配电自动化系统设计毕业设计Word格式.docx

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TheDesignofDistributionAutomationSystem

Name:

Tutor:

Department:

Major:

Harbin·

China

June·

2009

摘要

随着电力系统的不断发展和电力市场的逐步建立，配电网络的薄弱环节越来越突出，形成了电力需求与电网设施不协调的局面，集中反映在配网故障后的恢复和处理、配网负荷转供等问题，这种局面越来越不适应社会需求。

配电网络的自动化和智能化是解决上述问题的重要途径。

本文深入讨论了配网自动化系统的设计方案和实现技术，主要工作包括:

（1）配网主站系统平台设计和SCADA系统设计

（2）站端系统设计

（3）馈线自动化设计

系统的实现提高了配电网络智能化水平，特别是加快了配网故障区域的隔离和负荷的转供速度，为电力企业带来了巨大的经济效益和社会效益。

关键词:

配网；

自动化；

负荷

TheDesignofDistributionAutomationSystem

Thedisadvantageofpowerdistributionnetworkismoreobviouswithdevelopmentofelectricpowersystemsandfoundationofelectricpowermarket.Itismainlyreflectedbyrestoringanddealingofpowerdistributionnetwork，transferringofpowerdistributionnetworkcharges.Nowthissituationdoesnotmeetthesocialrequirement.Automationandcapcityofthepowerdistributionnetworkistheimportantmethodtodealwiththesituatino.

Thethesisprovidesdesignandrealizationtechnologyofpowerdistributinoautomationsystem.Themainworksare:

（1）Thedesignofpowerdistributionstationsystem，thedesignofSCADAsystem

（2）Thedesignofsubstationsystem.

（3）Thedesignofcommunicationsproject

Realizationofthesystemimprovesthelevelofpowerdistributionnetworkcapacity.Especiallyitexpeditesthespeedofseparationfromthefaultregionandtransferofthecharge.Bringingtheenormoussocialandeconomicperformancefortheelectricpowerenteprise.

Keywords:

powerdistribution,automation，burden

1引言

1.1配电自动化的研究内容和意义

配电自动化系统（DAS）是包括110/10KV变电站（部分地区有66/10KV变电站、35/10KV变电站）的10KV部分，10KV馈线以及从10KV馈线到用户的全部配电系统元件的综合自动化系统。

其目的就是要提高供电可靠性，实现安全、经济、优质供电。

80年代以来，我国电力工业得到了快速发展，90年代中后期，重点突出加强电网建设，现在220KV及以上系统中运行的微机保护超过1万台，有1000多个基于分布式网络的综合自动化的变电站投入运行，绝大多数省、地、县调度所装备了配电网监控系统（SCADA）系统，这些信息技术以其良好的可靠性、灵活性和可扩展性为电力系统广大用户所接受，这为采用更先进技术，从高起点提高自动化带来了契机。

配电自动化是电力系统现代化的必然趋势，其主要目标可归结为：

在正常情况下，通过监视配电网运行工况，优化配电网运行方式；

当配电网发生故障或异常运行时，迅速地查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积；

根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行目的，合理控制用电负荷，从而提高设备利用率，自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，并可为用户提供自动化的用电信息服务等。

提高企业的经济效益和工作效率，并为电力力系统电力市场的改革打下良好的技术基础。

从以上这些目标可以看出：

对于电力企业，配电自动化的实施的具体意义在于：

近期可以大幅度提高供电可靠性，同时具有减人增效，降低经营成本的作用。

远期的意义即针对在良好的一次网络的基础上自动化系统可优化运行，保持能量平衡，减少尖峰负荷，进而具有推迟新建项目的潜在经济效益。

按照国际现代企业发展规律，配电自动化的系统实施是整个配电网络技术水平、管理水平的全方位全过程的提高，是未来能够实现多方面、巨大的经济效益的基础。

在我国目前经济和供电条件下它更能作为一种基础设施的优化促进国民经济发展，并起到实现经济和社会双重效益的作用。

目前垦区电力系统正在进行大规模的电网改造建设，配电网络得到了合理化改造，布局更加合理，一次设备进行了更新改造，设备的安全性、可靠性得到了充分保证，近几年来垦区电力系统技术力量也有了较大的提高。

这些都为实现配电网自行动化奠定了良好的基础。

基于信息技术的配电网自动化将会在垦区得到广泛的应用并发挥巨大的作用。

本项目实施后，与现有的配电网相比，将大大降低配电网的故障率，缩小配电网故障的停电范围，供电可靠性得到了较好的改善，事故处理能力进一步增强，从而带来较好的社会效益和经济效益。

1.2国内外配电自动化发展状况

在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关遥控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统（DMs）。

其功能己多达140余种。

国外著名电力系统设备的制造厂家基本都涉足配电自动化领域，如德国西门子公司、法国施耐德公司、美国COOPER公司、摩托罗拉公司、英国ABB公司、日本东芝公司等，推出了各具特色的配电网自动化产品。

