电气工程基础配电网自动化ppt课件

1、电力工程基础电力工程基础第第8章章 配电网自动化配电网自动化第第8章章 配电网自动化配电网自动化n8.1 配电网自动化概述n8.2 配电网自动化的通讯n8.3 配电网的馈线自动化 n8.4 配电及用电管理自动化 8.1 配电网自动化概述配电网自动化概述一、配电网自动化的产生一、配电网自动化的产生我国电网现状：前些年加大了发电厂及输电网的建立，实我国电网现状：前些年加大了发电厂及输电网的建立，实现了输电网自动化，当前的主要矛盾出如今配电环节。现了输电网自动化，当前的主要矛盾出如今配电环节。我国配电网现状：配电网构造不合理，供电可靠性差、设我国配电网现状：配电网构造不合理，供电可靠性差、设备落后、

2、自动化程度低。备落后、自动化程度低。国家电力公司从国家电力公司从2019年起对全国城乡电网开场进展大规模年起对全国城乡电网开场进展大规模的建立与改造，并从总体上提出了明确目的：提高供电的可的建立与改造，并从总体上提出了明确目的：提高供电的可靠性，使我国城市供电可靠性到达靠性，使我国城市供电可靠性到达99.99%；提高供电质量，；提高供电质量，使电压合格率使电压合格率98%。要到达上述目的，必需实施配电系统自动化。要到达上述目的，必需实施配电系统自动化。二、配电网自动化的定义二、配电网自动化的定义 配电网自动化是利用计算机技术、现代电子技术和通配电网自动化是利用计算机技术、现代电子技术和通讯技术

3、，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用讯技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网构造和地理图形进展信息集成，构成完好的户数据、电网构造和地理图形进展信息集成，构成完好的自动化系统，实现配电网及其设备正常运转及事故形状下自动化系统，实现配电网及其设备正常运转及事故形状下的监测、维护、控制以及用电和配电管理的自动化，使配的监测、维护、控制以及用电和配电管理的自动化，使配电网一直处于平安、可靠、优质、经济、高效的最优运转电网一直处于平安、可靠、优质、经济、高效的最优运转形状。形状。三、配电网自动化的内容三、配电网自动化的内容远方抄表与计费自动化远方抄表与计费自动化AMR负荷

4、监控与管理负荷监控与管理LCM需方管理需方管理DSM配电自动化系统配电自动化系统DAS地理信息系统地理信息系统GIS变压器巡检与无功补偿变压器巡检与无功补偿配电配电SCADA系统系统进线监控进线监控馈线自动化馈线自动化FA10kV开闭所、变电站自动化开闭所、变电站自动化 配电自动化系统配电自动化系统DAS是配电管理系统是配电管理系统DMS中最中最主要的内容，它是一种可以使配电企业在远方以实时方式监主要的内容，它是一种可以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，包括以下内容：视、协调和操作配电设备的自动化系统，包括以下内容：1. 配电配电SCADA系统系统 配电网数据采集

5、与监控系统配电网数据采集与监控系统 SCADA包括配电网进线监控、变配电站自动化、馈线包括配电网进线监控、变配电站自动化、馈线自动化和配电变压器巡检及无功补偿四个部分自动化和配电变压器巡检及无功补偿四个部分 ：配电网进线监控：对配电网进线变电所开关位置、维护配电网进线监控：对配电网进线变电所开关位置、维护动作信号、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电动作信号、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的监视。度量的监视。 配电配电SCADA系统系统 采集安装在各个配电设备处的终端单采集安装在各个配电设备处的终端单元上报的实时数据，并使调度员可以在控制中心遥控现场元上报的实时数据，并使调度

6、员可以在控制中心遥控现场设备，它普通包括数据库管理、数据采集、数据处置、远设备，它普通包括数据库管理、数据采集、数据处置、远方监控、报警处置、历史数据管理以及报表生成等功能。方监控、报警处置、历史数据管理以及报表生成等功能。馈线自动化馈线自动化FA：在正常情况下，远方实时监视馈线分：在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的形状和馈线电流、电压情况，并实现线段开关与联络开关的形状和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在缺点时获取缺点记录，并路开关的远方合闸和分闸操作；在缺点时获取缺点记录，并自动判别和隔离馈线缺点区段以及恢复对非缺点区域供电。自动判别和隔离馈线缺点区

7、段以及恢复对非缺点区域供电。闭所和配电变电站自动化闭所和配电变电站自动化SA：对配电网中：对配电网中10kV开闭开闭所和小区变的开关位置、维护动作信号、小电流接地选线情所和小区变的开关位置、维护动作信号、小电流接地选线情况、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的远况、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的远方监视、开关远方控制、变压器远方有载调压等。方监视、开关远方控制、变压器远方有载调压等。变压器巡检与无功补偿：变压器巡检是指对配电网中变压变压器巡检与无功补偿：变压器巡检是指对配电网中变压器、箱变的参数进展远方监视，无功补偿是指对补偿电容器器、箱变的参数进展远方监视，无功补偿

