配电网及其自动化技术概况.ppt

2011年7月,配电网及其自动化技术概况,主 要 内 容,配电网基本概况,1,2,3,4,配电一次设备与自动化配套,配电终端与自动化数据传输,配电主站与自动化监控,5,配电网领域许继优势特色,配电网基本概况,电力系统定义及组成 配电网供电方式 配电网规模 配电网建设目标 配电网建设思路 配电网实现自动化的体系构架,3,定义：把由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。,配电网,电力系统定义及组成,4,配电网供电方式,配电线路接线方式 中性点接地方式 负荷转供方式,5,“手拉手”环网接线,辐射网接线,配电线路接线方式架空线路,6,单环网,配电线路接线方式电缆线路或架空电缆混合线路,7,双环网,配电线路接线方式电缆线路或架空电缆混合线路,双射网,双射网,= 双射网+双射网,8,中性点经消弧线圈接地, 补偿接地点流过的容性电流，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复 减少系统弧光接地过电压的概率 降低了接地残流和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差 系统可带故障运行一段时间,中性点经小电阻接地, 降低操作过电压。单相接地故障时，可准确判断并快速切断故障线路 中性点电阻为耗能元件，有效限制弧光接地过电压 对电容电流变化的适用范围较大，简单、可靠、经济,中性点不接地, 非接地相对地电压升高3倍，稳定性电弧可烧毁设备或引起相间短路 间歇性电弧可使电网电感、电容形成震荡回路而产生弧光接地过电压 当发生弧光接地故障时，非故障相电压可升高到2.5-3倍un,配电网供电方式中性点接地方式,9,配电网供电方式中性点接地方式,10,10kv配电网3分段4连接,主干线路由分段开关分为3部分，每一段都通过联络开关和其他配电线路相连，正常工作时联络开关处于分闸状态，当发生事故时，联络开关合闸，分别从相连的其他配电线上进行负荷转供。,分段开关（分闸）,联络开关（合闸）,其他配电线路开关（合闸）,配电网供电方式负荷转供方式,国家电网公司数据,配电网规模,如何实时监测配电网运行工况、优化运行方式 如何实现故障快速定位、故障快速隔离 如何远方快速转供电、减少倒闸操作时间等,对策,全面推进配电自动化建设，提高配电网管理水平,困难,12, 网架坚强：优化配电线路结构和配电接线方式，合理分段、合理选择开关，有效提高供电可靠性、供电能力和供电经济性 网络智能：实现配电线路的灵活联络，自动隔离故障区段，缩小故障停电范围，减少故障停电时间，提高供电可靠性和配电网运行管理水平，降低维护工作量,配电网建设目标,13,不停电,生产,实现思路,系统应用,管理,实现思路,自动化系统充当“千里眼”实现配电网风吹草动监视 一遥、两遥,实现自愈，缩短停电时间 远方操作提升效率 提升自动化覆盖率,对计划、故障停电的风险分析与管控 与95598的联动 电网、生产效率提升,新供电方式 分布式电源 智能设备、智能小区、智能用户,配电网信息化（gis）。 95598 配电自动化（监测）,线路智能自愈。 用户看门狗 带电作业 全面的自动化,停电管理。 风险管控 95598联动 生产运营指挥平台,互动化。 分布式电源管理 新型保护 新配电自动化,配电网信息化静态管理 日清日结 台帐清晰,知停电,少停电,防停电,管,监,控,优,配电网异常监视，统计 运行记录经验积累 管理提升找到方向,配电网掌控力提升。 