欧美等发达国家的配电自动化开始于20世纪70年代，早期目标是缩短馈线停电时间。

美国在开展配电自动化工作的初期，采用配电线路上装设多组重合器、分段器方式，使线路故障不影响变电站馈线供电。

在纽约曼哈顿地区，27kV任一线路故障时真空重合器和变电站内的断路器配合，经过小于3次的开合操作，自动隔离故障使非故障段恢复供电。

1997年全纽约的用户平均停电时间（含检修、故障等各种因素停电时间）为104min，而曼哈顿地区仅为9min。

1994年，美国长岛电力公司配电自动化系统采用850台FTU和无线数字电台组成了故障快速隔离和负荷转移的馈线自动化，在4年内避免了59万个用户的停电故障（根据美国事故统计标准，对用户停电达到或超过5min就是停电事故），并因此获得IEEEDA/DSM大奖.整个系统的形成大致经历了三个阶段:

第一步使线路运行达到能自动分段;

第二步建立通信通道实现SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition。

监控和数据采集）功能;

第三步实施非故障段的自动恢复供电。

日本是配电自动化发展得比较快的国家。

从50年代开始在配电线上开始采用自动隔离故障区，并向健全区（无故障区）恢复送电的按时限顺序送电装置:

60-70.年代研究开发了各种就地控制方式和配电线开关的远方监视控制装置;

70年代后半期开始利用计算机构成自动控制系统;

其后由于电力电子技术、计算机技术及信息传送技术的发展，配电自动化计算机系统及配电线远方监视控制系统在实际应用上得到很大的发展.到1986年，全国9个电力公司的41610条配电线路己有35983条（86.5%）实现了故障后的按时限自动顺序送电，其中2788条（6.7%）实现了配电线开关（指柱上开关）的远方监控（包括一般的和计算机监控）。

新加坡公用电力.局（PUB）在80年代中期投运并在90年代加以发展和完善的大型配电网的SCADA系统，其规模最初覆盖其22kV配电网的1330个配电站，目前己将网络管理功能扩展到6.6kV配电网，进而覆盖约4000个配电站。

从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配电系统自动化所有层次的需要。

在一个配电自动化系统内，往往由多种通信技术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需要采用合适的通信方式。

在日本，由于无线电通信频段大都被电台占用而很难得到保证，日本在配电自动化系统中，基本不采用无线电通信。

光纤因处在发展阶段，目前只在一部分地方使用。

比较普遍的是利用通信电缆和配电线路来传送信号.而在欧美等国，却广泛采用无线寻呼通信网络和有线通信相结合的方式。

目前使用较多的配电线信号传送方式有:

音频控制方式，音频电流传送方式和位相脉冲方式.利用专用电话线或CATV有线电视电缆，采用屏蔽双绞线（RS一485）、光导纤维等方式，也是广泛采用的配电自动化通信方式。

UHF和VHF电台、调频广播（FM）和调幅广播（AM）多用来用作负荷监控的信道，无线扩频和一点多址微波通信大多用于配网自动化的通信主干线。

国外配电自动化的实现，大致是先实施馈线自动化，然后建立通信通道和配电自动化主站系统，再完善各项功能。

然而，在这过程中留有大量的有待开发的自动化功能和一些已开发的功能之间的重叠。

配电自动化的发展经历了各种单项自动化林立，号称“多岛自动化”的配电系统，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程，目前己具有相当的规模，并从提高配电网运行可靠性和效率，提高供电质量，降低劳动强度，充分利用现有设备的能力，缩短停电时间和减少停电面积等方面，均带来了可观的经济效益和社会效益。

日前国外正致力于配电自动化专家系统和配电网仿真培训系统等研究。

并且在研究通过负荷分配的优化来减少网损，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量并降低系统有功损耗，以及按即时电价对用户负荷进行管理等。

国内配电自动化起步于20世纪90年代，较国外发达国家滞后20年。

由于资金和计算机技术等条件的限制，同时这也是一个相对崭新的课题，需要一个认识过程，因此一直发展比较缓慢。

近年来特别是全国大规模进行城乡电网改造以来，配电自动化方面的工作取得了比较大的进展，众多科研开发企业和制造商开发研制了配电系统自动化集成技术、应用软件和一二次设备，许多地方供电企业进行了不同层次不同规模上的试点，这些都为供电企业的供电可靠率、供电质量、设备安全、劳动生产率、现代管理水平的提高发挥了一定的作用，为我国配电系统自动化的发展积累了经验、创造了条件。

上海市供电局在浦东金桥金藤开发区实施了配电自动化工程，第一期工程采用法国施耐德集团生产的PR环网开关会柜9台，基本达到了遥控、遥信和遥测的目的，但规模较小，且设备依赖进口，造价高，不便推广普及。

北京供电局以引进日本东芝技术生产的具有自动化功能的柱上真空开关设备八台