配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其新技術(shù)

配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其新技術(shù)太原電力高等專科學(xué)校電力工程系武曉冬6/3/2024主要內(nèi)容配電網(wǎng)、配電系統(tǒng)自動(dòng)化基本概念配電網(wǎng)通訊技術(shù)饋線自動(dòng)化地理信息系統(tǒng)（GIS）在配電網(wǎng)中的應(yīng)用配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)問題6/3/2024第一章配電網(wǎng)、配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基本概念和基本理論6/3/20241.1配電網(wǎng)及其特點(diǎn)

定義：把電力系統(tǒng)中二次降壓變電所低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，成為配電網(wǎng)（DistributionNetwork）。組成：由架空線或電纜配電線路、配電所或柱上降壓變壓器直接輸入用戶構(gòu)成。6/3/2024配電網(wǎng)的分類按電壓等級(jí)分高壓配電網(wǎng)（220kV、110kV、35kV）中壓配電網(wǎng)（10kV、6kV、3kV）低壓配電網(wǎng)（380V、220V）個(gè)別企業(yè)電壓等級(jí)不同：如電氣化鐵路為55kV，煤礦井下為1140V，其它個(gè)別企業(yè)有660V（600V）6/3/2024配電網(wǎng)的分類按所在地域或服務(wù)對(duì)象分：城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)按配電線路形式分：架空配電網(wǎng)和電纜配電網(wǎng)按體系結(jié)構(gòu)分：輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)6/3/2024圖1－1輻射狀網(wǎng)圖1－2樹狀網(wǎng)圖1－3環(huán)狀網(wǎng)6/3/2024配電網(wǎng)的特點(diǎn)

深入城市中心和居民密集點(diǎn)；傳輸功率和距離一般不大（中壓供電半徑，市中心不大于2公里，中心區(qū)外不超過3～4公里）；供電容量、用戶性質(zhì)、供電質(zhì)量和可靠性要求千差萬(wàn)別，各有不同；我國(guó)配電網(wǎng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地時(shí)，仍允許供電一段時(shí)間（國(guó)外有些直接拿來(lái)不能用，需結(jié)合配電網(wǎng)實(shí)際情況，逐步加以改進(jìn)）。6/3/20241.2配電網(wǎng)現(xiàn)狀及當(dāng)前存在的主要問題

與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的配電系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，發(fā)展水平較低，建設(shè)相對(duì)落后。城市配電網(wǎng)，特別是老城網(wǎng)，已或多或少滯后于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成為制約城市發(fā)展的瓶頸。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，電力設(shè)備數(shù)量多但性能落后、免維護(hù)水平低且不適合自動(dòng)化要求等，導(dǎo)致停電事故頻繁發(fā)生，可靠性較低，嚴(yán)重影響了人民的生活水平和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展6/3/2024各國(guó)發(fā)電、輸電、配電投資比例

發(fā)達(dá)國(guó)家：電網(wǎng)（包括輸電與配電）投資大于電源投資，配電網(wǎng)投資又明顯大于輸電網(wǎng)投資我國(guó)：電網(wǎng)投資不到電源投資的一半，且配電網(wǎng)投資又小于輸電網(wǎng)投資。國(guó)別發(fā)電投資：輸電投資：配電投資美國(guó)1：0.43：0.70英國(guó)1：0.45：0.78中國(guó)1：0.23：0.126/3/2024當(dāng)前配電網(wǎng)存在的問題

中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱

城市中壓配電網(wǎng)發(fā)展處于一種無(wú)序狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極不合理，突出表現(xiàn)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，主次網(wǎng)架不清晰，多分段多互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)未形成。近年來(lái)，配電網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)迅速，給城鄉(xiāng)配電網(wǎng)帶來(lái)了很大的壓力，相當(dāng)多的一些設(shè)備因?yàn)檫^負(fù)荷而發(fā)生故障，用戶電壓不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)損耗過大，故障發(fā)生頻繁等問題。

6/3/2024當(dāng)前配電網(wǎng)存在的問題城市配電網(wǎng)技術(shù)落后，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低

我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平普遍較低，雖然近年來(lái)也引進(jìn)和開發(fā)了一些新的技術(shù)，同國(guó)外相比差距仍很大。配電網(wǎng)設(shè)備落后陳舊，安全性差，能耗大，故障頻繁。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低，在城市電網(wǎng)中，中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化是一塊空白。

6/3/2024當(dāng)前配電網(wǎng)存在的問題線路損耗率較高，電壓合格率普遍較低目前，配電網(wǎng)普遍存在線損較高的問題。我國(guó)輸配電線路的線路損耗率在10%以上，農(nóng)村電網(wǎng)的線損率高達(dá)20%以上。同時(shí)，電壓合格率也普遍較低。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)10kV(6kV)的配電網(wǎng)功率因數(shù)在0.65～0.8，低壓農(nóng)網(wǎng)在0.6～0.7，這些主要與城市配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、原建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低以及負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)有關(guān)。早期建設(shè)的配網(wǎng)線路已經(jīng)不適合當(dāng)前的城市發(fā)展需要和電力體制改革的要求。6/3/2024當(dāng)前配電網(wǎng)存在的問題電網(wǎng)供電可靠性低，電網(wǎng)規(guī)劃不科學(xué)

據(jù)2000年對(duì)我國(guó)286座城市統(tǒng)計(jì)，中壓配電網(wǎng)的平均供電可靠性為99.887％。而1998年，英國(guó)的供電可靠性己達(dá)99.988％，美國(guó)達(dá)99.984％，法國(guó)達(dá)99.991％，日本東京電力公司達(dá)99.999％。我國(guó)的配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，主要是由規(guī)劃人員依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和局部計(jì)算來(lái)進(jìn)行，在有限的條件下解決負(fù)荷增加、線路過載、電壓偏低等不斷出現(xiàn)的新問題。對(duì)于規(guī)模日益擴(kuò)大的配電網(wǎng)，這種規(guī)劃方法將越來(lái)越難以進(jìn)行配電網(wǎng)的合理建設(shè)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。6/3/2024配電網(wǎng)優(yōu)化的意義

