供配电系统自动化.ppt

供配电系统自动化.ppt

《供配电系统自动化.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供配电系统自动化.ppt（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第8章供配电系统自动化,返回总目录,概述变电所自动化配电系统自动化本章小结思考题与习题,本章内容,概述,供配电系统自动化包括供电系统自动化及配电系统自动化,供电系统自动化又由发电厂自动化、变电站自动化及变电所自动化构成，配电系统自动化在中国电机工程学会城市供电专业委员会起草的配电系统自动化规划设计导则中给出了比较明确的定义。

所谓配电系统自动化“是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。

”由于篇幅所限，本章只对变电所自动化和配电系统自动化作以介绍。

电力系统由发电厂、输变电系统、配电系统和各种不同类型的负荷组成，由各级调度中心对电力系统的运行进行控制和管理。

电力系统是一个大系统，而电能的生产、输送及分配是在一个地域广阔、涉及各行各业的区域内进行的,加上电磁过程的快速性，因此对电力系统运行控制的有效性提出了很高的要求。

对电力系统运行的基本要求是：

保证安全可靠地发电及供电，要有合格的电能质量，要有良好的经济性。

概述,由于电力负荷始终是变动的，加上系统故障的不可预见性，电力系统有多种运行状态，要求电力系统的运行监视及调度控制系统能够进行快速、有效的判别和处理，以实现对电力系统运行的基本要求。

电力系统各种运行状态及相互间的转变关系如图8.1所示。

图8.1电力系统的运行状态,变电所自动化,一、变电所自动化的含义变电所自动化是应用控制技术、信息处理技术和通信技术，通过计算机系统或自动装置，代替人工进行各种运行作业，提高变电所运行管理水平。

变电所自动化包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及变电所其他智能技术等多种技术。

变电所综合自动化是将变电所二次回路设备（包括控制、信号、测量、保护、自动及远动装置等）利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电所执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性自动化系统。

它可以收集比较齐全的数据和信息，有计算机的高速运行能力和判断功能，可以方便地监视和控制变电所内各种设备的运行和操作。

它是变电所的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电所中的综合应用。

它具有不同程度的功能综合化，设备及操作、监视计算机化，结构分布分层化，通信网络光缆化及运行管理智能化等特征。

变电所综合自动化为变电所的小型化、智能化、扩大监控范围及变电所安全、可靠、优质、经济地运行，提供了现代化手段和基础保证。

它的应用将为变电所无人值班，提供有力的现场数据采集和监控支持，在此基础上可实现高水平的无人值班变电所的运行管理。

变电所自动化,二、变电所综合自动化的特点1.功能综合化变电所综合自动化系统综合了变电所内除了交、直流电源以外的全部二次设备的功能。

它以计算机保护和监控系统为主体，加上变电所其他智能设备，构成功能综合化的变电所自动化系统。

根据用户需求，还可以增加故障录波、故障定位和小电流接地选线等功能。

变电所综合自动化系统是个技术密集，多种专业技术相互交叉、相互配合的系统。

2.设备及操作、监视计算机化变电所综合自动化系统的各子系统全部计算机化，完全摒弃了常规变电所中的各种机电式、机械式、模拟式设备、大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。

不论是否有人值班，通过计算机上的CRT显示器和键盘，就可以监视全变电所的实时运行情况和对各开关设备进行操作控制。

3.结构分布、分层化,变电所综合自动化系统是一个分布式系统，其中计算机保护、数据采集和控制及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，一个综合自动化系统可以有十几个甚至几十个微处理器同时并行工作，实现各种功能。

这样一个由庞大的CPU群构成的综合系统用以实现变电所自动化的所有综合功能。

另外按变电所的物理位置和各子系统的不同功能，其综合自动化系统的总体结构又按IEC标准分为两层，即变电所层和间隔层，由此可构成分散（层）分布式综合自动化系统。

4.通信局域网络化、光缆化从而使变电所综合自动化系统具有较高的抗电磁干扰的能力，能实现数据的高速传输，满足实时要求，组态更灵活，可靠性也大大提高，而且大大简化了常规变电所繁杂量大的各种电缆。

5.运行管理智能化,变电所自动化,智能化的含义不仅是能实现自动化功能，如自动报警、报表生成、无功调节、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等以外，智能化还表现为能实现故障分析和故障恢复操作智能化，而且能实现自动化系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复功能，并实时地将其送往调度（控制）中心。

此外，用户可以根据运行管理的要求对其不断扩展和完善。

总之，变电所实现综合自动化可以全面的提高变电所的技术水平和运行管理水平，使其能适应现代化大电力系统运营的需要。

三、变电所综合自动化的基本功能1.计算机保护计算机保护包括线路保护、变压器保护、馈出线保护、母线保护、电容器保护、备用电源自动投入装置以及接地选线装置等，变压器及高压线路则包括主保护和后备保护。

作为综合自动化重要环节的计算机保护应具有以下功能。

（1）故障记录报告（分辨率2ms），且掉电保持。

（2）时钟校时（中断或广播方式或其他方式）。

（3）存储多套整定值，并能显示整定值和当地修改整定值。

（4）实时显示保护状态（功能投入情况及输入量等）。

变电所自动化,（5）与监控系统通信，主动上传故障信息、动作信息、动作值及自诊断信息，接受监控系统选择保护类型和修改保护整定值的命令等，与监控系统通信应采用标准规约。