8、是指对补偿电容器进展自动投切和远方投切等。进展自动投切和远方投切等。2. 地理信息系统地理信息系统GIS 配电自动化中的配电自动化中的GIS主要包括设备管理、用户信息系统、主要包括设备管理、用户信息系统、SCADA功能及缺点信息显示等。功能及缺点信息显示等。设备管理设备管理FM：将变电站、馈线、变压器、开关、电杆：将变电站、馈线、变压器、开关、电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上，便于进展设备及其等设备的技术数据反映在地理背景图上，便于进展设备及其静态信息的查询。静态信息的查询。 地理信息系统是将配电网设备的地理位置与一些属性地理信息系统是将配电网设备的地理位置与一些属性数据库如用户信息、需

9、方管理上报的实时数据等结合，数据库如用户信息、需方管理上报的实时数据等结合，以便操作和管理人员更加直观地进展配电网的动态分析和以便操作和管理人员更加直观地进展配电网的动态分析和运转管理。运转管理。用户信息系统用户信息系统CIS：指借助：指借助GIS对大量用户信息，如用对大量用户信息，如用户称号、地址、账号、用电量和负荷、供电优先级、停电户称号、地址、账号、用电量和负荷、供电优先级、停电记录等进展处置，以便于迅速判别缺点的影响范围，而用电记录等进展处置，以便于迅速判别缺点的影响范围，而用电量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的根据。量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的根据。SCADA功能及

10、缺点信息显示：指功能及缺点信息显示：指GIS经过调用经过调用CIS和和SCADA功能，迅速查明缺点地点和影响范围，选择合理的操功能，迅速查明缺点地点和影响范围，选择合理的操作顺序和途径，并自动显示缺点处置过程的进展信息。作顺序和途径，并自动显示缺点处置过程的进展信息。3. 需方管理需方管理DSM 需方管理是指电力的供需双方对用电市场进展管理，以需方管理是指电力的供需双方对用电市场进展管理，以到达提高供电可靠性，减少能源耗费及供需双方的费用支出到达提高供电可靠性，减少能源耗费及供需双方的费用支出的目的。的目的。 负荷监控与管理负荷监控与管理LCM：根据用户情况进展综合分析，：根据用户情况进展综合

11、分析，确定最优运转和负荷控制方案，对集中负荷及部分工厂用电确定最优运转和负荷控制方案，对集中负荷及部分工厂用电负荷继续监视、控制和管理，经过合理的电价构造引导用户负荷继续监视、控制和管理，经过合理的电价构造引导用户转移负荷，平坦负荷曲线，降低运转本钱，实现负荷平衡化。转移负荷，平坦负荷曲线，降低运转本钱，实现负荷平衡化。远方抄表与计费自动化远方抄表与计费自动化AMR：经过各种通讯手段读取：经过各种通讯手段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，自动生成电费报表或曲线等。表或曲线等。 它包括负荷监控与管理和远方抄表与计费自动化两个方它包括负荷

12、监控与管理和远方抄表与计费自动化两个方面内容。面内容。四、实施配电网自动化的目的和意义四、实施配电网自动化的目的和意义 当配电网发生缺点或异常运转时，迅速查出缺点区段及当配电网发生缺点或异常运转时，迅速查出缺点区段及异常情况，快速隔离缺点区段，及时恢复非缺点区域用户的异常情况，快速隔离缺点区段，及时恢复非缺点区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。在正常运转供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。在正常运转情况下，经过监视配电网运转工况，优化配电网运转方式；情况下，经过监视配电网运转工况，优化配电网运转方式；根据配电网电压合理控制无功功率和电压程度，改善供电质根据配电网电压合理控

13、制无功功率和电压程度，改善供电质量，到达经济运转目的；合理控制用电负荷，提高设备利用量，到达经济运转目的；合理控制用电负荷，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，提高企业率；自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，提高企业的经济效益和任务效率，降低劳动强度，到达减人增效的目的经济效益和任务效率，降低劳动强度，到达减人增效的目的；提高管理现代化程度和效力质量，并可为用户提供自动的；提高管理现代化程度和效力质量，并可为用户提供自动化的用电信息效力等。化的用电信息效力等。8.2 配电网自动化的通讯配电网自动化的通讯一、配电自动化通讯系统的层次一、配电自动化通讯系统的层次 配电自动化

14、通讯系统普通可分为用户级通讯、主站级通配电自动化通讯系统普通可分为用户级通讯、主站级通讯和现场设备级通讯三个层次。讯和现场设备级通讯三个层次。v用户级通讯：指配电控制中心或配电子站的各计算机之间用户级通讯：指配电控制中心或配电子站的各计算机之间的相互通讯，普统统过局域网相连，本书不作讨论。的相互通讯，普统统过局域网相连，本书不作讨论。v主站级通讯：指配电自动化主站和子站间的通讯、子站和主站级通讯：指配电自动化主站和子站间的通讯、子站和现场监控单元间的通讯。现场监控单元间的通讯。v现场设备级通讯：指各种远方监控单元相互之间的通讯，现场设备级通讯：指各种远方监控单元相互之间的通讯，包括馈线远方终端

15、包括馈线远方终端FTU相互间的通讯，配电变压器远方终相互间的通讯，配电变压器远方终端端TTU相互间的通讯，以及相互间的通讯，以及FTU和和TTU之间的通讯。之间的通讯。二、配电自动化对通讯系统的要求二、配电自动化对通讯系统的要求 配电自动化对通讯系统的要求，取决于配电网的规模和配电自动化对通讯系统的要求，取决于配电网的规模和要务虚现的详细希望程度。选择配电自动化系统的通讯方式要务虚现的详细希望程度。选择配电自动化系统的通讯方式应综合思索以下几点：应综合思索以下几点： 通讯的可靠性；通讯的可靠性；双向通讯的要求；双向通讯的要求；通讯速率的要求；通讯速率的要求；通讯不受停电的影响；通讯不受停电的影