降低配電網(wǎng)線損，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

長(zhǎng)期以來(lái)，電力部門不斷的降低電力系統(tǒng)的能耗和線損，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠性。西方主要工業(yè)國(guó)家的線損率大致在5％～8％，我國(guó)為10％，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距。35～110kV配網(wǎng)線損是地區(qū)線損的重要組成部分，1995年全國(guó)城網(wǎng)110kV以下配網(wǎng)線損占總線損的60％，可見降低配網(wǎng)線損是降損工作的關(guān)鍵問題之一，在正常運(yùn)行時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改善電網(wǎng)運(yùn)行方式從而達(dá)到降低配網(wǎng)網(wǎng)損的目的。6/3/2024配電網(wǎng)優(yōu)化的意義均衡負(fù)荷，消除過載，提高供電電壓質(zhì)量

在配網(wǎng)中，每條饋線均有不同類型的負(fù)荷如：商業(yè)類、民用類和工業(yè)類。由于不同類型負(fù)荷的日負(fù)荷曲線是不同的，在變電站的變壓器及每條饋線上峰值負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間是不同的，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以將負(fù)荷從重負(fù)載或是過負(fù)載饋線（或變壓器）轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載（或變壓器）上，這種轉(zhuǎn)移不僅調(diào)節(jié)了運(yùn)行饋線的負(fù)荷水平，消除饋線過載，還能改善電壓質(zhì)量，同時(shí)也可以有效地減小整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)損。6/3/2024配電網(wǎng)優(yōu)化的意義提高供電可靠性

在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以打開配電系統(tǒng)中的某些分段開關(guān)隔離故障，同時(shí)合上某些聯(lián)絡(luò)開關(guān)把故障線路上的部分或全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其它線路上去，從而起到快速隔離故障和恢復(fù)供電的目的。此外，從我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，配電網(wǎng)仍需要大量建設(shè)，隨著我國(guó)1000kV電壓等級(jí)線路的建設(shè)，220kV電網(wǎng)將由主干網(wǎng)變?yōu)榕潆娋W(wǎng)，這些都為配電網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。6/3/2024配電網(wǎng)優(yōu)化的意義我國(guó)的配電網(wǎng)的運(yùn)行中存在的突出問題表現(xiàn)為資金投入不足，網(wǎng)損較高和可靠性較低，而配電網(wǎng)優(yōu)化能夠解決我國(guó)配電網(wǎng)現(xiàn)存的問題。但是，這三者之間存在著一定的抵制關(guān)系，要想降低網(wǎng)絡(luò)損耗和提高供電可靠性，就勢(shì)必會(huì)增加資金投入，但過多的資金投入會(huì)給供電企業(yè)造成投資壓力。所以需在資金投入，網(wǎng)絡(luò)損耗和可靠性這三者之間尋求一條最優(yōu)途徑，以滿足配電網(wǎng)改造的實(shí)際要求。

6/3/20241.2配電系統(tǒng)自動(dòng)化的概念

“配電系統(tǒng)自動(dòng)化”這一術(shù)語(yǔ)是20世紀(jì)90年代由美國(guó)提出，但迄今為止，對(duì)配電自動(dòng)化及其相關(guān)的一系列技術(shù)，國(guó)際上尚無(wú)同一的定義和規(guī)范。配電系統(tǒng)自動(dòng)化：是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。——不僅是定義，還給出了配電系統(tǒng)自動(dòng)戶的內(nèi)容及功能。6/3/2024配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DistributionManagementSystem，DMS）：把從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。6/3/2024DMS和EMS的關(guān)系

發(fā)電廠輸電線高壓變電站配電網(wǎng)用戶EMSDMSAGC調(diào)度自動(dòng)化配電SCADA需方管理圖1－4EMS和DMS在電力系統(tǒng)中的關(guān)系6/3/2024配電自動(dòng)化的內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化DMS工作管理系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)10kV開閉所、變電站自動(dòng)化配電SCADA系統(tǒng)（進(jìn)線監(jiān)視）饋線自動(dòng)化配電自動(dòng)化變壓器巡檢和無(wú)功補(bǔ)償?shù)乩硇畔⑾到y(tǒng)需方管理負(fù)荷監(jiān)控與管理遠(yuǎn)方抄表與計(jì)費(fèi)自動(dòng)化6/3/20241.4配電系統(tǒng)自動(dòng)化的意義和目的

意義：

在正常運(yùn)行方式下，通過監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行工況，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式；當(dāng)發(fā)生故障或異常時(shí)，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離非故障區(qū)域用戶的供電、縮短對(duì)用戶的停電時(shí)間，減少停電次數(shù)。根據(jù)配電電壓合理控制無(wú)功負(fù)荷和電壓水平，改善供電質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的。合理控制用電負(fù)荷，從而提高設(shè)備利用率。自動(dòng)抄表，保證抄表計(jì)費(fèi)的及時(shí)和準(zhǔn)確。（提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，并可為用戶提供自動(dòng)化的用電信息服務(wù)等）

6/3/2024配電系統(tǒng)自動(dòng)化的目的

提高電網(wǎng)供電的可靠性——最根本和最首要的目的提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和降低線損。提高用戶滿意程度——最終目標(biāo)提高供電部門的勞動(dòng)生產(chǎn)率6/3/20241.5配電自動(dòng)化的基本功能

配電網(wǎng)運(yùn)行和管理功能

安全監(jiān)護(hù)、控制功能、保護(hù)功能、故障診斷分析與恢復(fù)供電、運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)及報(bào)告

運(yùn)行計(jì)劃模擬和優(yōu)化功能配電網(wǎng)運(yùn)行模擬、倒閘操作計(jì)劃的編寫、入網(wǎng)關(guān)口電量的計(jì)劃和優(yōu)化——優(yōu)化潮流

運(yùn)行分析和維護(hù)管理功能對(duì)配電網(wǎng)故障和供電質(zhì)量反饋的信息進(jìn)行分析，以及根據(jù)設(shè)備狀況進(jìn)行維修計(jì)劃的編寫。

