配电自动化系统chapter课件.ppt

1、中国矿业大学电气工程系新技术新技术-2-2基于故障投诉的配电网故障定位不精确推理基于故障投诉的配电网故障定位不精确推理利用电流互感器为利用电流互感器为FTU提供电源提供电源利用测量电流互感器检测故障电流利用测量电流互感器检测故障电流县级电网综合自动化系统县级电网综合自动化系统中国矿业大学电气工程系县级电网综合自动化系统县级电网综合自动化系统 与城市电网相比，农村电网具有供电半径长、与城市电网相比，农村电网具有供电半径长、负荷密度小的特点，因此在建设农村电网的自负荷密度小的特点，因此在建设农村电网的自动化系统时，应采用集成化的策略减少设备冗动化系统时，应采用集成化的策略减少设备冗余，在考虑先进性

2、的同时更加注重实用性，从余，在考虑先进性的同时更加注重实用性，从而使自动化系统具有较大的投资收益率。而使自动化系统具有较大的投资收益率。如果将在大城市采用的先进而且豪华的自动化如果将在大城市采用的先进而且豪华的自动化 配置应用于用电负荷很小的小县城显然会造成较配置应用于用电负荷很小的小县城显然会造成较大的浪费。大的浪费。中国矿业大学电气工程系因此集县级电网调度自动化、变电站集中控制、因此集县级电网调度自动化、变电站集中控制、县城配电网自动化、配电变压器自动监测与自县城配电网自动化、配电变压器自动监测与自动抄表、配电地理信息管理动抄表、配电地理信息管理(DGIS)以及以及Internet Web

3、信息发布功能于一体的县级电网综合自动信息发布功能于一体的县级电网综合自动化系统化系统(County Powernet Integrated Automation System)逐渐成为比较理想的选择。逐渐成为比较理想的选择。中国矿业大学电气工程系l CpiAS集成化地实现县调自动化系统、无人值守变集成化地实现县调自动化系统、无人值守变电站集中控制自动化系统和配电网自动化系统的电站集中控制自动化系统和配电网自动化系统的SCADA功能，延伸了电网实时监视与控制范围，消功能，延伸了电网实时监视与控制范围，消除了不同应用系统建设过程中系统互联接口缝隙和除了不同应用系统建设过程中系统互联接口缝隙和信息信

4、息“孤岛孤岛”形成的根源，减少了不同应用系统建形成的根源，减少了不同应用系统建设过程中设备配置冗余，提高了资源利用率，降低设过程中设备配置冗余，提高了资源利用率，降低了系统建设费用。了系统建设费用。l CpiAS采用统一的平台、一体化的设计，实现县电采用统一的平台、一体化的设计，实现县电力局从电网运行控制、生产管理、电能营销、客户力局从电网运行控制、生产管理、电能营销、客户服务的全过程控制与管理，实现了信息共享、减少服务的全过程控制与管理，实现了信息共享、减少了信息冗余、加快了信息传递，提高了县电力局现了信息冗余、加快了信息传递，提高了县电力局现代化服务水平。代化服务水平。中国矿业大学电气工程

5、系中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系1 县级电网调度自动化的层次结构县级电网调度自动化的层次结构l第一层为县级电网综合自动化系统主站，第一层为县级电网综合自动化系统主站，般可采用般可采用Windows 2000操作系统，选择标准商用数据库管理操作系统，选择标准商用数据库管理系统系统MS SQL 2000，双机双网结构，客户机服务器双机双网结构，客户机服务器体系，面向对象多线程结构设计，数据软总线标准、体系，面向对象多线程结构设计，数据软总线标准、WEB发布确保系统的实时性、开放性、数据共享、友发布确保系统的实时性、开放性、数据共享、友好的图形界面、易操作、易维护；好的图形界面、易操作

6、、易维护；l第二层为综自变电站层第二层为综自变电站层(或或RTU)和配电自动化子站层，和配电自动化子站层，配电子站用于配电子站用于RTU、FTU的信息集结，减轻主站通信的信息集结，减轻主站通信负担，提高速度和可靠性。综自变电站层用于集结综负担，提高速度和可靠性。综自变电站层用于集结综自间隔层的保护监控设备。自间隔层的保护监控设备。l第三层为配电自动化终端层，主要包括第三层为配电自动化终端层，主要包括RTU和和FTU等，等，以及综自间隔层的保护监控设备等。以及综自间隔层的保护监控设备等。中国矿业大学电气工程系2 利用测量电流互感器检测故障电流利用测量电流互感器检测故障电流l传统的故障电流检测方法

