南京電研-配網(wǎng)自動化講座.ppt

1、據(jù)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)介紹，南京電研電力自動化股份有限公司2011/3/20，配電自動化與管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，綜合配電網(wǎng)實時信息與離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)殘奧儀表、地理信息， 構(gòu)建全自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行和事故的實時配電自動化和配電管理系統(tǒng)集成的系統(tǒng)。配電自動化及管理系統(tǒng)、主要內(nèi)容、一、配網(wǎng)自動化的要點識別二、一般配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三、配網(wǎng)自動化的分層結(jié)構(gòu)四、配網(wǎng)自動化站側(cè)設(shè)備五、配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)六、以故障處理為目的的供應(yīng)商自動化方案、一、 配網(wǎng)自動化的點配電自動化對象面向系統(tǒng)構(gòu)成實施配電系統(tǒng)自動化的意義配電系統(tǒng)自動化實施前提配電網(wǎng)改造的原則和基本要

2、求開關(guān)類型(包括開閉所和環(huán)網(wǎng)內(nèi)的開關(guān))對10kV開關(guān)的基本要求故障處理模式、面向配電自動化對象， 配電系統(tǒng)自動化的參與范圍主要指10kV中壓系統(tǒng)，一般由變電站主變的配電自動化主要處理該中壓網(wǎng)的一次設(shè)備(開閉站、環(huán)網(wǎng)盤、柱上開關(guān)、變壓器)的監(jiān)測和控制。 系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)一般由配電網(wǎng)主站配電子站(常設(shè)于變電站內(nèi)，可選)的層次構(gòu)成。 提高配電遠(yuǎn)端(FTU、DTU等)通信網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)圖、配電網(wǎng)主站、配電系統(tǒng)自動化的實施意義，提高供電可靠性，縮短故障判別、隔離定及非故障段恢復(fù)供電時間。 減少了電網(wǎng)故障引起的巨大損失。 改善電力質(zhì)量，為用戶提供最高品質(zhì)的電力。 改善用戶服務(wù)水平提高配電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)性

3、，提高設(shè)備利用率(減少備用容量)降低配電網(wǎng)運行維護(hù)費用，降低線損，最大限度提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了配電網(wǎng)一次設(shè)施的科學(xué)合理修訂，保證了配電系統(tǒng)的長期最優(yōu)可持續(xù)發(fā)展。 配電系統(tǒng)自動化實施前提是，強(qiáng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理分配負(fù)載，根據(jù)線路供電半徑合理規(guī)劃供電區(qū)域，供電區(qū)域不重復(fù)的線路還有合適的備用容量，滿足故障時負(fù)載轉(zhuǎn)移的要求。 按配電系統(tǒng)自動化的要求改造配電網(wǎng)，按負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求修訂新線路的設(shè)置。 良好的初級設(shè)備。配電系統(tǒng)自動化實施前提(續(xù))、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和整理需要采集更詳細(xì)的初級設(shè)備屬性。 修訂配電線內(nèi)的負(fù)荷，預(yù)測用戶的消耗電力需求。 收集有關(guān)配電線路的數(shù)據(jù)(電壓、電流

4、、保護(hù)配置及一定值等)。 比較完備的配電網(wǎng)一次電路圖(現(xiàn)狀)。 配電網(wǎng)改造的原則和基本要求是配電網(wǎng)自動化實施的前提中最重要的是具有較強(qiáng)的初級配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 這一具體要求可以參考城市中低壓配電網(wǎng)的改造技術(shù)指南，主要要求有以下幾個方面：首先合理分配負(fù)載，根據(jù)線路供電半徑合理規(guī)劃供電區(qū)域，避免供電區(qū)域重復(fù)的線路上還有合適的備用容量， 滿足故障時負(fù)載轉(zhuǎn)移要求的配電系統(tǒng)自動化要求，改造配電網(wǎng)，根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)移要求，修訂新線路設(shè)置的良好一次設(shè)備配電網(wǎng)改造原則和基本要求(續(xù))為環(huán)網(wǎng)供電， 實現(xiàn)開環(huán)運行的線路供電半徑小于3公里的導(dǎo)線截面選擇滿足10年的負(fù)載發(fā)展需求線路容量比滿足負(fù)載轉(zhuǎn)移的要求，具體要求如下：線路安