用戶負(fù)荷監(jiān)控和故障報(bào)修功能

用戶端負(fù)荷和電能質(zhì)量的遙測(cè)、用戶端負(fù)荷和表計(jì)的控制——DSM、用戶故障報(bào)修處理系統(tǒng)6/3/20241.6配電自動(dòng)化的發(fā)展及現(xiàn)狀

第一階段：主要特征：基于自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合主要功能：故障隔離和向健全區(qū)護(hù)恢復(fù)供電主要設(shè)備：重合器、分段器其自動(dòng)化水平較低，其具體表現(xiàn)為：僅在故障時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)不能起監(jiān)控作用，因而不能優(yōu)化運(yùn)行方式。調(diào)整運(yùn)行方式后，需要到現(xiàn)場(chǎng)修改定值。通過自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)故障隔離和恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，無(wú)法采用安全和最佳措施。故障隔離時(shí)需要經(jīng)過多次重合，對(duì)設(shè)備的沖擊大等。6/3/2024配電自動(dòng)化的發(fā)展第二階段

主要特征：基于FTU和通信網(wǎng)絡(luò)主要功能：遠(yuǎn)方監(jiān)控主要設(shè)備：FTU、通信網(wǎng)絡(luò)、配電自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)其具體表現(xiàn)為：在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，也能起到監(jiān)視運(yùn)行狀況和遙控改變運(yùn)行方式的作用。故障時(shí)，能及時(shí)察覺，并有調(diào)度員通過遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。6/3/2024配電自動(dòng)化的發(fā)展第三階段主要特征：在第二階段的基礎(chǔ)上，增加了閉環(huán)自動(dòng)控制功能，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成故障處理等。主要功能：配電管理系統(tǒng)和人工智能主要設(shè)備：FTU、通信網(wǎng)絡(luò)、配電自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用軟機(jī)6/3/2024實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的難點(diǎn)分析

測(cè)控對(duì)象多（進(jìn)線變電站、10kV開閉所、小區(qū)變電所、配電所、分段開關(guān)、串連電容器、用戶電表和重要負(fù)荷）計(jì)算機(jī)要求高（軟、硬件）；站端設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性要高；每臺(tái)設(shè)備的成本要低站端設(shè)備大多在戶外（工作環(huán)境惡劣–25～75℃，濕度95％；需采用工業(yè)級(jí)芯片；防雨、散熱、防雷等）通信系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜（沒有統(tǒng)一通信手段、通信規(guī)約能單獨(dú)滿足）控制電源和工作電源提取困難目前配電網(wǎng)現(xiàn)狀，為實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，必須把對(duì)傳統(tǒng)配網(wǎng)的改造納入工程中，增加了實(shí)現(xiàn)困難。6/3/2024第二章配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)

————配電自動(dòng)化系統(tǒng)需要借助于有效的通信手段，將控制中心的控制命令準(zhǔn)確的傳送到為數(shù)眾多的遠(yuǎn)方終端，并且將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。6/3/2024配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸方式（按信息傳輸?shù)姆较蚝蜁r(shí)間）單工通信——信息只能由A站向B站發(fā)送半雙工通信——可以切換方向的單工方式全雙工通信——可同時(shí)進(jìn)行雙方向的信息發(fā)送發(fā)送設(shè)備接受設(shè)備AB數(shù)據(jù)流（a）單工通信發(fā)送設(shè)備接受設(shè)備AB數(shù)據(jù)流（b）半雙工通信發(fā)送設(shè)備接受設(shè)備發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備AB數(shù)據(jù)流（c）全雙工通信接受設(shè)備接受設(shè)備6/3/2024配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的組成及作用

數(shù)據(jù)終端設(shè)備：采集電網(wǎng)中的一些信息，如各種電氣量、開關(guān)量等，并把這些信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)以便于傳輸。RTU、TTU、FTU

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備：將數(shù)據(jù)終端設(shè)備送來(lái)的基帶數(shù)字信號(hào)變成適用于遠(yuǎn)距離傳送的數(shù)字載波信號(hào)，Modem）、復(fù)接分接器、光端機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通道：完成信號(hào)的傳輸任務(wù)，是信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送的載體DCE和DTE之間的接口：RS－232、RS－485

數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備DCE數(shù)據(jù)傳輸通道數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備DCE數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTERTURS－232RS－232SCADA6/3/2024配電系統(tǒng)自動(dòng)戶的通信方式及特點(diǎn)

6/3/20241、光纖通信

——一種玻璃絲，主要材料為二氧化硅

優(yōu)點(diǎn)：①傳輸頻帶很寬，通信容量大（最大可在140MB以上）②傳輸衰耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸（最長(zhǎng)為1000km以上）③體積小，總量輕，可繞性強(qiáng)，敷設(shè)方便④輸入與輸出間電隔離，不怕電磁干擾⑤保密性好，無(wú)漏信號(hào)和串音干擾⑥抗腐蝕，抗酸堿，可直埋地下缺點(diǎn)：①?gòu)?qiáng)度低，不如金屬線②連接困難③分路和耦合不方便④彎曲半徑不宜太小6/3/2024光纖通信的組成

中繼器：將經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸后被衰減和畸變的光信號(hào)放大、整形和再生成一定強(qiáng)度后，繼續(xù)送向遠(yuǎn)方。電端機(jī)光端機(jī)中繼器光端機(jī)電端機(jī)發(fā)送接受6/3/20242、載波通信——利用某一載波頻率經(jīng)非通信線路傳輸信息的通信方式

結(jié)合濾波器配電線路載波機(jī)配電線路載波機(jī)結(jié)合濾波器結(jié)合濾波器結(jié)合濾波器結(jié)合濾波器阻波器配電線載波機(jī)配電線載波機(jī)饋線RTU（FTU）饋線RTU（FTU）配電自動(dòng)化調(diào)度中心高速數(shù)據(jù)通道耦合電容饋線分段開關(guān)主變電站阻波器：防止區(qū)內(nèi)信號(hào)泄漏，同時(shí)也避免區(qū)外信號(hào)及噪聲進(jìn)入本區(qū)段。對(duì)于配電網(wǎng)線路，由于線路多臺(tái)配電變壓器以及線路由于柱上開關(guān)的斷點(diǎn)，還有配電線路本身存在的高噪聲，阻抗變化大，衰耗大等因素，使載波通信在配電線路中的使用得到了較大影響。6/3/20243、專線

