配电管理系统.docx

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配电管理系统

第六章配电管理系统

第一节配电管理系统（DMS）概述

一、配电网的组成

电力网分为输电网和配电网。

从发电厂发出的电能通过输电网送往消费电能的地域，再由配电网将电能分派至用户。

所谓配电网就是从输电网接受电能，再分派给各用户的电力网，配电网也称配电系统。

配电网和输电网，是依照电压品级肯定的。

不同的国家对输电网和配电网的电压品级划分是不一致的。

我国规定：

输（送）电电压为220kV及以上为输电网；配电电压品级分为三类，即高压配电电压（35kV～110kV）、中压配电电压（10kV）、低压配电电压（380/220V）。

与上述电压品级相对应，配电网按电压品级又可分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。

配电网由配电变电站和配电线路组成。

通过各类电力元件（包括变压器、母线、断路器、隔离开关和配电线路）可以将配电网连成不同结构。

配电网大体上分为放射式和网式两大类型。

在放射式结构中，电能只能通过单一路径从电源点送至用电点；在网式结构中，电能可以通过两个以上的路径从电源点送至用电点，网式结构又可分为多回路式、环式和网络式三种。

配电变电站是变换供电电压、分派电能并对配电线路及配电设备实现控制和保护的配电设施。

它与配电线路组成配电网，实现分派电能的功能。

配电变电站进线电压通常较高，通过变压以后以一种或两种较低的电压为出线电压输出电能。

对于不具有变电功能而只具有配电功能的配电装置简称为开关站。

安装在架空配电线路上，用作配电的变压器，实际上是一种最简单的中压配电变电所，这种变压器接线简单，一路中压进线，经变压后的低压线路沿街道的各个方向分成几路向用户供电。

这种变压器通常放在电线杆上（也有放在地面上的），在变压器的高、低压侧别离装有跌落式熔断器作为过电流保护，装有避雷器作为防雷保护。

配电线路是向用户分派电能的电力线路。

我国将110kV及以下的电力线路都列为配电线路。

按运行电压不同，配电线路可分为高压配电线路（35kV～110kV）、中压配电线路（10kV）和低压配电线路（380/220V）三类。

各级电压的配电线路可以组成配电网，也可以直接以专线向用户供电。

按结构不同，配电线路可分为架空配电线路与电缆配电线路；按供电对象不同，可分为城市配电线路与农村配电线路。

二、配电网的特点

1）点多、面广、分散

配电网处于电力网的结尾，它一头连着电力系统的输电网，一头连着电能用户，直接与城乡企、事业单位和千家万户的用电设备和电器相连接，这就决定了配电网是电力系统中散布面积最广、电力设备数量最多和线路最长的一部份。

2）配电线路、开关电器和变压器结合在一路

在输电网和高压配电网中，电力线路从一座变电站（或发电厂）出来接到另一座变电站去，中间除电力线路之外就再也不通过其他电力元件了，而在中压配电网和低压配电网中则不完尽是这样。

一条配电线路从高压配电变电站出来，往往就进入城市的一条街道，配电线沿街道延伸的同时，会在电线杆上留下一个个杆上变压器、断路器和跌落式熔断器，这些杆上电力元件和配电线结合在一路，成为配电线路的一部份。

这些杆上电力元件不仅数量多、分散，而且工作环境恶劣。

三、配电自动化的意义

配电自动化这一术语，是20世纪90年代由美国提出的，但迄今为止，对配电自动化及其相关的一系列技术，国际上尚无统一的概念和规范。

一般地，配电自动化系统（DistributionAutomationSystem，DAS）是一种可使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。

配电自动化是电力系统实现现代化的必然趋势，其主要意义在于：

在正常运行情况下，监视配网运行工况，优化配网运行方式；当配网发生故障或异样运行时，迅速查出故障区段及异样情况，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；按照配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行的目的；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，提高了企业的经济效益和工作效率，并可为用户提供自动化的用电信息服务等。

配电自动化在人力尽可能少介入的情况下完成大量的重复性的工作。

这些重复性的手工操作通常有查抄用户电度表、监视和记录变压器油温、检查查对配电变电所的负荷、沿配电线路合或分开关、投入或撤除补偿电容器、升或降有载调压装置分接头达到调节电压的目的等。

配电自动化系统的主要目的之一在于尽可能减少停电面积和缩短停电时间，为此必需能够收集配电网上的实时数据（即遥测和遥信）并对其进行分析，使调度员能够随时监视网上运行情况，从而作出调度决策。

另外，还要求能够在控制中心通过遥控和遥调对配电网进行操作，达到缩短故障处置时间和降低劳动强度的目的。

配电自动化系统有助于使配电网的潜力得以最大限度地利用，而且确保提供给用户的电能质量知足要求。

因此，电力公司和用户都能从配电自动化中取得收益，例如馈线开关的远方控制，在断电而且故障检修以后，可遥控开关合闸而不需要爬杆手工操作；在紧急情况下（比如带电线路经导电物体与地接触时），能迅速断开开关。

这些都会带来效益。

目前实现配电自动化所需要的技术已经成熟，电力公司按照各自电网的具体情况肯定适合的实现方案。

四、配电自动化系统的组成

配电自动化系统的内容包括配电网数据收集和监控（简称SCADA。

包括进线监视；10kV开闭所、变电站自动化；馈线自动化；变压器巡检与无功补偿）、需方管理（简称DSM，包括负荷监控与管理；远方抄表与计费自动化）和配电地理信息系统（简称GIS）几个部份，配电自动化系统中，从主变电站的l0kV部份监视，到l0kV馈线自动化和l0kV开闭所、配电变电所和配电变压器的自动化，称为配电SCADA系统。