7、是利用传统的故障电流检测方法是利用保护电流互感器保护电流互感器，但是为了提高测量精度，还需要加装但是为了提高测量精度，还需要加装测量电流互测量电流互感器感器实现较精确的电流测量功能，对于配电自动实现较精确的电流测量功能，对于配电自动化系统，尤其是安装在户外的柱上馈线开关，同化系统，尤其是安装在户外的柱上馈线开关，同时加装保护电流互感器和测量电流互感器不仅使时加装保护电流互感器和测量电流互感器不仅使之体积较大，而且也增加了其造价。之体积较大，而且也增加了其造价。l解决方案之一是在牺牲电流测量精度的前提下，解决方案之一是在牺牲电流测量精度的前提下，仅安装保护电流互感器，因为对于流过馈线开关仅安装保

8、护电流互感器，因为对于流过馈线开关电流的监测可以是粗线条的，因为不必要为了一电流的监测可以是粗线条的，因为不必要为了一点点收益就频繁改变运行方式。点点收益就频繁改变运行方式。中国矿业大学电气工程系l 由于测量电流互感器的选取是在通过最大负由于测量电流互感器的选取是在通过最大负荷电流时不饱和，因此通过检测测量电流互感荷电流时不饱和，因此通过检测测量电流互感器的二次电流是否出现饱和现象可以判断其一器的二次电流是否出现饱和现象可以判断其一次侧是否流过故障电流。次侧是否流过故障电流。中国矿业大学电气工程系3 利用电流互感器为利用电流互感器为FTU提供电源提供电源l安装于户外柱上开关处的安装于户外柱上开

9、关处的FTU的可靠供电是配的可靠供电是配电自动化系统的关键技术之一。电自动化系统的关键技术之一。l一般采用在开关两侧加装电压互感器的方法直一般采用在开关两侧加装电压互感器的方法直接从接从10kv线路一侧提取电源，但会增加开关的线路一侧提取电源，但会增加开关的造价；造价；l若采用户外式电压互感器装在开关本体之外，若采用户外式电压互感器装在开关本体之外，则安装复杂又影响美观；则安装复杂又影响美观；l将采用户内式电压互感器装在开关本体之内，将采用户内式电压互感器装在开关本体之内，则使开关显得非常笨重。则使开关显得非常笨重。中国矿业大学电气工程系l 因此有人提出了利用电流互感器为因此有人提出了利用电流

10、互感器为FTU提供电提供电源的解决方案，省去电压互感器，无须与源的解决方案，省去电压互感器，无须与10kV线路相连，使开关结构及接线简化。线路相连，使开关结构及接线简化。l从电流互感器采集能量，作为从电流互感器采集能量，作为FTU的工作电源的工作电源和开关的操作电源以及为储能电机和通信传输和开关的操作电源以及为储能电机和通信传输设备提供所需要的能量，我们称这种方案为设备提供所需要的能量，我们称这种方案为CT电源。电源。中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系l 利用电流互感器利用电流互感器FTU提供电源的方案的不足之提供电源的方案的不足之处在于：处在于：当电流互感器二次侧电流很小时，往当电

11、流互感器二次侧电流很小时，往往不能完全依靠电流互感器确保往不能完全依靠电流互感器确保FTU和通信传和通信传输设备的供电要求，而必须借助蓄电池的能量输设备的供电要求，而必须借助蓄电池的能量，l如果这种情形持续的时间过长，则会因用光了如果这种情形持续的时间过长，则会因用光了蓄电池的能量而影响正常工作，因此必须根据蓄电池的能量而影响正常工作，因此必须根据实际负荷水平合理地选取实际负荷水平合理地选取CT的变比，避免其的变比，避免其二次侧电流经常性地处于很小的水平。二次侧电流经常性地处于很小的水平。中国矿业大学电气工程系l 从现代电力电子技术的角度看，利用电流互从现代电力电子技术的角度看，利用电流互感器