——采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式“掛燈籠”方式，專線一般采用雙絞線或音頻電纜，架設(shè)在現(xiàn)有電線桿上或敷設(shè)在電纜溝、地溝中。監(jiān)控中心開關(guān)設(shè)備開關(guān)設(shè)備6/3/20244、電信本地網(wǎng)

利用電信通信網(wǎng)（市內(nèi)電話網(wǎng)）組成配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，特點(diǎn)是不需要投資建設(shè)專用通信網(wǎng)，開通費(fèi)低，但運(yùn)行費(fèi)用高。

6/3/20245、無(wú)線通信

調(diào)幅廣播（AM）：用于地形復(fù)雜的區(qū)域甚高頻無(wú)線電（VHF）：30～300MHz超高頻無(wú)線電（UHF）：300～1000MHz

800MHz，易失真和陰影微波通信

1GHz以上

建設(shè)一套微波通信系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，不宜普遍應(yīng)用。衛(wèi)星通信：GPS對(duì)時(shí)6/3/2024通訊規(guī)約

指在計(jì)算機(jī)上的軟機(jī)通信，即計(jì)算機(jī)內(nèi)部連接的通信規(guī)約問題通信規(guī)約（Protocol）：是調(diào)度端和執(zhí)行端通信時(shí)共同使用的人工語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則及應(yīng)答關(guān)系6/3/20241.應(yīng)答式規(guī)約

又稱為polling規(guī)約，它以主站為主，依次向各RTU發(fā)出查詢命令，各RTU依查詢命令進(jìn)行問答。特點(diǎn)：一是RTU有問必答，當(dāng)RTU收到主機(jī)查詢命令后，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)答，否則視為本次通信失敗；二是RTU不問不答，當(dāng)RTU未收到主機(jī)查詢命令時(shí)，絕對(duì)不允許主動(dòng)上報(bào)信息。6/3/2024循環(huán)式規(guī)約CDT（CyclicDataTransission）

RTU自發(fā)的不斷循環(huán)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)傳輸以現(xiàn)場(chǎng)端為主，主站被動(dòng)接受；②數(shù)據(jù)格式在發(fā)送端與接受端事先約定好，按時(shí)間順序首先發(fā)送起始同步字，然后依次發(fā)送控制字和信號(hào)字，周而復(fù)始，連續(xù)循環(huán)發(fā)送。③重要數(shù)據(jù)發(fā)送周期短，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，一般數(shù)據(jù)發(fā)送周期長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差6/3/2024第三章饋線自動(dòng)化

FA：FeederAutomation6/3/2024饋線自動(dòng)化的作用正常運(yùn)行時(shí)監(jiān)測(cè)線路狀態(tài)，如：I，U、開關(guān)狀態(tài)及進(jìn)行相關(guān)操作；當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，能準(zhǔn)確確定故障所在線路，跳開故障線路開關(guān)，使故障線路被隔離，并恢復(fù)非故障線路的供電；通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制和降低網(wǎng)絡(luò)損耗。6/3/2024饋線自動(dòng)化的基本功能

數(shù)據(jù)采集：站內(nèi)饋線開關(guān)—站內(nèi)RTU完成；線路上各環(huán)網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、柱上開關(guān)等等狀態(tài)監(jiān)視與故障處理：正常狀態(tài)的監(jiān)控：U、I、P、Q、，諧波電壓、電流。一般只配置在線路開關(guān)、電容器、調(diào)壓器、配電變壓器上。故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要用于快速查找故障點(diǎn)。無(wú)功控制功能：對(duì)安裝在線路上的無(wú)功補(bǔ)償電容器組的自動(dòng)投切，以改善配網(wǎng)的?？刂撇僮鞴δ埽赫＿\(yùn)行過程中投、切饋線開關(guān)，并能帶負(fù)荷遙控投、切饋線環(huán)網(wǎng)開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)，以及遙控調(diào)整變壓器的分接頭裝置；故障時(shí)，通過指控開關(guān)動(dòng)作，自動(dòng)隔離故障區(qū)域，恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電。事故告警功能報(bào)表功能對(duì)時(shí)功能6/3/2024實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

減少停電時(shí)間，提高供電可靠性?！笆掷帧碧岣吖╇娰|(zhì)量——變壓器輸出電壓和投切無(wú)功補(bǔ)償電容器節(jié)省總體投資——改變了原有的雙電源或多電源供電方式減少電網(wǎng)運(yùn)行與檢測(cè)費(fèi)用——能及時(shí)確定線路故障點(diǎn)及原因，縮短故障恢復(fù)時(shí)間，節(jié)省修復(fù)費(fèi)用6/3/2024饋線自動(dòng)化的模式

簡(jiǎn)易模式——裝設(shè)故障指示器，尋找人員需到現(xiàn)場(chǎng)查看并判斷故障區(qū)段基于重合器模式基于FTU模式6/3/20243.1基于重合器的饋線自動(dòng)化

重合器（Reclose）：具有多次重合功能和自具功能的斷路器，能夠檢測(cè)故障電流，并能在給定時(shí)間的遮斷故障電流，并進(jìn)行給定次數(shù)重合的控制裝置。特點(diǎn):重合功能：重合--多次3～4次，若永久性故障，則閉鎖；斷路器--一次自具功能：自帶控制和操作電源（如鋰電池）；其操作不受外界繼電器控制，而由微處理器控制6/3/2024自動(dòng)重合器的主要技術(shù)參數(shù)

