配电自动化系统3_精品文档.ppt

1、第第3 3章章 开闭所和配电变电站内自动化开闭所和配电变电站内自动化开开闭所：所：无无变压器器,即高压开关站即高压开关站,又称高压配又称高压配电站电站,仅起配电作用仅起配电作用,实现环网供电、双路互投实现环网供电、双路互投等功能。等功能。变电站：站：有有变压器器,可可实现变电、配、配电两种功两种功能。能。变电站、开闭所是配电网的重要组成部分，变电站、开闭所是配电网的重要组成部分，其自动化程度高低直接反映了配电自动化的水其自动化程度高低直接反映了配电自动化的水平。平。3.1 3.1 远动装置远动装置(RTU)RTU)的发展的发展远方方终端装置端装置(RTURTU，Remote Terminal

2、UnitRemote Terminal Unit)：简称简称远动终端，是远动终端，是SCADASCADA系统（监控和数据系统（监控和数据采集系统）中安装在变电站和配电站的一种远采集系统）中安装在变电站和配电站的一种远动装置。负责采集站内电力运行的模拟量和状动装置。负责采集站内电力运行的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在站的控制和调度态量，执行调度中心发往所在站的控制和调度命令。命令。远动装置远动装置(RTU)RTU)的发展的发展-续续触点远动装置：第一代远动装置，功能弱，精度低，触点远动装置：第一代远动装置，功能

3、弱，精度低，速度慢、可靠性差。速度慢、可靠性差。集中式微机远动装置：单集中式微机远动装置：单CPU结构的结构的RTU装置，功装置，功能弱、可靠性差。能弱、可靠性差。分布式微机远动装置：每个分布式微机远动装置：每个CPU分别完成一定的任分别完成一定的任务，提高了速度、可靠性，同时广泛采用交流采样务，提高了速度、可靠性，同时广泛采用交流采样技术。多技术。多CPU结构的分布式微机远动装置成为主流。结构的分布式微机远动装置成为主流。3.2 微机远动装置的基本功能微机远动装置的基本功能RTURTU的基本功能：的基本功能：遥测（遥测（YCYC）、）、遥信（遥信（YXYX）、）、遥调（遥调（YTYT）、）、

4、遥控（遥控（YKYK）。RTURTU的辅助功能：的辅助功能：屏幕显示、参数整定输入、屏幕显示、参数整定输入、打印制表、信息转发、自恢复与自检、数据打印制表、信息转发、自恢复与自检、数据保存、事件顺序记录等功能。保存、事件顺序记录等功能。1.1.“四遥四遥”功能功能1 1）遥信遥信(YX)YX)：对应开关量。对应开关量。测量开关位置、保护动测量开关位置、保护动作信号、设备运行状态信号，调压变压器分接头位作信号、设备运行状态信号，调压变压器分接头位置。一般用无源接点，有变位时立即上传。置。一般用无源接点，有变位时立即上传。2 2）遥测遥测(YC)YC)：对应模拟量。对应模拟量。对对U U、I I、

5、P P、Q Q、f f、功、功率因数、温度、压力、流量等所有模拟信号的采集，率因数、温度、压力、流量等所有模拟信号的采集，并将采集信号上传。并将采集信号上传。3 3）遥控遥控(YK)YK)：远方控制断路器分合，电容器、电抗远方控制断路器分合，电容器、电抗器的投切等。一般也用无源接点，要求动作准确率器的投切等。一般也用无源接点，要求动作准确率大于大于99.99%99.99%。4 4）遥调遥调(YT)YT)：用于有载变压器分抽头的升降调节等，用于有载变压器分抽头的升降调节等，也采用无源接点，要求准确率大于也采用无源接点，要求准确率大于99.99%99.99%。2.2.事件顺序记录事件顺序记录(SO

6、E,Sequence of events)SOE,Sequence of events)SOESOE：自动记录事件状态变化的时间。自动记录事件状态变化的时间。对事故时各对事故时各种开关、继电保护、自动装置的状态变化信号按种开关、继电保护、自动装置的状态变化信号按时间顺序排队。时间顺序排队。作用：作用：用于事故分析用于事故分析。输入信号：输入信号：取继电器动作出口信号（不取信号继取继电器动作出口信号（不取信号继电器接点）、断路器辅助接点（受分散性、不同电器接点）、断路器辅助接点（受分散性、不同步影响步影响)。2.2.事件顺序记录事件顺序记录-SOE-SOE分辨率分辨率事件分辨率要求达到毫秒级。分