电网效率、生产效率提升 用户交互频繁,信息化、自动化、互动化情况下，配网经济运行、业务高效 电网、生产效率提升,核心目标：以停电管控为主线，实现配电网的优化管理,配电网建设思路,配电网实现自动化的体系构架,14,14,配 电 主 站 系 统,子站（变电站）,通信主干网,dtu,通信接入网,ftu,网架及一次设备,ttu,大 脑,神经躯干,手 脚,珠海许继,珠海经纬,许继(芝),配电一次设备与自动化配套,配电一次设备 一次设备自动化配套技术,16,架空 开关,共箱式真空断路器,电压型真空负荷开关,电流型真空负荷开关,旁路开关,分界型真空负荷开关,永磁真空断路器,极柱式真空断路器,配电一次设备架空开关,17,电缆 开关柜,美式电缆分接箱,vsr3真空环网柜,智能高压电缆分接箱,sf6环网柜,智能化预装式变电站,配电一次设备电缆开关柜,18,配电一次设备主要技术参数,19,一次设备自动化配套技术操作机构类型与电源要求,马达驱动弹簧操作机构 储能过程与合分闸过程顺序执行 合分闸过程耗时长、功耗相对小 操作电压有交流直流之分 各类开关产品操作功耗差异较大,永磁/电磁式操作机构 储能过程与合分闸过程同期进行 合分闸过程耗时短、瞬时功耗大 操作电压一般为直流 各类开关产品操作功耗差异较大,电源配套关联技术,pt负载能力,终端驱动能力,推荐操作机构驱动电压dc48或dc24v 推荐操作机构驱动功耗小于80w。,合/分闸电压 合/分闸电流 合/分闸时间 储能电压/时间,一次设备自动化配套技术架空开关配套电压互感器pt,选型原理,浇注绝缘电压互感器,油浸式电压互感器,双侧电源组合pt,架空开关,电压互感器功率输出参数： 二次绕组额定输出500va 短时1s输出3000va,关键技术,耐候性,过载保护,绝缘 安全,功率输出,外力损伤防护,密封 防护,21,电缆开关柜配套pt的选型原理,母线接入式,空间 问题,连接 问题,检维 问题,一次设备自动化配套技术电缆开关柜配套电压互感器pt,pt采用相间接线 pt接入方式应保证运行方式改变时，装置不失去电压,pt输出功率符合操作机构要求 pt二次侧必须安装快速熔断器进行短路保护,22,贯穿式零序ct和三相ct的零序电流合成,一次设备自动化配套技术测量ct及保护ct,空间 问题,精度 问题,饱和 问题,配套贯穿式零序ct（满足接地故障精确测量要求） 合成零序电流（仅适用于低值电阻接地系统）,配套测量ct（满足负荷电流监测及故障判定要求） 配套测量+保护组合式ct（满足负荷电流及故障电流监测要求）,ct的低值测量精度与饱和特性,一次设备自动化配套技术电流互感器ct常用接线方式,两相不完全y形接线,三相y形接线,三相y形+零序电流合成接线,配电终端与自动化数据传输,配电终端设备 自动化数据传输技术,配电终端设备类型,25,馈线终端ftu,站所终端dtu,配变终端ttu,自动化接口,26,配电终端设备类型,电流型 电压时间型 电压电流型 电流计数型,一遥故指型 二遥故指型,用户分界型 分支分界型,新,新,27,配电终端设备馈线终端ftu,架空线路 馈线终端ftu,分段型馈线终端 （无后备电源）,分段型馈线终端 （电池型后备电源）,分界型馈线终端 （电容型后备电源）,28,配电终端设备站所终端dtu,电缆线路 集中监控dtu,环网柜终端（户内型）,环网柜终端（户外型）,站所终端,环网柜终端（故指型）,29,保护测控一体化智能开网柜,用户分界负荷开关柜 用户分界断路器柜,电缆智能 成套设备,配电终端设备电缆智能成套设备,30,配电终端主要技术参数,自动化 数据传输,31,配电终端自动化数据传输技术通信网络组网方式,ftu,dtu,ttu,32,32,配电终端自动化数据传输技术多种通信方式接入可靠性,站端设备,局端系统,配电终端与通信设备电气接口匹配，如电源功率、负载能力 系统与终端通信介质接口匹配，如：光设备类型/厂家匹配,硬接口,软接口,系统与终端通信规约匹配，如iec60870-5-101/104 