5、裝總?cè)萘吭?3000kva以下，該數(shù)值因變電站的線路開關(guān)容量而異，每級安裝容量在2500kva以下實施該功能是減少網(wǎng)損、提高線路供電能力、提高功率質(zhì)量的有效措施。 開關(guān)類型(包括開關(guān)所和環(huán)網(wǎng)內(nèi)的開關(guān))、1、電流類型的定位保護(hù)功能(斷路器)能夠檢測故障電流，具有消弧能力，能夠拉開故障電流，使故障電流重疊，成本高2、電壓類型(重疊器)具有重疊故障電流的能力。 3 .普通負(fù)載開關(guān)沒有消弧能力(雖然沒有切斷故障電流的能力，但允許在特殊情況下切斷負(fù)載電流)，對于10kV開關(guān)的基本要求，有自動化接口，電壓、電流及開關(guān)狀態(tài)的電動操作機(jī)構(gòu)收集直流24V， 線路停電時從備用電池供電，保證開關(guān)的遠(yuǎn)程操作能完成的負(fù)

6、載開關(guān)，重疊器，故障處理模式，1，定位控制的饋電線自動化電壓型定位隔離故障(重疊器)電流型定位故障隔離(斷路器) 2， 有通信集中控制的配電自動化配電主站涉及的故障處理(通常負(fù)載開關(guān))，2，一般配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，單電源放射線2電源引線3電源引線手環(huán)網(wǎng)線4電源引線手環(huán)網(wǎng)線46網(wǎng)絡(luò)線路多電路平行式線路(開閉處線路)，2電源引線網(wǎng)絡(luò)，分段，分段， 分段、聯(lián)系、3電源接線網(wǎng)絡(luò)、4電源字供電網(wǎng)絡(luò)、電源字供電網(wǎng)絡(luò)。 段、聯(lián)絡(luò)、聯(lián)絡(luò)、聯(lián)絡(luò)、46網(wǎng)絡(luò)配線、電纜系統(tǒng)2電源提供環(huán)、多重平行供電、中壓架線網(wǎng)絡(luò)配線、配線方式可采用2電源提供環(huán)配線、3電源提供環(huán)配線、4電源提供環(huán)配線CB1，S1，S2，S3， 四段： 75

7、提案：二至三段，三段，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)，四，配網(wǎng)自動化站側(cè)設(shè)備，F(xiàn)TU各種柱上開關(guān)及環(huán)網(wǎng)盤控制器DTU配電站，開閉所控制器子站收集遠(yuǎn)方終端信號配網(wǎng)主站，F(xiàn)TU(NSA3100HF ) 傳輸兩組三相交流電壓和一組三相交流電流模擬輸入(用于保護(hù)和測量)，其基本內(nèi)容包括電壓、電流、頻率， 有功率和功率因數(shù)的2路直流量變送器輸入和一組電池的啟動和激活遙控器輸出的停止4路無源空節(jié)點遙控器輸出遙測越受限制警告和上傳越受限制饋送器停電是自動識別停電時刻負(fù)荷數(shù)據(jù)上傳的遙測定時保存功能， 可設(shè)定保存周期裝置警告、遠(yuǎn)程操作、殘奧儀表修正事件日志及事件SOE此時，可從可遠(yuǎn)程操作的101、104、DNP3.0等

8、各種通信協(xié)議中進(jìn)行選擇。 配置各種接口，包括串行RS232、RS485和10/100 m以太網(wǎng)端口。FTU(NSA3100HF )、硬件構(gòu)成本裝置主要有電源板：裝置電源輸入、2路直流量變送器輸入和一組電池啟動和激活遙控器輸出停止管理板： RS232、RS485以及10/100M以太網(wǎng)通信端口； 保護(hù)控制板： 6路交流電壓3路交流輸入、1路零相電流輸入、16路遙信號輸入、4路遙控器輸出通信板： bluetooth、GPRS模塊(兩個模塊選項)。 配置原則：所有插件均標(biāo)準(zhǔn)配備，將電池、充放電模塊、空開、燈放入不銹鋼儲物柜。FTU(NSA3100HF )、DTU(NSA3100HD )、主要功能是通