7、辨率高带来高造价。事件分辨率要求达到毫秒级。分辨率高带来高造价。SOESOE站内分辨率：站内分辨率：RTURTU内内(站内站内)顺序发生一串事件顺序发生一串事件后，两事件间能辨认的最小时间，要求后，两事件间能辨认的最小时间，要求55msms。SOESOE站间分辨率：站间分辨率：各各RTURTU间间(站间站间)顺序发生一串事顺序发生一串事件后，两事件间能辨认的最小时间，要求件后，两事件间能辨认的最小时间，要求1020ms。遥控：遥控：1个对象的分合闸控制，可远动或上位机遥个对象的分合闸控制，可远动或上位机遥控，亦可在装置上手控控，亦可在装置上手控。结构分布式结构分布式RTURTU装置构成的变电站

8、监控系统装置构成的变电站监控系统 现场总线现场总线CRT工控机工控机打印机打印机MCURTURTURTU分布式分布式监控装置监控装置上位机系统上位机系统主控单元主控单元微机保护微机保护远动远动以太网以太网结构分布式结构分布式RTURTU构成的变电站监控系统特点构成的变电站监控系统特点RTURTU装置：装置：用于进线、馈线、母线、变压器，母用于进线、馈线、母线、变压器，母联等设备的监控。联等设备的监控。主控单元（主控单元（MCUMCU）功能：功能：l将系统组态信息发至各将系统组态信息发至各RTURTU装置；装置；l不间断地接收每个不间断地接收每个RTURTU的各种现场信息，再把这的各种现场信息，

9、再把这些信息送至上位机和调度；些信息送至上位机和调度；l接收上位机或调度下达的命令并转发给接收上位机或调度下达的命令并转发给RTURTU；l完成对变电站设备的各种控制与调节；完成对变电站设备的各种控制与调节；l与其他智能设备（如微机保护）进行串行通讯。与其他智能设备（如微机保护）进行串行通讯。结构分布式结构分布式RTURTU构成的变电站综合自动化构成的变电站综合自动化4.4.采用智能电能表简化采用智能电能表简化RTURTU的结构的结构智能电能表功能：智能电能表功能：分时段采集分时段采集WP、WQ，并可采集并可采集U、I、P、Q、cos 等参数。等参数。优点：智能电能表通过优点：智能电能表通过R

10、S485与外联系，可省去与外联系，可省去RTU中遥测部分，简化结构。随着智能化多功能电中遥测部分，简化结构。随着智能化多功能电能表的成熟，在配网自动化中的应用增多。能表的成熟，在配网自动化中的应用增多。缺点：变电所出线多时，遥测刷新慢，在配电自动缺点：变电所出线多时，遥测刷新慢，在配电自动化中应用有争议。化中应用有争议。采用智能电能表的变电站监控系统采用智能电能表的变电站监控系统5.RTU的选择的选择对于现有对于现有35-110kV中心变电所、出线较多中心变电所、出线较多(总单元数大于总单元数大于10)，其他二次设备又不作改造时，则可采用功能分布式其他二次设备又不作改造时，则可采用功能分布式R

11、TU，结合保护等其他装置，实现综合自动化。结合保护等其他装置，实现综合自动化。对于现有出线小于对于现有出线小于6回，总单元数小于回，总单元数小于10个的小型变电所，个的小型变电所，可采用结构分布式可采用结构分布式RTU，每个功能模块包括遥测、遥、遥控、每个功能模块包括遥测、遥、遥控、遥调遥调，甚至可增加微机保护功能，构成综合自动化系统。甚至可增加微机保护功能，构成综合自动化系统。对于对于6-10kV终端变电所，一般采用结构分布式终端变电所，一般采用结构分布式RTU，且增加，且增加微机保护功能，构成综合自动化系统，达到无人值班的条件。微机保护功能，构成综合自动化系统，达到无人值班的条件。新建变电

