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1、第11章 配电系统的自动化 南京师范大学电气学院2004年11月制作供配电技术供配电技术本章主要内容本章主要介绍供配电系统当中的新技术配电网综合自动化变电站综合自动化11.1 配电网综合自动化 概述概述 配电网络在电力网中主要起分配电能作用的网络。11.1 配电网综合自动化11.1 配电网综合自动化配电管理系统的功能配电管理系统的功能配电管理系统的功能配电管理系统的功能1 1配电网配电网SCADASCADA功能功能 配电网的配电网的SCADASCADA既包括变电站既包括变电站SCADASCADA功能，即变电所功能，即变电所内自动化，通过传统的变电站内自动化，通过传统的变电站RTURTU装置来收
2、集配电网装置来收集配电网实时数据，进行数据处理及对配电网进行安全监视实时数据，进行数据处理及对配电网进行安全监视控制外；还包括沿馈线分布面向现场的控制外；还包括沿馈线分布面向现场的F FRTURTU，用，用以实现馈线自动化的远动功能。以实现馈线自动化的远动功能。另外，配电网另外，配电网SCADASCADA系统还具有故障记录和越限报警系统还具有故障记录和越限报警处理、事件顺序记录、扰动后记录、历史数据存储处理、事件顺序记录、扰动后记录、历史数据存储和报表管理以及必备的计算和图形编辑等功能。和报表管理以及必备的计算和图形编辑等功能。11.1 配电网综合自动化2 2负荷管理功能（负荷管理功能（LML
3、M）削峰削峰和和降压减载降压减载是负荷管理的两个主要功能。是负荷管理的两个主要功能。配电管理系统的负荷管理一般均应具有以下监视和配电管理系统的负荷管理一般均应具有以下监视和控制功能：控制功能：（1 1）对变电站馈电线路的负荷进行监视，以验证是）对变电站馈电线路的负荷进行监视，以验证是否达到正常和紧急运行状态下所要求压低的负荷水否达到正常和紧急运行状态下所要求压低的负荷水平；平；（2 2）监视各个开关的状态，这是当负荷管理采取补）监视各个开关的状态，这是当负荷管理采取补救措施所必需的系统配置信息。救措施所必需的系统配置信息。11.1 配电网综合自动化3 3馈线自动化馈线自动化 馈线自动化是指，在
4、正常情况下，远方实时监视馈馈线自动化是指，在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。段以及恢复对非故障区域供电。11.1 配电网综合自动化3 3馈线自动化馈线自动化11.1 配电网综合自动化4 4配电网高级应用软件（配电网高级应用软件（PASPAS）u网络建模和拓扑网络建模和拓扑u负荷预测负荷预测u状态估计状态估计u潮流
5、计算潮流计算u无功优化与补偿无功优化与补偿u网络结构优化和重构网络结构优化和重构 11.1 配电网综合自动化5 5配电网地理信息系统（配电网地理信息系统（GISGIS）配电网地理信息系统以直观的地理图形为用户提供配电网地理信息系统以直观的地理图形为用户提供整个配电网各地区、各变电站、馈线的配置资料和整个配电网各地区、各变电站、馈线的配置资料和信息资料，主要包括以下功能：信息资料，主要包括以下功能：拓扑网络重着色拓扑网络重着色 自动动态连接自动动态连接 小区分割处理小区分割处理 跳闸事件报告跳闸事件报告 与与AutoCADAutoCAD双向接口双向接口 能接入第三方软件能接入第三方软件 11.1
6、 配电网综合自动化配电网综合自动化系统通信系统配电网综合自动化系统通信系统 1 1配电线载波通信（配电线载波通信（DLCDLC）2 2光纤通信光纤通信 3 3无线电通信无线电通信 4 4租用电话线租用电话线 5 5电视电缆电视电缆 6 6综合通信系统综合通信系统 11.1 配电网综合自动化配电网自动化的发展趋势配电网自动化的发展趋势 1从多岛化到集成的DMS 2配电网优化运行 3定制电力技术的应用 11.1 配电网综合自动化实现配电网自动化的意义实现配电网自动化的意义 1缩短停电时间和提高供电可靠性 2提高设备利用率和降低运行成本 3提高运行管理水平和改善供电质量 4为推行电力商业化运行提供现
7、代化工具 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化 概述概述概述概述 变电站综合自动化系统不仅克服了机电式二次设备变电站综合自动化系统不仅克服了机电式二次设备结构复杂、信息采样重复、资源不能共享、维护工结构复杂、信息采样重复、资源不能共享、维护工作量大的缺点，还具有以下明显优点：作量大的缺点，还具有以下明显优点：功能综合化功能综合化 分层分布式微机化结构分层分布式微机化结构 操作监视屏幕化操作监视屏幕化 运行管理智能化运行管理智能化 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化变电站综合自动化的基本功能变电站综合自动化的基本功能变电站综合自动化的基本功能变电站综合自动化的基
8、本功能 1 1微机保护微机保护 故障记录报告故障记录报告(分辨率分辨率2 2)，且掉电保持；，且掉电保持；时钟校时时钟校时(中断或广播方式或其他方式中断或广播方式或其他方式););存储多套整定值，并能显示整定值和当地修改整定存储多套整定值，并能显示整定值和当地修改整定值；值；实时显示保护状态实时显示保护状态(功能投入情况及输入量值等功能投入情况及输入量值等)；与监控系统通讯与监控系统通讯 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化2 2数据采集数据采集 变电站的运行参数包括状态量、模拟量、脉冲量。变电站的运行参数包括状态量、模拟量、脉冲量。状态量状态量断路器、隔离开关的分合位置，变电