9、過配置最大96路的開關(guān)量，能夠?qū)㈤_關(guān)量輸入到24v(110v、220V )的光電隔離輸入。 最多配置6組三相交流電壓和6組三相交流電流模擬輸入，其基本內(nèi)容可配置電壓、電流、頻率、功率及功率因數(shù)的6路直流量變送器輸入， 相應(yīng)地需要減少交流模擬量輸入個數(shù)通過配置最多24路的無源空節(jié)點能夠構(gòu)成遙控器輸出的遙控器測量越受限制警告和上傳越受限制饋電停電是自動識別停電時刻負(fù)荷數(shù)據(jù)并上傳的遙控器測量定時保存功能， 可設(shè)定保存周期可從裝置警告、遠(yuǎn)程操作、殘奧儀表修正事件日志以及事件SOE 101、104、DNP3.0等各種通信協(xié)議中選擇。 配置各種接口，包括串行RS232、RS485和10/100 m以太網(wǎng)端

10、口。 DTU(NSA3100HD )、硬件構(gòu)成本裝置主要有電源板：裝置電源輸入和管理板： RS232、RS485和10/100M以太網(wǎng)通信端口； 交流采樣板： 3路交流電壓3路交流輸入、16路遙信號輸入、4路遙控器輸出直流采集板： 6路直流量輸入、13路遙信號輸入、4路遙控器輸出通信板： bluetooth、GPRS模塊(兩模塊選項)。 配置原則：需要電源板、管理板和通信板，交流采集板和直流采集板根據(jù)需要配置，最多可配置6塊。 DTU(NSA3100HD )、從站(NSA3100HR )、主要功能可從IEC101、104、DNP3.0等各種通信規(guī)約中選擇。 配置各種接口，包括串行RS232、R

11、S485和10/100M以太網(wǎng)端口。 配備了GPRS和藍(lán)牙通信模塊。 硬件構(gòu)成本裝置主要有電源板和裝置電源輸入和管理板： RS232、RS485及10/100M以太網(wǎng)通信端口； 通信板：藍(lán)牙、GPRS模塊(兩個模塊選項)。 一般配置安裝在變電站或變電站的集體屏幕或散料上。 從站(NSA3100HR )、特點、功能完善配網(wǎng)自動化各種FTU、DTU、RTU站側(cè)饋線自動化功能可靠性高電磁兼容達(dá)到國家最高標(biāo)準(zhǔn)，多年惡劣環(huán)境運行經(jīng)驗適用性高，可與各種交換設(shè)備結(jié)合使用，支持多種通信方式和通信協(xié)議易于使用的模塊結(jié)構(gòu)在主站(從站)和站端(FTU、DTU )的通信中，多使用光纖自完成型網(wǎng)絡(luò)和光纖以太網(wǎng)方式。常用

12、的光纖自愈環(huán)網(wǎng)和FSK總線網(wǎng)的模式圖，6，以故障處理為主要目的的饋線自動化方案，7 主計算機(jī)系統(tǒng)同時與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)對應(yīng)通信依賴性強(qiáng)的分布式智能控制建立了不依賴于上位命令的自動控制網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)和控制分布式智能控制，網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)原理是故障時誰先跳閘的問題、傳統(tǒng)的電流保護(hù)的問題加起來， 出口保護(hù)的工作時間過長的網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)原理：故障時上下級聯(lián)的多級交換機(jī)相互通信，在感到故障電流的交換機(jī)中進(jìn)行仲裁，使離故障點最近的交換機(jī)快速跳閘，該合適的交換機(jī)轉(zhuǎn)移到備份仲裁是各保護(hù)的“啟動狀態(tài)”分布式知識分子該方式經(jīng)濟(jì)、靈活、有效，綜合檢測電壓和電流，在有開關(guān)動作次數(shù)少、處理時間短的通信線路的情況下，能夠在配電終端之間進(jìn)