額定電流額定電壓

最小脫扣電流被保護(hù)線路出現(xiàn)最小的故障電流時(shí)間－電流（t－I）特性：通常由一條快速（瞬時(shí)）動(dòng)作特性曲線和多條慢性（即延時(shí)）特性曲線組成，均具有反時(shí)限特性。重合器的第一次操作一般情況下都按快速動(dòng)作曲線整定，目的在于消除瞬時(shí)性故障；當(dāng)按慢速動(dòng)作曲線操作時(shí)，分閘時(shí)延時(shí)較長(zhǎng)，以便與線路上其它保護(hù)設(shè)備（熔斷器）相配合?！翱臁薄纯焖賱?dòng)作時(shí)間－電流特性跳閘“慢”——按某一條慢速動(dòng)作特性跳閘若發(fā)生線路永久故障時(shí)，當(dāng)分合閘順序完成后，如果重合失敗，則重合器將閉鎖在分閘狀態(tài)，需要手動(dòng)復(fù)位才能解除；若發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，循環(huán)動(dòng)作中無(wú)論哪一次重合成功，則終止后續(xù)的分、合動(dòng)作，經(jīng)一定的延時(shí)后又恢復(fù)到預(yù)先整定的狀態(tài)。6/3/2024分段器

線路自動(dòng)分段器（AutomaticLineSectionalizer）簡(jiǎn)稱分段器，是一種與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)設(shè)備相配合，在無(wú)電壓或電流的情況下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。其作用：隔離永久性故障。位置：串聯(lián)于重合器或斷路器的負(fù)荷側(cè)當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，電源側(cè)保護(hù)裝置切除故障線路，分段器的計(jì)數(shù)裝置進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)先整定的動(dòng)作次數(shù)之后，在重合器跳開故障線路的瞬間，分段器自動(dòng)斷開，使故障線路與系統(tǒng)絕緣開來(lái)。若未達(dá)到預(yù)先整定的次數(shù)，重合器再次重合，分段器不分段，如此可恢復(fù)線路的供電。6/3/2024分段器種類按介質(zhì)分：、真空、少油、空氣按控制功能分：電子控制、液壓控制按識(shí)別故障原理不同：過流脈沖計(jì)數(shù)型、“電壓－時(shí)間”型6/3/2024分段器與重合器的區(qū)別

分段器沒有短路開斷能力，也沒有t－I特性，只根據(jù)“記憶”的過電流脈動(dòng)次數(shù)動(dòng)作（或“感覺”到的“電壓－時(shí)間”狀態(tài)動(dòng)作）分段器只需承受短路電流；重合器還需能關(guān)合短路電流6/3/2024過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器

tttI主干線中電流狀態(tài)重合閘工作裝態(tài)分段器工作裝態(tài)負(fù)荷故障分閘（1）（2）（1）（2）分段器分閘并閉鎖重合器（斷路器）QF分段器分段器故障點(diǎn)主干分支分支發(fā)生永久性故障時(shí)tttI主干線中電流狀態(tài)重合閘工作裝態(tài)分段器工作裝態(tài)負(fù)荷故障分閘（1）（1）記憶消失發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)①重合器為“一快二慢”②分段器為2次計(jì)數(shù)的分段器③在永久性故障情況下，分段器達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù)后，自動(dòng)分閘將分支線隔離6/3/2024電壓－時(shí)間型重合式分段器

工作原理：憑借加壓、失壓的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制其動(dòng)作，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖參數(shù)：X時(shí)限（延時(shí)合閘時(shí)限）：（10s）指從分段器電源側(cè)加電壓至該分段器合閘的時(shí)間Y時(shí)限（延時(shí)分閘時(shí)限）：（5s）故障檢測(cè)時(shí)間，若分段器合閘后在未超過該時(shí)限的時(shí)間內(nèi)又失壓，則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電時(shí)也不再自動(dòng)重合。Z時(shí)限（閉鎖合閘時(shí)限）：（0.5s）為分段器從失壓到自動(dòng)跳閘之間得短暫延時(shí)為了使分段器可靠工作，設(shè)重合器得保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為t，則必須滿足t+Z<y<x6/3/2024假如故障發(fā)生在第五區(qū)段，這使位于變電站的斷路器或重合閘在保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t后跳閘，使所有重合式分段器都因斷電而分閘，所有區(qū)段停電。斷路器經(jīng)0.5s后第一次重合，Q1～Q4按預(yù)先定的合閘順序延時(shí)差（10s）合閘送電，Q1=10s，Q2=20s，Q3=30s，Q4=40s，若第五區(qū)段故障仍在，則Q4再跳，所有斷路器又再跳，所有區(qū)段再度停電，所有分段器又都分閘。不過這時(shí)Q4在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)（5s）檢測(cè)到又失去電壓，因而Q4閉鎖在分閘狀態(tài)，不再自動(dòng)重合。第二次重合器重合后，Q4閉鎖，則第五區(qū)段與電網(wǎng)隔離。QF第一區(qū)段第二區(qū)段第三區(qū)段第四區(qū)段第五區(qū)段Q1Q2Q3Q46/3/20243.2基于FTU的饋線自動(dòng)化

通過在變電站出口斷路器及戶外饋線分段開關(guān)處安裝柱上FTU，以及在配電變壓器處安裝TTU，并建設(shè)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)將它們和配電網(wǎng)控制中心的SCADA系統(tǒng)連接，再配合相關(guān)的處理軟件所構(gòu)成高性能系統(tǒng)。組成：一次設(shè)備，控制箱（FTU）、通信子系統(tǒng)、FA控制主站及SCADA/DMS主站五個(gè)層次6/3/2024典型基于FTU的饋線自動(dòng)化的組成配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)SCADAFTUFTU配電自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)：FTU：分段開關(guān)：聯(lián)絡(luò)開關(guān)：斷路器6/3/2024兩種饋線自動(dòng)化方式的比較

基于重合器的饋線自動(dòng)化基于FTU的饋線自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)有遠(yuǎn)方控制中心的干預(yù)無(wú)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜建設(shè)投資費(fèi)用低高對(duì)開關(guān)斷開能力的要求高相對(duì)低設(shè)備沖擊大小修改定值到現(xiàn)場(chǎng)通過通信系統(tǒng)6/3/20243.3故障區(qū)段的判斷和隔離