2.数据采集对变电站运行状态的监视和运行参数的实时采集是变电站综合自动化的基本功能之一。

变电站的运行参数包括状态量、模拟量、脉冲量。

（1）状态量。

变电站内检测的状态量主要有：

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号等。

（2）模拟量。

变电站监测的典型模拟量有：

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。

此外还有变压器油温、变电器室温、直流电源电压、所用电压和功率等。

（3）脉冲量。

指脉冲电能表输出的以脉冲信号表示的电度量。

3.数据处理与记录变电站综合自动化系统处理和记录的数据主要包括如下。

变电所自动化,变电站运行参数。

包括输电线路，变压器的有功、无功、电压、电流、功率因数、电能的统计计算；进线和母线电压各次谐波电压畸变率的分析；各类负荷报表的生成和负荷曲线的绘制。

变电站事件记录。

例如，断路器动作次数；断路器切除故障时故障电流和跳闸操作次数的累计数；断电保护装置和各种自动装置动作的类型、时间等。

越限报警和记录。

当变电所内设备运行参数越限时，在发出声光报警的同时，记录监测量的名称、限值越限值、时间等信息。

4.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容器组的投切都可以通过综合自动化系统的CRT屏幕进行操作。

为防止计算机系统故障时无法操作被控设备，变电站综合自动化系统应当保留人工直接跳合闸手段。

变电所自动化,变电所自动化,操作闭锁应包括以下内容：

（1）操作出口具有跳、合闭锁功能。

（2）操作出口具有并发性操作闭锁功能。

（3）根据实时信息，实现断路器、刀闸操作闭锁功能。

适应一次设备现场维修操作的“计算机五防操作及闭锁”功能，即：

防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关。

CRT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。

5.电压、无功综合控制在供配电系统中，保证电压合格，实现无功基本就地平衡是非常重要的控制目标。

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,变电所自动化,变电站综合自动化系统的通信功能兼有RTU的全部功能，在实现遥测、遥信、遥控、遥调的基础上还增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等功能。

系统的通信功能既包括系统内部各子系统与上位机（监控主机）及各子系统之间的数据通信，还包括系统与上级（电力部门调度中心的信息交换）。

通信系统的通信规约应符合国家标准和IEC标准。

7.人机联系功能四、变电所综合自动化的结构变电所综合自动化系统的结构模式可分为集中式、分布集中组屏和分布分散式三种类型。

1.集中式结构这种结构的特点是将变电所中所有的保护、控制、数据采集、测量、远动等都集中在一个控制器上，完成了变电所的集中控制，如图8.2所示。

但正是由于全部集中于一个控制器处理，导致控制器承担的工作太多，常常顾此失彼，反映速度慢。

集中式系统结构的可靠性低，功能有限，其系统的扩展性和维护性都较差，远远不能满足国家标准和变电站实际运行要求。

变电所自动化,图8.2集中式结构示意图,2.分布分散式结构变电站综合自动化系统的分布分散结构如图8.3所示，是按回路设计的，它将变电站内各回路的数据采集，计算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。

每条回路对应一套装置，装置的设备及装置与装置之间相互独立，通过网络电缆连接，与变电站主控机通信。

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，装置相互独立，系统中任一部分故障时，只影响部分，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,变电所自动化,图8.3分布分散式结构示意图,变电所自动化,图8.4分散式集中组屏结构,3.分散式集中组屏结构分散式集中组屏结构按功能划分成数据采集单元，控制单元和计算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数据采集屏，控制屏和计算机保护屏上，通过网络与主控机相连，如图8.4所示。

变电所自动化,这种按功能设计的模块结构的软件相对简单，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，其中一个环节故障，不会影响其他部分的正常运行。

但因为采用集中组屏方式，所需连接电缆和信号电缆较多。

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，安装和维护管理的10kV35kV供配电系统变电所。

配电系统自动化,一、概述随着我国在经济上的可持续发展和人民物质文化水平的不断提高,用户对电力需求越来越大，对供电质量和供电可靠性的要求越来越高。

尤其是在国家颁发的中华人民共和国电力法贯彻实施以后，电力已经作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，对电力供应中的停电影响要追究经营者的责任。

还有，高技术和精密装备对电能也随之提高，配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。

为此，加快城乡电网的改造，加快配电系统自动化的进程就显得尤为重要。

配电系统自动化是电力系统自动化的必然趋势，是综合应用现代电子技术、通信技术、网络技术和图形技术，将配电系统在正常和事故情况下的监督、保护、控制和供电企业的工作管理有机融合在一起的综合性先进技术。

目前，欧美和日本等发达工业国家正在大力使用和推广该技术，国内部分电力企业也对此生产了浓厚的兴趣。

实践表明，配电系统自动化可以大大提高配电网安全运行水平，提高供电质量，降低人们的劳动强度并充分利用现有设备的能力,配电系统自动化,二、配电系统及其特点电能是一种特殊的商品。

为了远距离传送中降低损耗，需要提高电压，实施高压输电；为了分配和使用，需要降低电压，实施低压配电、供电和用电。

这样，发电输电配电就构成了一个有机系统。

通常把由各种类型的发电厂、输电设施和配电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。

发电厂包括水电站、火电厂及核电站等；输电设施包括输电线路、变电站和开关站等，配电实施包括配电线路、配电变电站和配电变压器等。

电力系统的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到用户。

1.配电系统概念在电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电站组成的统一体，称为电力网。

电力网又可分为输电网和配电网。

从发电厂发出的电能