16、响；通讯系统建立费用；通讯系统建立费用；运用和维护的方便性；运用和维护的方便性；可扩展性。可扩展性。三、配电自动化的通讯方式三、配电自动化的通讯方式1. 主站级通讯方式主站级通讯方式n有线通讯：包括架空明线或电缆、配电线载波、邮电本地有线通讯：包括架空明线或电缆、配电线载波、邮电本地网、租用线、光纤、有线电视网网、租用线、光纤、有线电视网CATV、专线等。、专线等。配电线载波通讯配电线载波通讯DLC ：是在：是在610kV配电线路上的载配电线路上的载波通讯，其载波频率为波通讯，其载波频率为540kHz。 配电载波通讯所用到的主要设备有：在主变电站安装的配电载波通讯所用到的主要设备有：在主变电站

17、安装的多路载波机称主站设备、在线路各测控对象处安放的配多路载波机称主站设备、在线路各测控对象处安放的配电线载波机称从站设备和高频通道。电线载波机称从站设备和高频通道。 高频通道主要由高频通道主要由10kV配电线路、高频阻波器简称阻波配电线路、高频阻波器简称阻波器、耦合电容器和结合滤波器组成。器、耦合电容器和结合滤波器组成。 高频阻波器的作用：防止高频信号向不需求的方向传输；高频阻波器的作用：防止高频信号向不需求的方向传输；耦合电容器的作用：将载波设备与馈线上的高电压、操作耦合电容器的作用：将载波设备与馈线上的高电压、操作过电压及雷电过电压等隔开，以防止高电压进入通讯设备，过电压及雷电过电压等隔

18、开，以防止高电压进入通讯设备，同时使高频载波信号能顺利地耦合到馈线上；同时使高频载波信号能顺利地耦合到馈线上；结合滤波器的作用：与耦合电容器配合将载波信号耦合到结合滤波器的作用：与耦合电容器配合将载波信号耦合到馈线上，并抑制干扰进入载波机。馈线上，并抑制干扰进入载波机。 结合滤波器由接地刀闸结合滤波器由接地刀闸QS、避雷器、避雷器F、排流线圈、排流线圈L1、调谐网络、调谐网络C1、L2和匹和匹配变压器配变压器T组成，如图组成，如图8-1所示。所示。图图8-1 结合滤波器的组成结合滤波器的组成光纤通讯：是以光波作为信息载体，以光导纤维为传输媒光纤通讯：是以光波作为信息载体，以光导纤维为传输媒介的

19、一种崭新的通讯方式。介的一种崭新的通讯方式。 优点：传输频带宽、通讯容量大、传输速率高、传输损耗小、误码率低、优点：传输频带宽、通讯容量大、传输速率高、传输损耗小、误码率低、可靠性高、不受电磁干扰、组网灵敏方便。可靠性高、不受电磁干扰、组网灵敏方便。 优点：配电载波机的传输率可到达优点：配电载波机的传输率可到达150300bit/s，可满足双向通讯的，可满足双向通讯的要求，在配电网监控、远方抄表和负荷控制等领域得到广泛的运用。要求，在配电网监控、远方抄表和负荷控制等领域得到广泛的运用。 光纤通讯系统由电端机、光端机、中继器和光缆组成，光纤通讯系统由电端机、光端机、中继器和光缆组成，如图如图8-

20、2所示。所示。 图图8-2 光纤通讯系统的组成光纤通讯系统的组成线通讯：分为租用专线和公用拨号两种方式。线通讯：分为租用专线和公用拨号两种方式。 租用专线方式：传输速率高，但租金较贵，本钱高，适用租用专线方式：传输速率高，但租金较贵，本钱高，适用于对通讯速率要求较高的场所，如配电子站与主站之间的通于对通讯速率要求较高的场所，如配电子站与主站之间的通讯；讯；公用网拨号方式：费用较低，但拨号的衔接时间长且有时公用网拨号方式：费用较低，但拨号的衔接时间长且有时接不通，因此只适用于对通讯速率要求不高的场所，如远程接不通，因此只适用于对通讯速率要求不高的场所，如远程抄表等。抄表等。 线通讯的缺陷：电力部

21、门无法完全掌握线通讯的维护以线通讯的缺陷：电力部门无法完全掌握线通讯的维护以确保其可靠运转，而且还有许多线未能覆盖到的区域。确保其可靠运转，而且还有许多线未能覆盖到的区域。 n无线通讯：包括调幅无线通讯：包括调幅AM广播、调频广播、调频FM广播、无广播、无线寻呼网、高频通讯线寻呼网、高频通讯HF、无线扩频通讯、微波通讯、无线扩频通讯、微波通讯、卫星通讯、数控电台等。卫星通讯、数控电台等。 高频通讯：扩频通讯的频率范围在高频通讯：扩频通讯的频率范围在150800MHz。特点：通讯速度不高，传输间隔较短，但绕射才干较强，比较适宜中小特点：通讯速度不高，传输间隔较短，但绕射才干较强，比较适宜中小城市