—基于FTU模式下的判別和隔離原理當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，各開關(guān)的信息由各自的FTU經(jīng)配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)上傳到上級(jí)控制中（SCADA），由控制中心根據(jù)各開關(guān)的信息，判斷出故障點(diǎn)所在區(qū)段之后，下發(fā)命令至相應(yīng)的FTU，由FTU跳開故障段兩側(cè)開關(guān)、閉合出線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)。缺點(diǎn)：①對(duì)通信網(wǎng)依賴性大②依賴上級(jí)站機(jī)，要求通信網(wǎng)和上級(jí)站絕對(duì)可靠③故障處理時(shí)間長(zhǎng)，幾十秒6/3/2024采用面保護(hù)技術(shù)進(jìn)行故障處理

根據(jù)保護(hù)自身檢測(cè)到的狀態(tài)和相鄰保護(hù)傳來(lái)的信息組成異或關(guān)系，當(dāng)本身狀態(tài)與相鄰保護(hù)傳來(lái)的信息相同時(shí)，則說(shuō)明故障不在本區(qū)段，開關(guān)不跳；相反，則可以判斷故障就在兩個(gè)相異開關(guān)之間。

012345我過流0過流我過流2過流1過流我過流3不過流2過流我不過流4不過流3不過流我不過流4不過流判據(jù)圖5－6故障區(qū)段自動(dòng)識(shí)別及隔離的面保護(hù)原理6/3/2024優(yōu)點(diǎn)：①涵蓋了集中式處理的優(yōu)點(diǎn)②動(dòng)作速度快（幾秒）缺點(diǎn)：①成本高②理論上簡(jiǎn)單，但要在“保護(hù)級(jí)”的水平上實(shí)現(xiàn)故障信息交流，還存在大量的技術(shù)難題。6/3/2024第四章配電自動(dòng)化地理

信息系統(tǒng)

——在構(gòu)建配電自動(dòng)化地理信息系統(tǒng)時(shí)，必須根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)要求，選擇合適GIS開發(fā)平臺(tái)，并與其他管理系統(tǒng)集成。因此，在構(gòu)建電力地理信息系統(tǒng)前，必須系統(tǒng)地掌握信息系統(tǒng)的基本理論和現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。6/3/2024GIS系統(tǒng)基本概念和基本功能

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,簡(jiǎn)稱GIS）是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層）空間中與地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的綜合技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、城市學(xué)、空間科學(xué)、信息和管理科學(xué)于一體的一門跨學(xué)科的新興邊緣學(xué)科，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，適時(shí)提供空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為決策服務(wù)的一類信息系統(tǒng)。GIS=CAD（計(jì)算機(jī)輔助制圖）+DATABASE（數(shù)據(jù)庫(kù)）+SPATIALOPERATION（空間操作）6/3/2024與一般的MIS系統(tǒng)相比，GIS系統(tǒng)具有以下特征

MIS系統(tǒng)在分析處理問題中只有屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，雖然存儲(chǔ)了圖形,但往往以文件形式等機(jī)械形式存儲(chǔ)，不能進(jìn)行有關(guān)空間數(shù)據(jù)的操作；GIS系統(tǒng)在分析處理問題時(shí)，不僅使用了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，而且通過數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析與應(yīng)用，從而提供了認(rèn)識(shí)地理現(xiàn)象的一種新的思維方法。MIS系統(tǒng)只是從局部業(yè)務(wù)出發(fā)的為自動(dòng)化管理服務(wù)的管理系統(tǒng)，不需要空間信息分析，而只是將數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一，對(duì)信息進(jìn)行收集、傳輸、處理和使用；GIS系統(tǒng)的成功應(yīng)用依賴于空間信息分析模型的研究與設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)空間分析并通過利用空間解析式模型來(lái)分析空間數(shù)據(jù)。

6/3/2024與一般的MIS系統(tǒng)相比，GIS系統(tǒng)具有以下特征GIS系統(tǒng)的成功應(yīng)用不僅取決于技術(shù)體系，而且依靠實(shí)施組成、系統(tǒng)管理員、技術(shù)操作員、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)者等一定的組織體系。MIS系統(tǒng)依賴于計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)，形成預(yù)測(cè)和決策功能，面向的是管理人員和決策人員；雖然信息技術(shù)對(duì)GIS系統(tǒng)的發(fā)展起著重要的作用，但是，人的因素在GIS系統(tǒng)的發(fā)展過程中越來(lái)越具有重要的影響作用。事實(shí)上，GIS系統(tǒng)許多應(yīng)用問題已經(jīng)超出技術(shù)領(lǐng)域的范疇。6/3/2024GIS在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

電業(yè)各部門具有極為緊密的聯(lián)系，這些部門都必須了解當(dāng)前設(shè)備的參數(shù)狀況、運(yùn)行狀況、用戶類型、用電量等實(shí)時(shí)信息，而且電網(wǎng)日趨復(fù)雜，饋線間的相互關(guān)系隨著城網(wǎng)改造而變得錯(cuò)綜復(fù)雜。一個(gè)立體式的饋線結(jié)構(gòu)即將擺在我們面前，面對(duì)如此復(fù)雜的拓?fù)潢P(guān)系、密集的電網(wǎng)、浩繁的設(shè)備、變遷的城區(qū)，以及對(duì)用戶的承諾，這就要求電力部門尋求現(xiàn)代化的技術(shù)手段來(lái)滿足其強(qiáng)烈的要求，正是在這種需求下，基于GIS（地理圖形系統(tǒng)）的電力綜合管理系統(tǒng)在電力生產(chǎn)的多方面逐漸得到了應(yīng)用。6/3/2024一、GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理的設(shè)備臺(tái)帳管理