信息点表匹配，通信数据流量可控,33,33,安全加密,安全加密,进行身份验证数字签名,通信数据使用密文传输,专网vpn+防火墙设计,正反向物理隔离防护,通信骨干网,通信接入网,配电终端自动化数据传输技术无线数据传输安全防护,分层多重 防护策略,34,34,自适应总召轮询工作模式,传输数据分级打包及缓存技术,传输数据采用压缩、合成技术,多级门限设定和当地数据存储,终端设备,数据压缩,通信机制,主站系统,配电终端自动化数据传输技术无线通信数据流量控制,数据流量 = 费用,配电主站与自动化监控,配电自动化系统构架 配电自动化系统设计思路 业务/控制系统一体化应用,配电自动化系统构架,36,自动化数据接入,配电自动化系统设计思路,37,配电主站模型,38,配电主站业务/控制系统一体化应用,39,客户,配电设备,管辖营业所,电话中心系统,本地系统,基干信息,电话中心,计算机中心,現 场,赶赴现场,巡视,保修,設计移动,設计,巡视手机,取得现场所需的信息,共享工作人员的信息,配电自动化系统,系统状況的自动連系,停电之外的故障,配电业务it（移动）化系统,手机网,配电网领域许继优势特色,许继核心产品构成 许继主站系统优势特色 许继一二次设备优势特色 行业领先的线路自动化解决方案 东芝理念、许继原创,41,许继核心产品构成涵盖自动化系统各核心层面,42,自主产品成套能力： 主站系统与配电终端自主成套 配电网一二次设备自主成套,与其他厂家产品集成能力： 主站系统能与其他厂家配电终端良好交互使用 配电终端设备能与其他厂家通信设备、主站系统无缝连接 配电网一二次设备可与其他厂家设备交叉配套集成应用,许继核心产品构成综合集成能力,配电主站系统优势特色,43,基于地理背景信息的自动化系统监控 gis互操作，与数据中心良性互动 业务系统和控制系统的一体化应用 基于主配网全网拓扑下的调控一体化 健全的事故处理功能 把握全局的生产运营指挥平台的建设,许继一二次设备优势特色,44,许继一二次设备优势特色,45,重点解决了运行防护、后备电源、远程维护、电缆接插件防护等关键产品技术问题，形成了,稳定性、可靠性和 可维护性特色优势,软硬件可组态，实现集中式或分布式保护测控的一体化应用 具备分界保护控制功能，该技术已获得国家发明专利 设备状态预警和远程程序升级，已申请国家发明专利 户外防护达到ip67等级 提供epon无源光网、以太网交换机、无线gprs等多种通信产品及集成配套方案,许继一二次设备优势特色,46,通过一二次电气、通信单元、电源、结构一体化集成成套，形成,智能成套特色优势,基于一设备zct、zpt和终端综合判据成套的小电流接地系统中单相接地故障检测技术，该技术已获国家发明专利 基于传感器、自诊断的状态预警成套技术 基于超级电容、电源、内置pt的后备电源系统一体化集成技术 基于电气接插和结构户外防护的一体化集成技术,5、分支线短路故障（断路器看门狗fdk）,4、分支线短路故障 + 瞬时故障（ffk）,3、分支线接地故障（负荷开关看门狗ffk）,2、主干线接地故障,1、主干线短路故障,1、主干线短路故障,2、主干线接地故障,3、分支线接地故障（负荷开关看门狗ffk）,4、分支线短路故障 + 瞬时故障（ffk）,5、分支线短路故障（断路器看门狗fdk）,47,永久故障，vsp5跳闸并正向闭锁，切除接地故障,1,3,vsp5,fdk,ffk,rl27,vsp5,联络点,vsp5,vsp5,闭锁,闭锁,45s后由联络点转供，恢复非故障区供电,联络点45s计时中,母线拉线后，试送电,直接切除接地故障,1,4,7,1,4,7,1,4,7,1,35,45,1,10,20,ffk单侧带电20s后启动重合，若是永久故障ffk再次跳闸，与第一次发生短路故障处理过程一致，但不第二次重