22、和大城市近郊及宽广乡村地域的配电自动化设备间的通讯。城市和大城市近郊及宽广乡村地域的配电自动化设备间的通讯。扩频通讯：扩频通讯的频率范围为扩频通讯：扩频通讯的频率范围为9001000MHz。特点：传输速率高，发射功率小，抗干扰才干强，但要求通讯两端无阻特点：传输速率高，发射功率小，抗干扰才干强，但要求通讯两端无阻挠，因此对位于高楼林立之中的城市配电网运用效果不佳。用于通讯点挠，因此对位于高楼林立之中的城市配电网运用效果不佳。用于通讯点不多，通讯速率要求较高的场所，例如子站与配电控制中心间的通讯。不多，通讯速率要求较高的场所，例如子站与配电控制中心间的通讯。微波通讯也称视距通讯：微波通讯是采用微

23、波通讯也称视距通讯：微波通讯是采用1GHz以上的以上的频率，外加特有的设备构成的通讯方式。频率，外加特有的设备构成的通讯方式。特点：传输容量大，传输间隔长，稳定性能好，配置灵敏特点：传输容量大，传输间隔长，稳定性能好，配置灵敏 。微波通讯同光波一微波通讯同光波一样是直线传播的，样是直线传播的，因此也称视距通讯因此也称视距通讯 卫星通讯：卫星通讯是经过同步轨道上的通讯卫星作为中卫星通讯：卫星通讯是经过同步轨道上的通讯卫星作为中继站来转发或发射无线电信号，在地面站间进展通讯的。继站来转发或发射无线电信号，在地面站间进展通讯的。优点：不受地形和间隔的限制，通讯容量大，不受大气层骚动的影响，优点：不受

24、地形和间隔的限制，通讯容量大，不受大气层骚动的影响，通讯可靠。通讯可靠。2. 现场设备级通讯方式现场设备级通讯方式n现场总线：是衔接智能现场设备与控制系统和控制室之间现场总线：是衔接智能现场设备与控制系统和控制室之间的一种数字式、双向、串行、多点通讯的系统。其传输介的一种数字式、双向、串行、多点通讯的系统。其传输介质主要采用双绞线。质主要采用双绞线。优点：可靠性高，稳定性好，抗干扰才干强，通讯速率高，造价低廉，优点：可靠性高，稳定性好，抗干扰才干强，通讯速率高，造价低廉，维护本钱低维护本钱低 。 在配电自动化系统中，在配电自动化系统中，LonWorks总线和总线和CAN总线是较常总线是较常用的

25、两种现场总线通讯方式。用的两种现场总线通讯方式。LonWorks总线：总线：LonWorks技术是由美国技术是由美国Echelon公司开发，公司开发，并与并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术。它采用和东芝公司共同倡导的现场总线技术。它采用了了ISO/OSI开放系统互联模型全部的七层协议构造，是独一开放系统互联模型全部的七层协议构造，是独一提供全部效力的现场总线。提供全部效力的现场总线。CAN总线：总线：CAN最早由德国最早由德国Bosch公司推出，是一种具有公司推出，是一种具有很高可靠性、支持分布式实时控制的串行通讯网络。它是目很高可靠性、支持分布式实时控制的串行通讯网络。它是

26、目前独一被同意为国际规范的现场总线。前独一被同意为国际规范的现场总线。LonWorks支持双绞线、电力线、同轴电缆和光纤等多种网络传输介质支持双绞线、电力线、同轴电缆和光纤等多种网络传输介质并支持多种拓扑构造，组网方式灵敏，其通讯速率为并支持多种拓扑构造，组网方式灵敏，其通讯速率为78kbit/s/2700m、1.25Mbit/s/130m，节点数，节点数32000个。个。 CAN可以采用点对点、一点对多点及全局广播多种方式发送接纳数据，可以采用点对点、一点对多点及全局广播多种方式发送接纳数据，可以多主方式任务。可以多主方式任务。CAN总线采用双绞线或光纤串行通讯方式，其通讯总线采用双绞线或光

27、纤串行通讯方式，其通讯速率为速率为5kbit/s/10kM、1Mbit/s/40m，节点数，节点数110个。个。 nRS-485规范接口：规范接口：RS-485是一种改良的串行接口规范，其是一种改良的串行接口规范，其接口环节简单且不含接口环节简单且不含CPU。RS-485最多可支持最多可支持64256个发个发送送/接纳器对，最远传输间隔为接纳器对，最远传输间隔为2.5km9600bit/s，最高，最高传输速率为传输速率为2.4Mbit/s。 用于一些对实时性要求不高的场所，比如远方自动抄表。用于一些对实时性要求不高的场所，比如远方自动抄表。四、配电自动化系统的通讯方案四、配电自动化系统的通讯方

28、案 配网自动化工程所运用的通讯介质主要有光纤、屏蔽双配网自动化工程所运用的通讯介质主要有光纤、屏蔽双绞线和配电线。配网自动化系统普通可分为主站层、子站层绞线和配电线。配网自动化系统普通可分为主站层、子站层和馈线层三层，在不同的层次上应采用不同的通讯介质。和馈线层三层，在不同的层次上应采用不同的通讯介质。主站与子站之间：普通采用单模光纤通讯。光纤通讯的组主站与子站之间：普通采用单模光纤通讯。光纤通讯的组网方式普通分为两种：光纤以太网和光纤环网。网方式普通分为两种：光纤以太网和光纤环网。子站与馈线之间：普通采用光纤、双绞线、电力线载波、子站与馈线之间：普通采用光纤、双绞线、电力线载波、无线等多种通