12、所应一步到位，按高标准设计，直接达到无人值班新建变电所应一步到位，按高标准设计，直接达到无人值班条件。具体形式可根据变电所容量大小及重要性来确定，但条件。具体形式可根据变电所容量大小及重要性来确定，但最好实现综合自动化。如采用微机保护加监控系统，测控及最好实现综合自动化。如采用微机保护加监控系统，测控及保护一体化单元，智能重合器等构成综合自动化系统。保护一体化单元，智能重合器等构成综合自动化系统。6.6.直流采样和交流采样直流采样和交流采样直流采样：直流采样：直接对变送器直流输出（直流电压或电流）进行直接对变送器直流输出（直流电压或电流）进行采样。采样。l特点：特点：简单，但数据稳定性、实时性

13、差，变送器故障几简单，但数据稳定性、实时性差，变送器故障几率较高、维护工作量较大；造价大。率较高、维护工作量较大；造价大。交流采样：交流采样：直接采样直接采样各相电流电压，各相电流电压，根据算法实时计算电流根据算法实时计算电流电压等量。电压等量。l交流采样算法：交流采样算法：算法种类多，保护一般用傅里叶算法；算法种类多，保护一般用傅里叶算法；测量一般用均方根算法，例如测量一般用均方根算法，例如I、U有效值：有效值：I(k)、U(k)为为k时刻电流、电压采样值。时刻电流、电压采样值。交流采样方式交流采样方式1）单一通道采样方式）单一通道采样方式异步采样：异步采样：也称定时采样，采样间隔周期固定不

14、变，也称定时采样，采样间隔周期固定不变，系统基频变化时精度不高。系统基频变化时精度不高。同步采样：同步采样：采样周期跟踪系统基频而变化，保持采样周期跟踪系统基频而变化，保持fs/f1=N为不变整数。为不变整数。2）多通道采样方式多通道采样方式同时采样：同时采样：同时采样，同时或依次同时采样，同时或依次A/D转换。转换。顺序采样：顺序采样：顺序采样，用于同时性要求不高的场合。顺序采样，用于同时性要求不高的场合。3）分组同时采样）分组同时采样所有输入通道分若干组，组内各通道同时采样，组所有输入通道分若干组，组内各通道同时采样，组间顺序采样。间顺序采样。同时采样，同时同时采样，同时A/D转换转换 同

15、时采样，依次同时采样，依次A/D转换转换顺序采样顺序采样,依次依次A/D转换转换3.4 变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统：变电站综合自动化系统：将电力系统的保将电力系统的保护、测量、控制、监视、故障分析等功能护、测量、控制、监视、故障分析等功能集合在一起构成变电站综合自动化系统。集合在一起构成变电站综合自动化系统。目标：目标：实现电力系统优化控制、经济运行、实现电力系统优化控制、经济运行、智能决策。智能决策。1.变电站综合自动化系统功能变电站综合自动化系统功能保护功能：保护功能：包括各种常规保护设备所能完成的各种包括各种常规保护设备所能完成的各种功能。如距离、变压器

16、、母线、发动机、电容器、功能。如距离、变压器、母线、发动机、电容器、电抗器的主保护、后备保护。电抗器的主保护、后备保护。控制功能：控制功能：近距离控制近距离控制(就地就地)、远距离控制、远距离控制(遥控遥控)。测量功能：测量功能：遥测、遥信。遥测、遥信。通信：通信：与调动系统通信。与调动系统通信。诊断功能：诊断功能：自检、自诊断，断路器动作次数、故障自检、自诊断，断路器动作次数、故障电流大小等。电流大小等。故障录波功能：故障录波功能：故障时各种参数波形记录。故障时各种参数波形记录。2.2.变电站综合自动化的优越性变电站综合自动化的优越性提高供电质量，提高电压合格率提高供电质量，提高电压合格率（有载调压、无功补偿，无（有载调压、无功补偿，无功潮流合理，降低网损，节约电能损耗）。功潮流合理，降低网损，节约电能损耗）。提高变电站的安全、可靠运行水平提高变电站的安全、可靠运行水平（微机保护、故障自诊断（微机保护、故障自诊断功能）。功能）。提高电力系统运行、管理水平提高电力系统运行、管理水平（监视、测量、记录、抄表等（监视、测量、记录、抄表等由计算机完成，提高测量精度，无人为干预）。由计算机完成