12、为感器为FTU提供电源的提供电源的CT电源实际上是一种电电源实际上是一种电流输入、电压输出的高频开关功率变换器。流输入、电压输出的高频开关功率变换器。l在技术上已经相当成熟。在技术上已经相当成熟。l采用脉冲宽度调节采用脉冲宽度调节(PWM)的高频开关功率变换的高频开关功率变换技术，即使在输入电流较大的变化内，也可以技术，即使在输入电流较大的变化内，也可以得到各种电压等级的输出电压，常用的有得到各种电压等级的输出电压，常用的有AC220V、AC110V、AC220V、DC110V、DC48V、DC24V等。等。中国矿业大学电气工程系4 基于故障投诉的配电网故障定位不精确推理基于故障投诉的配电网故

13、障定位不精确推理l配电自动化只能覆盖负荷密集区域；配电自动化只能覆盖负荷密集区域；l分步实施；分步实施；l在尚未建设配电自动化的区域，仍是依靠用户在尚未建设配电自动化的区域，仍是依靠用户投诉电话来获得故障信息的，故障投诉推理是投诉电话来获得故障信息的，故障投诉推理是配电网故障定位和诊断的有效手段。配电网故障定位和诊断的有效手段。l即使在实现了配电自动化的区域，基于用户投即使在实现了配电自动化的区域，基于用户投诉信息的配电网故障定位系统也可以作为配电诉信息的配电网故障定位系统也可以作为配电自动化设备失灵时的备用手段。自动化设备失灵时的备用手段。l甚至可将配电自动化系统上报的故障信息看作甚至可将配

14、电自动化系统上报的故障信息看作一种特殊的投诉信息，据此得出故障定位结果。一种特殊的投诉信息，据此得出故障定位结果。中国矿业大学电气工程系配电自动化的地位配电自动化的地位发电厂配电网高压变电站输电线用户能量管理系统(EMS)配电管理系统(DMS)AGC需方管理配电SCADA调度自动化中国矿业大学电气工程系配电自动化的内容配电自动化的内容调度员培训模拟系统工作管理系统网络分析和优化远方抄表与计费自动化负荷监控与管理需方管理）地理信息系统（变压器巡检与无功补偿馈线自动化开闭所、变电站自动化进线监视系统配电配电自动化系统GISkVSCADADASDMS10)(中国矿业大学电气工程系第一章第一章l常用概

15、念和术语常用概念和术语l意义意义l基本功能基本功能l难点难点l发展和现状发展和现状中国矿业大学电气工程系第二章第二章l调制解调器、复接分接器调制解调器、复接分接器l配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求l各种通信方式的原理、结构、特点、典型应用各种通信方式的原理、结构、特点、典型应用中国矿业大学电气工程系第三章第三章lRTUl基本功能基本功能l分类分类l直流采样和交流采样直流采样和交流采样l环境温度和湿度环境温度和湿度l状态量采集状态量采集l小电流接地选线小电流接地选线中国矿业大学电气工程系第四章第四章重合器重合器分段器分段器v电压时间型分段器重合器与分段器配合实现故障区段隔离重

16、合器与分段器配合实现故障区段隔离基于基于FTU的馈线自动化的组成的馈线自动化的组成FTU性能要求性能要求TTU配电网故障判断与隔离配电网故障判断与隔离馈线自动化的电源馈线自动化的电源励磁涌流、接点抖动与遥信误报励磁涌流、接点抖动与遥信误报中国矿业大学电气工程系第五章第五章l配电配电SCADA的内容的内容l根据实际情况设计配电根据实际情况设计配电SCADA系统系统中国矿业大学电气工程系第六章第六章l电能表电能表l抄表计费的方式抄表计费的方式l远程自动抄表远程自动抄表l远程自动抄表系统的设计远程自动抄表系统的设计中国矿业大学电气工程系第七章第七章l负荷控制系统的概念和类型负荷控制系统的概念和类型l负荷控制终端负荷控制终端l负荷控制系统的结构和功能负荷控制系统的结构和功能l设计设计中国矿业大学电气工程系第八章第八章l地理信息系统的发展和现状地理信息系统的发展和现状l硬件配置硬件配置l软件配置软件配置l功能功能l基于基于WEB的典型系统配置的典型系统配置中国矿业大学电气工程系第九章第九章l计算机网络的基本要素计算机网络的基本要素l硬件选择硬件选择l拓扑结构拓扑结构l软件软件l方案设计方案设计中国矿业大学电气工程系考试有关考试有关l填空、简答、分析、综合填空、简答、分析、综合l80+20l考试时间考试时间l考试前一天答疑考试前一天答疑 教教4-105B