进线监视一般完成对配电网进线变电所的开关位置、母线电压、线路电流、有功和无功功率和电气宇的监视。

开闭所和配电变电站自动化（SubstationAutomation，SA）完成对配网中10kV开闭所，小区变的开关位置，保护动作信号，小电流接地选线情况，母线电压，线路电流，有功和无功功率和电气宇的远方监视、开关远方控制和变压器远方有载调压等。

馈线自动化（FeederAutomation，FA）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段和恢复对非故障区域供电。

变压器巡检是指对配电网中变压器台的参数进行远方监视，并监视补偿电容器的自动投切和远方投切情况等。

需方管理（DemandSideManagement，DSM）。

DSM实际上是电力的供需两边一路对用电市场进行管理，以达到提高供电靠得住性，减少能源消耗及供需两边的费用支出的目的。

其内容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。

负荷监控和管理（LoadControl&Management，LCM），是按照用户的用电量、分时电价、天气预报和建筑物内的供暖特性等进行综合分析，肯定最优运行和负荷控制计划，对集中负荷及部份工厂用电负荷进行监视、管理和控制，并通过合理的电价结构引导用户转移负荷，平坦负荷曲线。

远方抄表与计费自动化（AutomaticMeterReading，AMR）是指通过各类通信手腕读取远方用户电表数据，并将其传至控制中心，自动生成电费报表和曲线等。

地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）是把配电网管理工作和一些与地理位置有关的数据库结合，可以加倍直观地进行运行管理。

内容主要包括以下几部份：

设备管理（FacilitiesManagement，FM）是指将变电站、馈线、变压器、开关和电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上。

用户信息系统（CustomerInformationSystem，CIS）是指借助GIS，对大量用户信息，如用户名称、地址、账号、电话、用电量和负荷、供电优先级和停电记录等进行处置，便于迅速判断故障的影响范围，而用电量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的依据。

SCADA功能是指将SCADA和DSM上报的实时数据信息与GIS相结合，以便于操作和管理人员更方便地动态分析配电网的运行情况。

停电管理系统（OutageManagementSystem，OMS）是指接到停电投诉后，GIS通过挪用CIS和SCADA功能，迅速查明故障地址和影响范围，选择合理的操作顺序和路径，显示处置进程中的进展，并自动将有关信息转给用户投诉电话应答系统。

另外，配电自动化中的GIS还可具有辅助配电网发展计划设计功能等。

五、配电管理系统的特点

配电网

输电

电压等级

较低（≤10kV）

较高≥220kV）

环节

配电-用户

发电-输电

网络结线方式

辐射网

环网

配电设备分布

沿线分散配置

集中在变电所

远方终端

终端数量多，每个终端采集量少

终端数量少；每个终端采集量多

设备操作

 野外设备-人工

远程

第二节馈线自动化

一、馈线自动化的主要功能

（1）数据收集功能：

收集所有馈线开关的电流、电压和开关位置信号。

（2）数据处置功能：

当配电网络中有馈线故障时，按照RTU和FTU所收集的信息，自动、准确地诊断故障的区段、性质（相间故障或单相故障），并对各类开关动作的顺序和次数进行统计记录，以图形或表格方式显示或打印有关信息，供运行人员及时了解故障情况。

（3）控制操作功能：

在正常运行进程中，按照运行方式的需要，带负荷遥控投切馈线开关或线路上的其他开关，遥控投切空载线路、空载变压器或线路电容器等；当馈线上发生故障时，能自动隔离故障区段，自动恢复对非故障线路的供电。

（4）报表功能：

自动生成各类表格，表格形式和大小由用户任意生成，各类报表可以按时打印，也可以随时打印。

（5）事故告警功能：

遥测量越限、设备运行异样、保护和开关动作时发作声、光报警信号，并记录、打印和归档备查。

（6）图形功能：

用户可自行编辑、绘制各类图表，提供多窗口的画面显示，画面具有平移、转动、缩放、漫游和自动整理等功能。

（7）数据库管理功能：

借助窗口，通过数据库管理软件，用户可以方便地对数据库进行创建、删除、修改、读写、检索和显示，但不能修改实时数据，特别是电量数据。

通过该软件，可以保证配电网在自动化系统内各工作站数据的一致性。

（8）对时功能：

为保证全网时钟的统一，配电网主机和RTU与FTU的时钟应维持一致。

二、自动重合器

1.重合器的功能

重合器（reclose）是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。

重合器的功能是，当事故发生后，若是重合器经历了超过设定值的故障电流，则重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序作若干次合、分的循环操作，若重合成功则自动终止后续动作，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准备。

若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通过手动复位才能解除闭锁。

重合器的功能不同于断路器，重合器的作用强调开断、重合操作顺序、复位和闭锁，以识别故障所在地，而断路器的作用仅强调开断、关合；重合器是自我控制设备，本身具有过电流检测、操作顺序选择、开断和重合特性的调整等功能，其操作电源直接取自高压线路，无需附加装置，这些功能在设计上是统一考虑的，而断路器与其控制系统在设计上是别离考虑的，其操作电源也另外提供；二者开断特性也不同，重合器的开断特性有反时限和双时性，反时限是为了和熔断器的安秒特性曲线相配合，双时性指重合器有快慢两种安-秒特性曲线，它的第一次开断都整定在快速曲线，以后各次开断可按照保护配合需要选择不同的曲线，继电保护常常利用的电流速断和过电流保护，也有不同的开断时延，但这种时延只与保护范围有关，一种故障电流对应一种开断时