29、讯手段混合的方式。无线等多种通讯手段混合的方式。低压抄表系统：采用低压配电线载波通讯。低压抄表系统：采用低压配电线载波通讯。 图图8-3为北京四方华能公司消费的为北京四方华能公司消费的CSDA2000配网自动化配网自动化系统的总体构造图，各层之间采用的通讯介质如下图。系统的总体构造图，各层之间采用的通讯介质如下图。图图8-3 配网自动化系统的总体构造配网自动化系统的总体构造8.3 配电网的馈线自动化配电网的馈线自动化一、概述一、概述 馈线自动化的实现方式有以下两种：馈线自动化的实现方式有以下两种：当地控制方式：依托智能配电开关设备重合器和分段当地控制方式：依托智能配电开关设备重合器和分段器等间

30、的相互配合来实现缺点区域自动隔离和健全区域器等间的相互配合来实现缺点区域自动隔离和健全区域自动恢复供电的功能；自动恢复供电的功能；远方控制方式：经过通讯网络及配电子站把户外分段开远方控制方式：经过通讯网络及配电子站把户外分段开关处的柱上关处的柱上FTU和配电网控制中心的和配电网控制中心的SCADA计算机系统衔计算机系统衔接起来，由计算机系统完成缺点定位，然后以遥控方式隔接起来，由计算机系统完成缺点定位，然后以遥控方式隔离缺点区域，恢复非缺点区域供电。离缺点区域，恢复非缺点区域供电。二、当地控制方式的馈线自动化二、当地控制方式的馈线自动化 1. 重合器与分段器重合器与分段器n重合器：是一种本身具

31、有控制及维护功能的开关设备。它重合器：是一种本身具有控制及维护功能的开关设备。它能进展缺点电流检测和按预先整定的分合操作次数自动完能进展缺点电流检测和按预先整定的分合操作次数自动完成分合操作，并在动作后能自动复位或闭锁。成分合操作，并在动作后能自动复位或闭锁。重合器的功能：当线路发生缺点后，重合器经过检测确以重合器的功能：当线路发生缺点后，重合器经过检测确以为缺点电流时将自动跳闸，并按预先整定的动作顺序及时间为缺点电流时将自动跳闸，并按预先整定的动作顺序及时间间隔进展假设干次合、分循环操作。间隔进展假设干次合、分循环操作。重合器的时间重合器的时间电流特性曲线电流特性曲线TCC：指重合器的开断时

32、间：指重合器的开断时间与开断电流之间的关系曲线。与开断电流之间的关系曲线。 重合器普通有两种重合器普通有两种tI特性曲线，一种为快速动作特性曲线，一种为快速动作tI特性曲线，普特性曲线，普通只需一条；另一种为慢速动作通只需一条；另一种为慢速动作tI特性曲线，可以有多条。特性曲线，可以有多条。n分段器：是一种与电源侧前级开关重合器或断路器配分段器：是一种与电源侧前级开关重合器或断路器配合，在失压或无流的情况下自动分闸的开关设备。合，在失压或无流的情况下自动分闸的开关设备。分段器与重合器的主要区别是不能开断短路电流，但是能分段器与重合器的主要区别是不能开断短路电流，但是能在线路短路时接受短路电流的

33、力效应和热效应。在线路短路时接受短路电流的力效应和热效应。分段器的关键部件是缺点检测继电器，根据判别缺点方式分段器的关键部件是缺点检测继电器，根据判别缺点方式的不同，分段器可分为过流脉冲计数型分段器和电压的不同，分段器可分为过流脉冲计数型分段器和电压时间时间型分段器两类。型分段器两类。过流脉冲计数型分段器：又称自动分段器，它是以检测线路电流来过流脉冲计数型分段器：又称自动分段器，它是以检测线路电流来判别缺点并进展分合闸操作的。判别缺点并进展分合闸操作的。电压电压时间型分段器：又称自动配电开关或重合分段器，它是凭仗时间型分段器：又称自动配电开关或重合分段器，它是凭仗加压或失压的时间长短来控制其动

34、作的，失压后分闸，加压后合闸或加压或失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。闭锁。 2. 重合器与其它元件的配合重合器与其它元件的配合n重合器与重合器的配合重合器与重合器的配合 图图8-4所示是一个由五台所示是一个由五台重合器配合隔离环网缺点过重合器配合隔离环网缺点过程表示图，每条线路设置一程表示图，每条线路设置一台出线重合器和一台中间重台出线重合器和一台中间重合器，两条线路经过一个常合器，两条线路经过一个常开的联开的联 络重合器相连。这些络重合器相连。这些重合器在线路发生过电流或重合器在线路发生过电流或低电压时动作。低电压时动作。图图8-4 重合器与重合器配合隔离环网缺点

35、过程重合器与重合器配合隔离环网缺点过程n重合器与过流脉冲计数型分段器配合重合器与过流脉冲计数型分段器配合图图8-5 重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离永久性缺点过程重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离永久性缺点过程 图图8-5为一树状网采用重合器与过流脉冲计数型分段器配为一树状网采用重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离永久性缺点过程表示图。图中合隔离永久性缺点过程表示图。图中A采用重合器，采用重合器，B和和C采采用过流脉冲计数型分段器，它们的记数次数均整定为用过流脉冲计数型分段器，它们的记数次数均整定为2次。次。n重合器与电压重合器与电压时间型分段器配合时间型分段器配合简单辐射状网的缺点处置