一個(gè)電力設(shè)備有兩種屬性，一是當(dāng)它被生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候所獲得的，諸如生產(chǎn)廠家、出廠日期、變壓器銘牌、桿高、桿重、桿型、線型等，稱之為物理屬性。二是設(shè)備在投運(yùn)以后的投運(yùn)狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、維護(hù)記錄等，稱之為邏輯屬性。通常物理屬性與邏輯屬性是分開的，但GIS可以將之統(tǒng)一起來(lái)。例如：在1：500的精確城市地形圖背景上精確地建立配電網(wǎng)絡(luò)的線路長(zhǎng)度、線路走向、配變屬性、電桿屬性等設(shè)備臺(tái)帳資料，如在某一街道某一建筑物的門口有一電桿，桿上有配電變壓器為之供電，只要在GIS系統(tǒng)中找到該建筑物就可以找到為之供電的變壓器屬性及電桿屬性、線路屬性的相關(guān)資料，反之，找到配電變壓器即可知道它在哪條街、哪條巷的哪個(gè)點(diǎn)以及該配電變壓器的供電范圍、用戶情況，同時(shí)可以知道它在××線路的××電桿上和該線路、電桿的物理屬性、邏輯屬性。

通過GIS系統(tǒng)的應(yīng)用，配電系統(tǒng)管理中的設(shè)備臺(tái)帳管理功能得到了加強(qiáng)和細(xì)化。

6/3/2024GIS系統(tǒng)的臺(tái)帳管理及查詢包括以下內(nèi)容變電站：精確的地理位置、一次接線圖、平面圖、設(shè)備屬性資料及相互連接關(guān)系配電室：開閉所及小區(qū)配電室的地理位置及其數(shù)據(jù)庫(kù)資料、室內(nèi)一次接線圖、平面圖、設(shè)備資料及相互連接關(guān)系；用戶室：用戶室一次接線圖、室內(nèi)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)資料；架空線：架空線路的地理位置走向、線路的屬性資料、連接資料及電桿的類型、位置、屬性資料；桿上設(shè)備：地理位置、桿上配電變壓器、開關(guān)的屬性資料及實(shí)時(shí)信息；電纜、電纜溝：電纜地理位置走向和屬性資料、電纜溝任意位置剖面圖和地理信息。6/3/2024二、GIS系統(tǒng)為配電網(wǎng)理論線損提供便利

GIS系統(tǒng)建立以后，理論線損計(jì)算功能通過與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA）、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)（FA）的接口取得相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在結(jié)合GIS系統(tǒng)中的設(shè)備臺(tái)帳管理模塊的數(shù)據(jù)及拓?fù)浠呐潆娋W(wǎng)圖形數(shù)據(jù)計(jì)算理論線損，只要保證設(shè)備臺(tái)帳的完整和實(shí)時(shí)，輕點(diǎn)鼠標(biāo)即刻完成理論線損計(jì)算工作，同時(shí)還可分析理論線損與實(shí)際線損的差別，以圖形方式直觀的表示線損、線損率，即提高了工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度又保證了計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。6/3/2024三、GIS系統(tǒng)使快速故障處理、搶修成為可能當(dāng)配電線路發(fā)生故障時(shí)，饋線自動(dòng)化系統(tǒng)快速將該段線路進(jìn)行隔離并進(jìn)行電網(wǎng)重構(gòu)以后，故障線路的處理、搶修就提到了生產(chǎn)日程上來(lái)，在成百上千的線路中查找該段線路的運(yùn)行資料、臺(tái)帳資料以非易事，要找到該段線路的詳細(xì)地理位置就更難，若道路情況不熟悉，搶修人員趕到故障地點(diǎn)的時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)。6/3/2024GIS系統(tǒng)使快速故障處理、搶修成為可能GIS系統(tǒng)由于有精確的電子城市地理圖作為背景，有架空線路在電子地理圖的走向及屬性資料，有線路上的配電變壓器的屬性資料，有該段線路的用戶使用情況等資料，通過與饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的接口實(shí)時(shí)收集饋線的運(yùn)行狀態(tài)，就能在電子地理圖上準(zhǔn)確的標(biāo)記故障線路的位置，并運(yùn)用強(qiáng)大的圖形分析功能提供從搶修班到故障地點(diǎn)的最短路徑——最佳路徑選擇，同時(shí)為處理、搶修人員提供該段線路上的用戶情況、配電變壓器情況、電桿金具情況及相連接線路的情況等，輔助搶修人員對(duì)故障原因的分析及判斷，準(zhǔn)備相應(yīng)的搶修備件，更快、更高效的完成故障處理任務(wù)，為提高供電可靠性提供了一個(gè)技術(shù)手段。

6/3/2024四、GIS系統(tǒng)為用戶業(yè)擴(kuò)申請(qǐng)?zhí)峁┛焖俜从吃谟脩籼岢鲇秒娚暾?qǐng)時(shí)，工作人員由于不了解該用戶周圍的用電情況以及周圍的線路情況、配電變壓器情況，更不了解周圍的道路情況、建筑物情況；通常要親自到用戶的用電申請(qǐng)點(diǎn)去進(jìn)行初勘，即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而GIS系統(tǒng)在用戶提出用電申請(qǐng)時(shí)就能立即找到該用戶申請(qǐng)點(diǎn)的準(zhǔn)確地理位置，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)的數(shù)據(jù)很快給出滿足用戶用電申請(qǐng)要求的距離該點(diǎn)最近的電桿、配電變壓器、配電線路情況，同時(shí)可以快速將此生成與道路情況符合的架線方案、用電申請(qǐng)預(yù)算，大大減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，使此項(xiàng)用電服務(wù)快捷、省力。6/3/2024五、GIS系統(tǒng)的深化應(yīng)用

可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理系統(tǒng)中的短路電流計(jì)算、最大阻抗計(jì)算、各條配電線路的負(fù)荷預(yù)測(cè)、系統(tǒng)負(fù)荷的負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電網(wǎng)絡(luò)安全性分析等功能，同時(shí)通過GIS系統(tǒng)具有的強(qiáng)大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)分析、生成功能計(jì)算出斷電的影響范圍、動(dòng)態(tài)阻抗以及輔助給出配電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，GIS系統(tǒng)還可以同GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合，在電子地圖上實(shí)時(shí)反映出搶修車輛或搶修人員所在的具體位置，在故障搶修時(shí)能通知距離故障點(diǎn)最近的人員或車輛及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶修，這就為用電優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供了一個(gè)技術(shù)手段。6/3/2024第五章配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)問題6/3/2024供電電壓偏差供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，某一節(jié)點(diǎn)的世紀(jì)電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之差對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)，稱為該節(jié)點(diǎn)的電壓偏差。供電系統(tǒng)正常運(yùn)行方式是指系統(tǒng)中所有電氣元件均按預(yù)定工礦運(yùn)行。電壓的均方根值偏離額定值的現(xiàn)象稱為電壓變動(dòng)，電壓偏差屬于電壓變動(dòng)范圍。6/3/2024限值1、35kV及以上

