化的通訊系統(tǒng)引見分布式智能和網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)相結(jié)合的控制為主、集中式控制為輔的方案引見分布式智能和網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)相結(jié)合的控制為主、集中式控制為輔的方案當(dāng)沒有通訊通道時，各配電終端獨(dú)立任務(wù)。依托分布式智能，自動確定缺點(diǎn)位置，隔離缺點(diǎn)區(qū)段，恢復(fù)非缺點(diǎn)段的供電。該方式經(jīng)濟(jì)、靈敏、有效，綜合檢測電壓和電流，開關(guān)動作次數(shù)少、處置時間短；引見分布式智能和網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)相結(jié)合的控制為主、集中式控制為輔的方案當(dāng)有通訊通道時，配電終端之間可以進(jìn)展信息交換，從而更有效地對缺點(diǎn)進(jìn)展隔離和實(shí)現(xiàn)非缺點(diǎn)段的轉(zhuǎn)移供電〔不需求試合閘，沒有多余的開關(guān)動作〕；引見分布式智能和網(wǎng)絡(luò)式維護(hù)相結(jié)合的控制為主、集中式控制為輔的方案當(dāng)有主站存在時，根據(jù)需求可運(yùn)用集中控制與分布式智能相結(jié)合的缺點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案，分布式智能與集中控制互為備用，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案的可靠性大大提高。2024/1/7基于重合器的饋線自動化原理：無需通訊，根據(jù)短路時出現(xiàn)的短路電流，靠多次重合閘找出缺點(diǎn)區(qū)段并進(jìn)展隔離，主要用在輻射線路。實(shí)現(xiàn)方式：重合器與重合器配合方式、重合器與電壓-時間型分段器配合方式、重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合方式。2024/1/7重合器(Recloser)分類和功能定義：集斷路器、繼電維護(hù)、操動機(jī)構(gòu)為一體，具有控制和維護(hù)功能的開關(guān)，能按預(yù)定開斷、重合順序自動操作，并可自動復(fù)位、閉鎖。2024/1/7分段器(Sectionalizer)分類和功能定義：與電源側(cè)前級開關(guān)配合，失壓或無電流時自動分閘的開關(guān)設(shè)備。功能：永久缺點(diǎn)時，分合預(yù)定次數(shù)后閉鎖在分閘狀，隔離缺點(diǎn)區(qū)段；假設(shè)未完成預(yù)定分合次數(shù)，缺點(diǎn)已被其他設(shè)備切除，那么堅持在合閘狀〔經(jīng)一段延時后恢復(fù)到預(yù)定形狀，為下次缺點(diǎn)作預(yù)備〕。要求：普通不能開斷短路缺點(diǎn)電流。關(guān)鍵部件：缺點(diǎn)檢測繼電器〔FDR:FaultDetectingRelay〕。根據(jù)判別缺點(diǎn)方式的不同分類：電壓－時間型，過流脈沖記數(shù)型。1.1、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F1缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1延時0.3秒維護(hù)跳閘并閉鎖，S1和S2失電延時100ms分閘，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，S2得電延時2秒合閘勝利，S1不整定負(fù)荷側(cè)得電合閘功能，堅持分閘形狀，將缺點(diǎn)隔離，轉(zhuǎn)移供電終了。F2缺點(diǎn)點(diǎn)。S1速斷維護(hù)動作跳閘，QF1維護(hù)延時未到，自動前往。S2失電延時100ms分閘。S1延時1秒重合到缺點(diǎn)上再次跳閘并閉鎖；同時S2檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕，將缺點(diǎn)隔離，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，轉(zhuǎn)移供電終了。1.1、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F3缺點(diǎn)點(diǎn)。S1速斷維護(hù)動作跳閘，QF1維護(hù)前往。S2失電延時100ms分閘。S1延時1秒重合勝利，啟動短時10秒閉鎖繼電維護(hù)功能。S2得電延時2秒合閘到缺點(diǎn)立刻跳閘并閉鎖，將缺點(diǎn)隔離，此時S1短時閉鎖了維護(hù)，不會動作，QF1維護(hù)前往,同時S3檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕，恢復(fù)供電終了。1.1、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F1缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1延時0.3秒維護(hù)跳閘并閉鎖，S1失電延時100ms分閘，將缺點(diǎn)隔離，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，轉(zhuǎn)移供電終了。1.2、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔光纖通訊并設(shè)置公用通道〕F2缺點(diǎn)點(diǎn)。