配电自动化系统chapter

第5章配电SCADA系统的组织5 1配电SCADA系统组织的基本方式 馈线自动化与配网进线监视 变电站自动化等一起构成一体化的配电SCADA系统 构造配电SCADA系统应进行的工作 1 10kV线路的分段 联络开关能具备电动分合闸 并分别装设FTU单元 2 10kV配变应装设TTU单元 3 开闭所与配电变电站内应装设RTU 或微机综合保护测控装置 4 10kV进线监控由地调或区调转发 5 市区供电局设置基于计算机网络的配电SCADA系统 6 合理选择通信方式 满足实时性数据传输的要求 7 对分散的测控点 可设置区域工作站 配电SCADA系统的体系结构 5 2配电SCADA系统的功能与特点 DMS的SCADA系统特点 1 系统采用开放式平台组成 具有方便灵活的图形界面 使用多窗口技术显示各种图形 2 可接收GIS的地理图形数据 组成SCADA地理接线图 3 具有网络拓扑分析能力 采用不同颜色和图标以区分线路是否带电 是否接地 4 支持变电站综合自动化系统 实现保护投切和监视 保护定值选择及故障录波 测距数据的收集等功能 配电SCADA功能 1 数据采集 遥测 遥信 根据RTU等采集信息 在屏幕上以图形 列表等方式显示电网运行工况 报警 Alarm 设备过负荷 越限 断路器事故跳闸时发出警报 预警 告警 事件顺序记录SOE扰动后追忆PDR PostDisturbanceReview 记录事故前后一段时间间隔的重要实时数据 远方控制和远方调整计算 Calculation 趋势曲线 Trend 和棒图 Bargraph 配电SCADA功能 2 历史数据存储 History 和制表打印 Report 事件记录 EventLog 时钟 Clock 模拟盘接口 MapboardInterface 支持无人值班的变电站综合自动化动态线路着色地理接线图 通过GIS系统为SCADA系统提供作为背景画面的地理图 SCADA采集信息显示例子 厂站单线图 SCADA采集信息显示例子 厂站单线图部分放大 SCADA采集信息显示例子 棒图 适合显示机组出力 电压等数据 SCADA采集信息显示例子 曲线 适合显示某个量的变化趋势 如系统负荷 频率 电压等 1 汉中市配电SCADA系统 配电网分布比较集中 采用分层集结站点多 将分散的测控点先集结成若干个点 再上传 根据地理分布 划分为4个区域 测控点到区域站 屏蔽双绞线 必要时加中继 区域站包括 FTU TTU区域工作站 3个在110KV站内 可借助原有的数据传输通道 1个在市区电业局 屏蔽双绞线 5 3典型配电SCADA系统的组织 配电开闭所 与控制中心采用屏蔽双绞线加中继小区变 箱变 配变 公用电话网用户 具有远方抄表功能的电度表 低压配电线载波通信到配变 2 银川城区配电SCADA系统 系统特点 1 设置区域工作站 适应分散用户测控的要求 2 通信主干道采用无线扩频方式 速率1200bps 3 分散站点与区域站间用RS485通信方式 距离小于2km 采用屏蔽双绞线 通信速率600 1200bps 4 FTU电源通过专设的两路低压 400V 线路供电 5 UPS备用供电 配网控制中心SCADA系统 备用16h 区域工作站 备用4h 6 开闭所与小区变RTU TTU 采用双路低压供电 3 宝鸡市区配电SCADA系统 系统特点 1 市区主要变电站 110kV 与市供电局间通信主干道采用光纤网 市局与各供电分局间也设置光纤通信 2 主变电站与区域工作站间 区域工作站与分散站点 FTU TTU等 间用载波通信方式 3 柱上开关操作电源取自馈线电源 FTU工作电源采用蓄电池 其他特点与银川SCADA系统类同 4 石家庄电业局配电SCADA系统 石家庄市区配电网面积大 测控点分散 故采用无线电台和有线通信结合的通信方式 系统特点 1 配电控制中心与区域工作站 开闭所间采用无线通信 2 区域站与FTU间采用基于LONWORK现场数据总线的全双工通信方式 3 区域站与TTU间采用RS 485通信方式 其他特点与前述SCADA系统类同 Motorola公司的几个SCADA系统 第6章远方抄表与电能计费系统 6 1电能表的发展和现状电能表发展过程 机械式电能表 机械电子式电能表 电子式电能表 机械式电能表 通过电磁感应驱动机械转动 机械表盘转动圈数反映了用户用电量 可靠性高 抗干扰性好 但测量精度不高 功能单一 电子式电能表 测量精度高 性能稳定 功耗低 体积小 功能丰富 机械电子式电能表 在机械式电能表基础上加入电子线路 性能介于上述两者间 电子式电能表优点多 是一种应用趋势 6 2电子式电能表 类型 热电转换型 模拟乘法器型 数字乘法器型 其中数字乘法器型最适合于远方抄表技术 热电转换型 通过热电转换电路 使热电偶输出与平均功率成正比 模拟乘法器型 包括分割乘法器 跨导型乘法器 霍尔效应乘法器 通过对电流 电压进行脉宽 幅度调制 或通过模拟乘法器实现 数字乘法器型 以微处理器为核心 由A