36、过程：图简单辐射状网的缺点处置过程：图8-6为一简单辐射状网采为一简单辐射状网采用重合器与电压用重合器与电压时间型分段器配合隔离缺点区段的过程表时间型分段器配合隔离缺点区段的过程表示图。示图。 图中图中A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为间为15s，第二次重合时间为，第二次重合时间为5s。B、C、D和和E均采用电压均采用电压时间型分段器，其中时间型分段器，其中B和和D的的X时限均整定为时限均整定为7s；C和和E的的X时时限均整定为限均整定为14s；它们的；它们的 Y时限均整定为时限均整定为5s。分段器均设置在。分段器均设置在第一套功能。第一

37、套功能。图图8-6 重合器与电压重合器与电压时间型分段器配合隔离辐射状网缺点过程时间型分段器配合隔离辐射状网缺点过程图图8-7 辐射网分隔缺点区段的时间特性辐射网分隔缺点区段的时间特性上述辐射网分隔缺点区段过程的时间特性如图上述辐射网分隔缺点区段过程的时间特性如图8-7所示。所示。简单环网的缺点处置过程：图简单环网的缺点处置过程：图8-8为一典型的开环运转的环为一典型的开环运转的环状网采用重合器与电压状网采用重合器与电压时间型分段器配合隔离缺点区段的时间型分段器配合隔离缺点区段的过程表示图。过程表示图。 图中图中A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重

38、合时间为间为15s，第二次重合时间为，第二次重合时间为5s。B、C和和D采用电压采用电压时间时间型分段器并且设置在第一套功能，它们的型分段器并且设置在第一套功能，它们的X时限均整定为时限均整定为7s，Y时限均整定为时限均整定为5s；E也采用电压也采用电压时间型分段器并且设置时间型分段器并且设置在第二套功能，它的在第二套功能，它的XL时限均整定为时限均整定为45s，Y时限均整时限均整 定为定为5s。图图8-8 重合器与电压重合器与电压时间型分段器配合隔离环状网缺点过程时间型分段器配合隔离环状网缺点过程 上述环网开环运转时分隔缺点区段过程的时间特性如图上述环网开环运转时分隔缺点区段过程的时间特性如

39、图8-9所示。所示。图图8-9 环网开环运转时分隔缺点区段的时间特性环网开环运转时分隔缺点区段的时间特性三、远方控制方式的馈线自动化三、远方控制方式的馈线自动化 远方控制方式的馈线自动化系统是建立在计算机监控系远方控制方式的馈线自动化系统是建立在计算机监控系统和通讯网络的根底上，它所需用的主要设备是具有数据采统和通讯网络的根底上，它所需用的主要设备是具有数据采集和通讯才干的馈线远方终端单元集和通讯才干的馈线远方终端单元FTU。 它的功能有：它的功能有： 在正常情况下，远方实时监视馈线开关的形状和馈线电流、在正常情况下，远方实时监视馈线开关的形状和馈线电流、电压情况，实现线路开关的远方合闸和分闸

40、操作；电压情况，实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在负荷不均匀时，经过负荷平衡化到达优化运转方式的目在负荷不均匀时，经过负荷平衡化到达优化运转方式的目的；的；在缺点时获取缺点记录，并自动判别和隔离馈线缺点区段在缺点时获取缺点记录，并自动判别和隔离馈线缺点区段以及恢复对非缺点区段的供电。以及恢复对非缺点区段的供电。 1. FTU的根本功能和性能的根本功能和性能FTU的根本功能：遥信功能；遥测功能；遥控功能；统计的根本功能：遥信功能；遥测功能；遥控功能；统计功能；对时功能；事件顺序记录功能；对时功能；事件顺序记录SOE；事故记录；定值；事故记录；定值远方修正和呼唤定值；自检和自恢复功能；远方控制闭

41、锁与远方修正和呼唤定值；自检和自恢复功能；远方控制闭锁与手动操作功能；远程通讯功能。手动操作功能；远程通讯功能。 FTU除上述功能外，还有以下三项可选配的功能：电度除上述功能外，还有以下三项可选配的功能：电度采集；微机维护；缺点录波。采集；微机维护；缺点录波。FTU的性能要求：抗恶劣环境的才干；具有良好的维修的性能要求：抗恶劣环境的才干；具有良好的维修性；可靠的电源。性；可靠的电源。 2. FTU的组成的组成远方终端控制器：作为整个远方终端控制器：作为整个FTU的中心模块需完成的中心模块需完成FTU的的主要功能，如模拟和数字信号丈量、逻辑计算、控制输出和主要功能，如模拟和数字信号丈量、逻辑计算