S1跳閘，QF1維護(hù)前往，〔S1根據(jù)需求可以設(shè)置一次重合閘，重合閘不勝利后分閘閉鎖〕；S2經(jīng)過通訊知道缺點(diǎn)在本人的上方，自動分閘閉鎖，隔離缺點(diǎn)，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，轉(zhuǎn)移供電終了。1.2、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔光纖通訊并設(shè)置公用通道〕F3缺點(diǎn)點(diǎn)。經(jīng)過信息交互，知缺點(diǎn)點(diǎn)在S2下方，S2跳閘，將缺點(diǎn)隔離，QF1、S1維護(hù)前往，S3經(jīng)過通訊知道缺點(diǎn)在本人的上方，中止“失壓延時合閘〞功能，不再合閘轉(zhuǎn)移供電，恢復(fù)供電終了。1.2、斷路器〔重合器〕開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔光纖通訊并設(shè)置公用通道〕F1缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，S1、S2失電延時分閘，QF1重合，如瞬時性缺點(diǎn)那么QF1重合勝利，S1得電延時5s合閘勝利，S2得電延時5s合閘勝利，S3“單側(cè)失壓延時合閘〞功能因延時未到復(fù)歸，處置過程終了。假設(shè)是永久性缺點(diǎn)那么QF1重合閘失敗并閉鎖，S1檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕將缺點(diǎn)隔離，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，S2得電延時5s合閘勝利，轉(zhuǎn)移供電終了。2、負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F2缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，S1、S2失電延時分閘，QF1重合勝利，S1得電延時5s合閘，如瞬時性缺點(diǎn)那么合閘勝利，同時“短時閉鎖失電分閘〞功能啟動，S2得電延時5s合閘勝利，S3“單側(cè)失壓延時合閘〞功能因延時未到復(fù)歸，處置過程終了。假設(shè)是永久性缺點(diǎn)，QF1再次跳閘，S1因Ty時間未到即電壓再次消逝，合閘不勝利，再次分閘并閉鎖，同時S2檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕將缺點(diǎn)隔離，QF1可再次試送電勝利〔人工送電或設(shè)置二次重合閘〕，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，恢復(fù)和轉(zhuǎn)移供電終了。2、負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F3缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，S1、S2失電延時分閘，QF1重合勝利，S1得電延時5s合閘，同時“短時閉鎖失電分閘〞功能啟動，S1合閘后電壓正常時間超越Ty時間，S1“短時閉鎖失電分閘〞功能執(zhí)行，S2得電延時5s合閘，如瞬時性缺點(diǎn)那么合閘勝利，S3“單側(cè)失壓延時合閘〞功能因延時未到復(fù)歸，恢復(fù)供電終了。假設(shè)是永久性缺點(diǎn)，QF1再次跳閘，S2因Ty時間未到即電壓再次消逝，合閘不勝利，再次分閘并閉鎖，將缺點(diǎn)隔離；由于S1執(zhí)行“短時閉鎖失電分閘〞功能，不再分閘，S3檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕，QF1可再次試送電勝利，恢復(fù)和轉(zhuǎn)移供電終了。2、負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔無通訊或通訊系統(tǒng)缺點(diǎn)〕F1缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，S1失電延時分閘，QF1重合，如瞬時性缺點(diǎn)那么QF1重合勝利，S1得電延時5s合閘，S3“單側(cè)失壓延時合閘〞功能因延時未到復(fù)歸，恢復(fù)供電終了。假設(shè)是永久性缺點(diǎn)那么QF1重合閘失敗并閉鎖，S1檢測到殘壓脈沖并閉鎖〔處于分位〕將缺點(diǎn)隔離，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，轉(zhuǎn)移供電終了。2、負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔光纖通訊并設(shè)置公用通道〕F2缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，經(jīng)過信息交互，知缺點(diǎn)點(diǎn)在S1下方，在無電形狀下，S1跳閘閉鎖，S2分閘閉鎖，將缺點(diǎn)隔離，QF1重合勝利，S3單側(cè)失壓延時10s合閘勝利，恢復(fù)和轉(zhuǎn)移供電終了。2、負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成的“手拉手〞環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)〔光纖通訊并設(shè)置公用通道〕F3缺點(diǎn)點(diǎn)。QF1維護(hù)跳閘，經(jīng)過信息交互，知缺點(diǎn)點(diǎn)在S2下方，在無