D对输入电流 电压进行交流采样和数字处理 功能多 6 3多功能电子式电能表 1 多功能电子式电能表功能1 用电计测功能 包括累计计量 WP WQ WS 和实时计量 I U P Q S f 2 监视功能 用电最大需量 防窃电监视 缺相 断电指示 恢复供电时间记录 电压异常报警 3 控制功能 复费率分时计费的时段控制 4 管理功能 时段 费率计费管理 抄表及组网管理 负荷管理 5 存贮功能 实现对参数 事件的记录存贮 6 自恢复和自检测功能 看门狗电路 硬件自检测实现 2 多功能电能表的电源 电源形式 交流电源 表内电池 一般在停电时使用 1 交流电源将50Hz交流电变换成表内电子电路所需的直流低电压 一般5伏 几种变换方式 1 变压器降压直接整流供电方式 2 电阻或电容降压方式 3 开关电源方式 4 变压器降压加线性稳压电源 2 电池 掉电期间充当电能表的电源 以维持时钟及RAM中的数据 可选镉镍 锂可充电电池 3 电源切换 掉电后 电源电压下降至某一值时 掉电检测电路动作 使电源切换到表内电池 6 4抄表技术综述 1 抄表计费的几种方式1 手工抄表 2 本地自动抄表 3 移动式自动抄表 4 预付费电能计费 5 远程自动抄表 2 预付费电能计费方式 需借助于预付费电能表的使用来实现 预付费电能表方式 1 投币式 2 磁卡式 3 IC卡式 IntegratedCircuitCard 磁卡 IC卡预付费以卡上携带电量为基准 实施对用电的自动控制 变人工抄表收费为用户买电插卡用电 避免了收电费难现象 但用户与用电管理部门仍是隔离的 管理部门无法对用户及电能表本身实施实时监测与管理 6 5采用IC卡电能表的预付费系统 1 IC卡电能表的组成 IC卡预付费复费率电能表原理框图 电能采集部分完成电度采集与脉冲转换 微处理器完成脉冲计数 并与存入的IC卡电量信息比较 剩余电量不足时发报警 为零时由漏电保安器跳闸 IC卡的组成 组成 CPU 工作缓冲器RAM 程序存储器ROM 数据存储器E2PROM 通信单元 实现卡与外部读写装置的串行异步通信 IC卡功能 IC卡预付电费 分时 峰 谷 平时段 计量有功 无功电度并计费 分时计量有功 无功最大需求量 功率因数测量 提醒与跳闸 防窃电 2 预付费电能管理系统 售电终端功能 日常售电 用户查询 系统管理 打印制表 存在问题 预付费电能表仍有很多弊端 近年来国内外采用一种新技术 远程自动抄表技术 可大大减少抄表工作量 实现抄表时刻的一致性 按需随时抄读 为实行分时电价 线损分析 电量分析等提供可靠的数字依据 售电管理系统计算机网络 6 6自动抄表技术 一 本地自动抄表技术采用携带方便 操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作 实现方法 以红外线作通信媒体 将某一区域内电能表的各项数据集 传输到抄表集中器 再用便携式掌上电脑将数据抄回 掌上电脑功能 实现仪表数据的现场记录 现场设置智能仪表特定参数或原始数据 与中心站计算机系统通信上传采集数据 可配微型打印机 直接打印收费通知单 二 远程自动抄表技术 AutomaticMeterReading AMR 特点 利用公共电话网络 负荷控制信道或低压配电线载波等通信联系 将电能表数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理 优点 不需现场人员 提高抄表的准确性 及时性 杜绝少抄 误抄 漏抄等问题 实现方法 在普通电能表内加装自动抄表单元 1 远程自动抄表技术的发展远程自动抄表电量计费系统 集中式 分布式 网络式 开放式 电能表数据采集 集中式脉冲处理方式 分布式直接传送方式 1 分布式直接传送式电能表特点 1 数据采集中心与多功能电表之间直接数据通信 2 可实现多种通信方式 3 电能表具有采集 储存 处理数据等功能 电能表间可互为备用 4 可对电能表预先编程 定时或事件发生时主动上报电能表本身状态信息 2 集中式脉冲处理式电能表特点 1 电能表以脉冲计数方式输出电量 不具备数字传输能力 2 可靠性差 远程运输需中间设备 3 电能表的数据下载 报警 信息上报等功能较难实现 4 新型智能电能表在该方式下无法有效发挥其功能 5 抗干扰性差 2 远程自动抄表系统的组成 组成 具有自动抄表功能的电能表 抄表集中器 抄表交换机 中央信息处理机 1 电能表脉冲型 分电压型 传输距离近 三线传输方式 电流型 传输距离远 两线传输方式 智能型 分RS 485通信接口型 低压配电线载波通信接口型 2 抄表集中器将电能表数据集中后 通过电力载波或其它通信方式上传 3 抄表交换机收集抄表集中器的数据 然后通过公用电话网或其他方式上传到计费中心计算机网络 4 中央信息处理机整个远程自动抄表系统的管理层设备 可由单台计算机或计算机局域网配合相应的抄表软件构成 3 自动抄表系统的远程传输通道 远传通道方式 1 电能表到抄表集中器 抄表集中器到抄表交换机间 RS 485