正負(fù)偏差之和10％2、10kV及以下

3、220V單相

＋7％～－10％6/3/2024產(chǎn)生原因系統(tǒng)無(wú)功功率不平衡是系統(tǒng)電壓偏離標(biāo)稱值的根本原因。6/3/2024無(wú)功功率不足的危害1、對(duì)電氣設(shè)備的危害 用電設(shè)備是按照設(shè)備的額定電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，當(dāng)電壓偏離額定電壓較大時(shí)，用電設(shè)備的運(yùn)行性能就會(huì)惡化，不僅運(yùn)行效率低，很可能會(huì)由于過電壓或過電流而損壞。

2．對(duì)電網(wǎng)的危害

6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（1）對(duì)照明設(shè)備的影響

照明常用的白熾燈、熒光燈，其發(fā)光效率、光通量和使用壽命均與電壓有關(guān)。 當(dāng)電壓較額定電壓降低5％時(shí)，白熾燈的光通量減少18％；當(dāng)電壓降低10％時(shí)，光通量減少30％，使照度顯著降低； 當(dāng)電壓較額定電壓升高5％時(shí)，白熾燈的壽命減少30％；當(dāng)電壓升高10％時(shí)，壽命減少一半。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（2）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響轉(zhuǎn)矩滑差和轉(zhuǎn)矩有功損耗無(wú)功損耗電流例如，異步電動(dòng)機(jī)端電壓從額定電壓降至額定電壓的90％，則其最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將分別降至額定轉(zhuǎn)矩的81％，6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（2）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響轉(zhuǎn)矩滑差和轉(zhuǎn)矩有功損耗無(wú)功損耗電流例如，當(dāng)機(jī)端電壓比額定電壓降低10％時(shí)，對(duì)b＝2，SN＝2％的電動(dòng)機(jī)，即Ku＝0.9，KT＝1，得：s＝2.6％，滑差增大0.6％，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和功率減小了0.6％6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（2）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響轉(zhuǎn)矩滑差和轉(zhuǎn)矩有功損耗無(wú)功損耗電流與電機(jī)的負(fù)荷率有關(guān)，當(dāng)負(fù)荷率比較高時(shí)，機(jī)端電壓下降引起電流增大，在定子繞組和轉(zhuǎn)子中的損耗增大，電機(jī)總的損耗增大，反之降低。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（2）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響轉(zhuǎn)矩滑差和轉(zhuǎn)矩有功損耗無(wú)功損耗電流異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功電壓特性在機(jī)端電壓大于某一臨界值時(shí)，無(wú)功功率也將隨電壓的升高而增大，電壓越高，負(fù)荷率越低，其變化率越大，但電壓低于臨界值時(shí)，電壓降低反而會(huì)使無(wú)功增加，原因是電機(jī)漏抗上的無(wú)功損耗占了主要部分。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（2）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的影響轉(zhuǎn)矩滑差和轉(zhuǎn)矩有功損耗無(wú)功損耗電流6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（3）對(duì)電力變壓器的影響對(duì)空載損耗的影響對(duì)繞組損耗的影響對(duì)絕緣的影響對(duì)電力電容器的影響對(duì)家用電器的影響變壓器空載損耗包括鐵心損耗和附加損耗，鐵心損耗又稱為空載損耗，與鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，一般只占額定容量的千分之幾。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（3）對(duì)電力變壓器的影響對(duì)空載損耗的影響對(duì)繞組損耗的影響對(duì)絕緣的影響對(duì)電力電容器的影響對(duì)家用電器的影響在傳輸同樣功率的條件下，變壓器電壓降低，會(huì)使變壓器繞組電流增大，繞組的損耗增大，損耗大小與通過變壓器的電流的平方成正比。其損耗是空載損耗的幾～幾十倍，不能忽視。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（3）對(duì)電力變壓器的影響對(duì)空載損耗的影響對(duì)繞組損耗的影響對(duì)絕緣的影響對(duì)電力電容器的影響對(duì)家用電器的影響變壓器內(nèi)絕緣主要有變壓器油和絕緣紙。變壓器油分為熱老化和電老化。變壓器溫度升高會(huì)產(chǎn)生熱老化，電壓升高會(huì)加快電老化。絕緣的環(huán)境溫度越高、繞組中的電流越大，溫升越大，會(huì)使絕緣紙干燥發(fā)脆，機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生破壞。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（3）對(duì)電力變壓器的影響對(duì)空載損耗的影響對(duì)繞組損耗的影響對(duì)絕緣的影響對(duì)電力電容器的影響對(duì)家用電器的影響若一般使用年限為20年，長(zhǎng)期運(yùn)行在1.1倍額定電壓下，使用壽命將減少到44.48％，即僅為8～9年。6/3/20241、電壓偏差對(duì)電氣設(shè)備的影響（3）對(duì)電力變壓器的影響對(duì)空載損耗的影響對(duì)繞組損耗的影響對(duì)絕緣的影響對(duì)電力電容器的影響對(duì)家用電器的影響家用電器中85％為單相異步電動(dòng)機(jī)，其工作原理類似于三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓過低會(huì)影響電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電壓過高會(huì)使絕緣損壞或由于勵(lì)磁過大而過電流。6/3/20242、電壓偏差對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響（1）對(duì)功角穩(wěn)定的影響

同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩決定于作用在其軸上的轉(zhuǎn)矩，但轉(zhuǎn)矩變化時(shí)轉(zhuǎn)速也將相應(yīng)的發(fā)生變化。正常運(yùn)行時(shí)，原動(dòng)機(jī)的功率與發(fā)電機(jī)的輸出功率是平衡的，因此發(fā)