9、站断路器、隔离开关的分合位置，变电站一次设备状态及报警信号，变压器分接头位置信一次设备状态及报警信号，变压器分接头位置信号等。号等。模拟量模拟量各段母线电压，线路电压、电流和功率各段母线电压，线路电压、电流和功率值，馈线电流、电压及功率值，频率等。此外还值，馈线电流、电压及功率值，频率等。此外还有变压器油温、变电站室温、直流电源电压、所有变压器油温、变电站室温、直流电源电压、所用电电压和功率等。用电电压和功率等。脉冲量脉冲量脉冲量指脉冲电能表输出的以脉冲信号脉冲量指脉冲电能表输出的以脉冲信号表示的电度量。表示的电度量。11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化3数据处理与记录 变电站
10、综合自动化系统处理和记录的数据主要包括：（1）变电站运行参数（2）变电站事件记录（3）越限报警和记录 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化4 4控制与操作闭锁控制与操作闭锁断路器和隔离开关的分合，变压器分接头的调节以及电断路器和隔离开关的分合，变压器分接头的调节以及电容器组的投切都可以通过综合自动化系统的容器组的投切都可以通过综合自动化系统的CRTCRT屏幕进屏幕进行操作。行操作。操作闭锁应包括以下内容：操作闭锁应包括以下内容：uu操作出口具有跳、合闭锁功能；操作出口具有跳、合闭锁功能；uu操作出口具有并发性操作闭锁功能；操作出口具有并发性操作闭锁功能；uu根据实时信息，实现断
11、路器、刀闸操作闭锁功能；根据实时信息，实现断路器、刀闸操作闭锁功能；uu适应一次设备现场维修操作的适应一次设备现场维修操作的“电脑五防操作及闭锁电脑五防操作及闭锁”功能；功能；uuCRTCRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。监护口令才有权进行操作控制。防止带负荷拉、合隔离防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带电间开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关防止带地线合隔离开关。11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化5电压、无
12、功综合控制 在运行中，通常通过调整变压器的分接头，投切电容器组、电抗器组以及调整同步调相器，将电压和无功潮流调整到预定值。6通信功能7人机联系功能 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化变电站综合自动化的结构变电站综合自动化的结构 1集中式结构 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化2 2分布分散式结构分布分散式结构 按回路设计，将各回路的数据采集、微机保护和监控单元组合成一套装置，就地安装在数据源现场的开关柜上。该结构的特点是减少了变电站内的二次设备和电缆，节省了投资，简化了维护。具有模块化的特点，因此提高了整个系统的可靠性，也增强了系统的可扩展性和运行的灵活性。
13、11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化3 3分布式集中组屏结构分布式集中组屏结构 分布式集中组屏结构按功能划分分布式集中组屏结构按功能划分分布式集中组屏结构按功能划分分布式集中组屏结构按功能划分成数据采集单元、控制单元和微成数据采集单元、控制单元和微成数据采集单元、控制单元和微成数据采集单元、控制单元和微机保护单元等若干子模块，然后机保护单元等若干子模块，然后机保护单元等若干子模块，然后机保护单元等若干子模块，然后分别集中安装在变电站控制室的分别集中安装在变电站控制室的分别集中安装在变电站控制室的分别集中安装在变电站控制室的的数据采集屏、控制屏和微机保的数据采集屏、控制屏和微机保
14、的数据采集屏、控制屏和微机保的数据采集屏、控制屏和微机保护屏上，通过网络与主控机相连护屏上，通过网络与主控机相连护屏上，通过网络与主控机相连护屏上，通过网络与主控机相连 11.2 11.2 变电站综合自动化变电站综合自动化3 3分布式集中组屏结构分布式集中组屏结构优点：优点：软件相对简单，调试维护方便，组态灵活。系软件相对简单，调试维护方便，组态灵活。系统便于扩充和维护，整体可靠性高。统便于扩充和维护，整体可靠性高。缺点：缺点：因为采用集中组屏方式，所需连接电缆和信号因为采用集中组屏方式，所需连接电缆和信号电缆较多。电缆较多。因此分布式集中组屏结构适用于主变电所的回路数相因此分布式集中组屏结构适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较集中，从一次设备到数据采集对较少，一次设备比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的信号电缆不长，易于设计、安装柜和控制柜等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维护管理的和维护管理的101035kV35kV供配电系统变电所。供配电系统变电所。