42、、控制输出和通讯处置。通讯处置。充电器：完成交流降压、整流及隔离，蓄电池充放电管理，充电器：完成交流降压、整流及隔离，蓄电池充放电管理，多电源自动投切，蓄电池容量监视等功能。多电源自动投切，蓄电池容量监视等功能。蓄电池：作为蓄电池：作为FTU一切供电电源的后备电源。一切供电电源的后备电源。机箱外壳：由于大多机箱外壳：由于大多FTU安装在户外，受酸雨等的腐蚀较安装在户外，受酸雨等的腐蚀较严重，因此机箱外壳宜采用耐腐蚀的资料做成，最好采用不严重，因此机箱外壳宜采用耐腐蚀的资料做成，最好采用不锈钢资料。锈钢资料。 各种附件：包括远方控制闭锁开关、分合闸按钮、跳合位各种附件：包括远方控制闭锁开关、分合

43、闸按钮、跳合位置指示灯、接线端子排、航空接插件、空气开关、除湿和加置指示灯、接线端子排、航空接插件、空气开关、除湿和加热器等。热器等。3. FTU的分类的分类柱上柱上FTU：安装在户外柱上或路边等处，主要监视的是单：安装在户外柱上或路边等处，主要监视的是单一的柱上开关。一的柱上开关。环网柜环网柜FTU：安装在环网柜内，环网柜普通都为两路进线，：安装在环网柜内，环网柜普通都为两路进线，多路出线，因此环网柜多路出线，因此环网柜FTU至少要监控四条线路，要求至少要监控四条线路，要求FTU有很大的数据容量。有很大的数据容量。开闭所开闭所FTU或者称或者称DTU：所要监控的开关和线路的数：所要监控的开关

44、和线路的数量就更多了，因此对数据容量的要求就更大，但对体积的大量就更多了，因此对数据容量的要求就更大，但对体积的大小要求不是很严。小要求不是很严。4. 远方控制方式馈线自动化系统的组成远方控制方式馈线自动化系统的组成 典型的由典型的由FTU、计算机系统和通讯网络组成的远方控制、计算机系统和通讯网络组成的远方控制方式馈线自动化系统如图方式馈线自动化系统如图8-10所示。所示。图图8-10 远方控制方式馈线自动化系统的组成远方控制方式馈线自动化系统的组成四、两种馈线自动化系统的总体评价见表四、两种馈线自动化系统的总体评价见表8-2表表8-2 两种馈线自动化系统的总体评价两种馈线自动化系统的总体评价

45、一、配电图资地理信息系统一、配电图资地理信息系统8.4 配电及用电管理自动化配电及用电管理自动化1. 地理信息系统的概念与功能地理信息系统的概念与功能地理信息系统地理信息系统GIS是在计算机软件、硬件支持下，以是在计算机软件、硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描画各种地理空间信息，采集、存储、管理、检索、分析和描画各种地理空间信息，以多种方式输出数据与图形产品的计算机系统。其根本构造以多种方式输出数据与图形产品的计算机系统。其根本构造如图如图8-11所示。所示。图图8-11 地理信息系统的根本构造地理信息系统的根本构造地理信息系统的主要功能有：数据的输入与编辑整理；数地理信息系统的主

46、要功能有：数据的输入与编辑整理；数据的存储与管理；数据的检索与查询；数据的分析与处置；据的存储与管理；数据的检索与查询；数据的分析与处置；数据的输出。数据的输出。2. 配电图资地理信息系统的概念与功能配电图资地理信息系统的概念与功能配电图资地理信息系统是自动绘图配电图资地理信息系统是自动绘图AM、设备管理、设备管理FM和地理信息系统和地理信息系统GIS的总称，它是利用地理信的总称，它是利用地理信息技术和配电网规划技术、消费运转管理技术等，实现配电息技术和配电网规划技术、消费运转管理技术等，实现配电管理的计算机系统，为了简便，可简记为管理的计算机系统，为了简便，可简记为AM/FM/GIS。AM/

47、FM/GIS系统的功能有：拓扑网络着色；自动动态衔系统的功能有：拓扑网络着色；自动动态衔接；小区分割管理；接；小区分割管理；AutoCAD双向接口；跳闸事件报告；双向接口；跳闸事件报告；能接入第三方软件。能接入第三方软件。3. AM/FM/GIS系统在配电网中的实践运用系统在配电网中的实践运用nAM/FM/GIS系统在离线方面的运用系统在离线方面的运用在设备管理系统中的运用：在以地理图为背景所绘制的单在设备管理系统中的运用：在以地理图为背景所绘制的单线图上，能分层显示变电站、线路、变压器、断路器、隔分线图上，能分层显示变电站、线路、变压器、断路器、隔分开关直至电杆路灯和电力用户的地理位置。只需

48、激活一下所开关直至电杆路灯和电力用户的地理位置。只需激活一下所检索的厂站或设备图标，就可以显示有关厂站或设备的相关检索的厂站或设备图标，就可以显示有关厂站或设备的相关信息。信息。在用电管理系统中的运用：业务报表、查表收费、负荷管在用电管理系统中的运用：业务报表、查表收费、负荷管理等是供电部门最为繁重的几项用电管理义务。运用系统，理等是供电部门最为繁重的几项用电管理义务。运用系统，可以方便基层人员核对现场设备运转情况，及时更新配电、可以方便基层人员核对现场设备运转情况，及时更新配电、用电的各项信息数据。用电的各项信息数据。在规划设计上的运用：配电系统在合理分割变电站负荷、在规划设计上的运用：配电