13、行信息交換，更有效地隔離故障，實現(xiàn)非故障級的轉(zhuǎn)移供電(不需要試投入，沒有多馀的開閉動作) :配電終端與斷路器組合使用時，是多級開關(guān)串聯(lián)的環(huán)網(wǎng)，在故障時自動實現(xiàn)配電線上下保護(hù)的配電終端與負(fù)載開關(guān)組合使用時，在多級開關(guān)串聯(lián)的環(huán)網(wǎng)中，變電站出口開關(guān)因故障而跳閘后，可以快速跳閘離故障點最近的電源側(cè)負(fù)載開關(guān)，從而隔離故障在主站存在的情況下，可根據(jù)需要使用集中控制和分散智能結(jié)合的故障后網(wǎng)絡(luò)重建方案，分散智能和集中控制相互備份，網(wǎng)絡(luò)重建方案的可靠性大大提高。 1、由斷路器(重合器)開關(guān)組成的“手柄”環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)(無通信或通信系統(tǒng)故障)、F1故障點。 QF1延遲0.3秒保護(hù)跳閘和閉合，S1和S2失電延遲100

14、ms分門，S3單側(cè)失壓時10s接通成功，S2得電延遲2秒接通成功，S1不匹配負(fù)載側(cè)得到通電功能，保持分門狀態(tài)，隔離故障，結(jié)束轉(zhuǎn)移供電。 F2故障點。 S1速斷保護(hù)動作跳閘，沒有發(fā)生QF1保護(hù)延遲，因此自動關(guān)閉。 S2脫電延遲100ms柵極。 S1延遲1秒，與故障重疊，再次跳閘并鎖定的同時，S2檢測殘壓脈沖并關(guān)閉(分鐘)，隔離故障，S3單側(cè)軋制時10s接通成功，轉(zhuǎn)移供電結(jié)束。 F3故障點。 S1速斷保護(hù)動作跳閘，QF1保護(hù)關(guān)閉。 S2脫電延遲100ms柵極。 S1延遲1秒重疊成功，啟動短時間10秒鎖定繼電保護(hù)功能。 S2 :電延遲接通2秒鐘，一旦發(fā)生故障，立即跳閘關(guān)閉，隔離故障，此時S1 :短時

15、間內(nèi)關(guān)閉保護(hù)，不動作，QF1保護(hù)關(guān)閉，與此同時，S3 :檢測到殘壓脈沖關(guān)閉(位于分鐘位置)，恢復(fù)供電。 由斷路器(重合器)開關(guān)構(gòu)成的“指南”環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)(光纖通信和專用通道設(shè)置)、F1故障點。 QF1延遲0.3秒保護(hù)跳閘和閉合、S1失電延遲100ms制動、隔離故障、S3單側(cè)失壓時10s接通成功、轉(zhuǎn)移供電結(jié)束。 F2故障點。 通過S1行程、QF1保護(hù)返回、(S1可根據(jù)需要設(shè)置一次再接通，再接通失敗后解除門鎖定) S2通信得知故障在自己上方，自動門鎖定，隔離故障，S3單側(cè)軋制時10s接通成功，轉(zhuǎn)移供電結(jié)束。 F3故障點。 通過信息交互通知，得知故障點在S2下，S2跳閘，隔離故障，關(guān)閉QF1、S1保護(hù)

16、，通過S3通信得知故障在自己上，中止“軋制時投入”功能，停止投入轉(zhuǎn)移供電，恢復(fù)供電。 2、由負(fù)載開關(guān)組成的“指南”環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)(無通信和通信系統(tǒng)故障)、F1故障點。 由于QF1保護(hù)跳閘、S1、S2失電延遲門、QF1重疊、瞬時性故障則QF1重疊成功、S1得電延遲5s投入成功、S2得電延遲5s投入成功、S3“單側(cè)失壓時投入”功能延遲未恢復(fù)，因此處理結(jié)束。 如果是永久故障，則QF1重接通失敗和關(guān)閉，檢測S1殘壓脈沖并關(guān)閉(分鐘)以隔離故障，S3單側(cè)軋制時10s接通成功，S2得電延遲5s接通成功，轉(zhuǎn)移供電結(jié)束。 F2故障點。 QF1保護(hù)跳閘、S1、S2失電延遲分門、QF1疊加成功、S1得電延遲5s接通、瞬時性故障則接通成功、同時“短時間閉鎖失電分門”功能啟動、S2得電延遲5s接通成功、S3“單側(cè)失壓時接通”功能因延遲而未恢復(fù)如果是永久故障，