49、系统在合理分割变电站负荷、馈电线路负荷调整以及增设配电变电站、开关站、联络线和馈电线路负荷调整以及增设配电变电站、开关站、联络线和馈电线路，直至配电网改造、开展规划等规划设计义务都比馈电线路，直至配电网改造、开展规划等规划设计义务都比较烦琐，普通都由供电部门自行完成。采用地理图上所提供较烦琐，普通都由供电部门自行完成。采用地理图上所提供的设备管理和用电管理信息和数据，与小区预告的数据相结的设备管理和用电管理信息和数据，与小区预告的数据相结合，共同构成配电网规划和设计计算的根底。合，共同构成配电网规划和设计计算的根底。nAM/FM/GIS系统在在线方面的运用系统在在线方面的运用反映配电网的运转情

50、况：读取反映配电网的运转情况：读取SCADA系统遥信量，经过网系统遥信量，经过网络拓扑着色，能直观地反映配电网运转实时情况。络拓扑着色，能直观地反映配电网运转实时情况。在线操作：可在地理图上直接对开关进展遥控，对设备进在线操作：可在地理图上直接对开关进展遥控，对设备进展各种挂牌、解牌操作。展各种挂牌、解牌操作。nAM/FM/GIS系统在客户呼叫效力系统中的运用系统在客户呼叫效力系统中的运用 客户呼叫效力系统客户呼叫效力系统TCS也是也是DMS的一个重要组成的一个重要组成部分，其目的是为了快速、准确地利用用户打来的大量缺点部分，其目的是为了快速、准确地利用用户打来的大量缺点赞扬，来判别发生缺点的

51、地点和缺点影响范围，并根据抢修赞扬，来判别发生缺点的地点和缺点影响范围，并根据抢修队目前所处的位置，及时地派出抢修人员，使停电时间最短。队目前所处的位置，及时地派出抢修人员，使停电时间最短。 这时，需求了解设备目前的运转形状和缺点发生的地点这时，需求了解设备目前的运转形状和缺点发生的地点以及抢修人员所处的位置，因此，以及抢修人员所处的位置，因此，AM/FM/GIS系统提供的系统提供的最新的地图信息、设备运转形状极为重要。最新的地图信息、设备运转形状极为重要。二、远程自动抄表与电能计量系统二、远程自动抄表与电能计量系统 1. 抄表技术概述抄表技术概述n电能表的开展概略电能表的开展概略机械式电能表

52、也称感应式电能表：价钱较低并且经久机械式电能表也称感应式电能表：价钱较低并且经久耐用，对电源瞬变及各种频率的无线电干扰不敏感。但丈量耐用，对电源瞬变及各种频率的无线电干扰不敏感。但丈量精度低，功能单一。精度低，功能单一。电子式电能表：是电子式电能表：是20世纪世纪70年代开展起来的一种新产品。年代开展起来的一种新产品。除具有丈量精度高、性能稳定、功耗低、体积小和分量轻等除具有丈量精度高、性能稳定、功耗低、体积小和分量轻等优点外，还可以实现更丰富的功能，如复费率、最大需量、优点外，还可以实现更丰富的功能，如复费率、最大需量、有功电能和无功电能记录、失压记录、事件记录、负荷曲线有功电能和无功电能记

53、录、失压记录、事件记录、负荷曲线记录、功率因数丈量、电压合格率统计和串行数据通讯等。记录、功率因数丈量、电压合格率统计和串行数据通讯等。 多功能电子式电能表的功能有：用电计测功能包括累多功能电子式电能表的功能有：用电计测功能包括累计计量和实时计量两种功能；监视功能；控制功能；管理计计量和实时计量两种功能；监视功能；控制功能；管理功能；存储功能；自恢复与自检测功能。功能；存储功能；自恢复与自检测功能。n抄表计费方式抄表计费方式多功能电子式电能表：是多功能电子式电能表：是20世纪世纪90年代开展起来的一种新年代开展起来的一种新型固态智能，由于大部分多功能电子式电能表都采用了微处型固态智能，由于大部

54、分多功能电子式电能表都采用了微处置技术，普通可以具有十余种根本功能，再加上辅助功能，置技术，普通可以具有十余种根本功能，再加上辅助功能，某些型号产品的功能多达上百种。某些型号产品的功能多达上百种。 抄表计费的方式有：手工抄表方式；无线电自动抄表方抄表计费的方式有：手工抄表方式；无线电自动抄表方式；预付电能计费方式；远程自动抄表方式。式；预付电能计费方式；远程自动抄表方式。2. 远程自动抄表系统的组成远程自动抄表系统的组成 远程自动抄表系统远程自动抄表系统AMRS是一种不需求人员到达现场就是一种不需求人员到达现场就能完成自动抄表和实现实时监控的新型用电管理系统，它利能完成自动抄表和实现实时监控的

55、新型用电管理系统，它利用公共网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通讯联络，用公共网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通讯联络，将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管理中心进展处将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管理中心进展处置。置。 远程自动抄表系统普通由电能表、采集终端远程自动抄表系统普通由电能表、采集终端/采集模块、采集模块、集中抄表器也称为集抄器或者集中器、信道和后台主站集中抄表器也称为集抄器或者集中器、信道和后台主站系统构成。系统构成。电能表：电能表是电能计量安装的中心。用于远方自动抄电能表：电能表是电能计量安装的中心。用于远方自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两大类。表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两大类。 采集终端：是指用于采集多个用户电能表电能量信息，并采集终端：是指用于采集多个用户电能表电能量信息，并经处置后经过信