配电自动化系统

1、配电自动化系统第一章 概述（1、2、3、4、5）1、配电自动化：是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统。2、配电自动化的作用：可以大大提高配电网运行的可靠性和效率，提高电能的供应质量，降低劳动强度和 充分利用现有设备的能力，从而对于用户和电力公司均能带来可观的收益。3、配电网：通常把电力系统中二次降压变电所低压侧直接或降压后向用户供电的网络，称为配电网。4、配电网的特点：深入城市中心和居民密集点；传输功率和距离一般不大；供电容量、用户性质、供电质 量和可靠性要求千差万别，各不相同。我国配电网还有一个显著特征，就是中性点不接地，在发生单相接 地时，仍允许供电一段时间。5、配

2、电管理系统（DMS）:通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统称为 配电管理系统。6、DMS的主要内容：1）配电自动化2）网络分析和优化3）工作管理系统4）调度员培训模拟系统7、配电自动化系统（DAS）包括:1）配电SCADA系统。1进线监视o210kV开闭所、变电站自动化。3馈线自动化。4变压器巡检与无功补偿2）地理信息系统3）需方管理o1负荷监控与管理o2远方抄表与计费自动化8、配电自动化的意义：在正常运行情况下，通过监视配网运行工况，优化配网的运行方式；当配网发生故障或异常运行时，迅速查处故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区段用户的供电，缩短对用户

3、的停电时间，减少停电面积；根据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。9、配电自动化的功能：信息管理子过程是一个基本的功能，配电自动化有三个基本的功能要求，即对配电 网进行安全监视、控制和保护。10、配电自动化的管理子过程：一般可分为信息管理、可靠性管理、经济性管理、电压管理和负荷管理五部分。11、配电自动化的难点：1）测控站点多2）工作环境恶劣3）通信系统复杂4）面临控制电源和工作电源的提取问题5）我国配电网现状十

4、分落后第二章 配电自动化的通信系统（1、2、3）1、配电自动化系统的通信网络：是一个典型的数据通信系统，它基本由数据终端设备、数据传输设备、数据传输信道组成。2、传输信道的分类：1）按数据传输媒介的不同：分为有线信道和无线信道2）按数据传输形式的不同：分为模拟信道和数字信道3、通信系统的分类：1）按信道中传输的信号的形式不同：分为模拟通信系统和数字通信系统2）按传送的信号是否要调制：分为直接传送信号的基带传输和调制传输3）按多路复用的方式：可分为频分复用、时分复用、码分复用、波分复用和时间压缩复用（其中频分复用、时分复用和码分复用是电力系统数据通信的基本方式）4）按传输的方向不同：可分为单工通

5、信系统、半双工通信系统和全双工通信系统4、调制方式：按使用的载波不同，可分为连续波调制和脉冲调制。5、调制解调器的作用：1）将基带信号的频谱搬移到载频附近，以适应信道频带的要求，便于发送和接收2）实现信道的多路复用3）压缩信号带宽，以便于利用话带传输设备进行数据传输6、复接器：在发送端，将两个或两个以上的数字信号按时分复用的原理合并为一个数字信号的设备。7、复接器的方式：有按位复接、按路复接和按帧复接。8、分接器：在接收端，将一个合路的数字信号分解成若干个数字信号的设备。9、复接器和分接器的作用：是将一个高速的数据传输信道转换成多个较低速度的数据传输信道。10、配电自动化对通信系统的要求：1）

6、通信可靠性2）建设费用3）满足目前和将来数据传输速率的要求4）双向通信的要求5）通信不受停电的影响5）通信不受停电的影响6）易操作与维护第三章 开闭所和配电变电所内自动化（1、2、3、4）1、微机远动控制装置的基本功能:1）四摇功能1）四摇功能2）事件顺序记录（SOE）3）系统对时3）系统对时4）电能采集5）自恢复和自检测功能5）自恢复和自检测功能6）和SCADA系统通信2、希望RTU还具有以下功能:1）当地显示与参数整定输入1）当地显示与参数整定输入2）一发多收3）CRT显示，打印制表3、四摇功能:1）遥测：用于模拟信号的采集，如：母线电压、线路电流、变压器的有功、无功、频率采集等。（重要遥

7、 测、次要遥测、一般遥测和总加遥测）2）遥信：要求采用无源接点方式，常用于开关状态量的采集，如：继电器触点的闭合或是断开，开关的位 置信号，保护装置动作信号，调压变压器抽头位置信号。3）遥控：采用无源接点方式，要求其正确动作率不少于99.99%，常用于断路器的分合与控制。（正确动 作率是指其不误动的概率，一般拒动不认为是不正确的）4）遥调：采用无源接点方式，要求其正确动作率大于99.99%，常用于有载调压变压器抽头的升降调节。4、事件顺序记录的一项重要指标是时间分辨率：1）RTU内（站内）分辨率：是指在同一 RTU内，顺序发生一串事件后，两事件间能够辨认的最小时间， 其分辨率大小取决于RTU的

8、时钟精度及获取事件的方法。在调度自动化中，SOE的站内分辨率一般要求 小于5ms。这是对RTU的性能要求。2）RTU间（站间）分辨率：是指在各RTU之间，顺序发生一串事件后，两事件间能够辨认的最小时间， 其分辨率大小取决于系统时钟的误差及通道延时的计量误差、中央处理机的处理延时等。在调度自动化中， SOE的站间分辨率一般要求小于10ms。这是对整个自动化系统的性能要求。5、系统对时要求各RTU的时钟与调度中心的时钟严格同步，可采取：1）利用全球定位系统GPS提供的时间频率同步对时（绝对时间）2）采用软件对时（相对时间）6、集中式RTU的主要特征：单RTU、并行总线和集中组屏。7、分布式RTU的

9、主要特征：多CPU、串行总线、智能模块，既可以柜中组屏，又可以分散布置。8、分布式微机远动装置较集中式微机远动装置的优点：布置灵活，便于采集地理上分布的信号；连线简单、 可靠性高；便于扩容，容量可以增大；便于采用交流采样方式；便于实现多规约转发和一发多收。9、变送器的作用：1）将强信号转化为适合于计算机和仪表使用的弱信号2）将交流信号转化为直流信号3）确保输出直流量与输入测量量之间满足线性关系 4）从瞬时信号获得有效值5）实现输入与输出隔离10、直流采样：通常将采用变送器进行的采样称为直流采样。11、交流采样：不经过变送器，按一定规律直接采集交流量并加以处理，计算出电压、电流有效值以及有 功和

10、无功功率的方法就是交流采样。12、采用变送器的直流采样系统存在的问题：1） 遥测数据的准确性受变送器稳定性的影响3）变送器的维护工作量比较大2）遥测数据的实时性受变送器响应速度的影响 4）工程造价高和占地面积大13、为了准确测量有功和无功功率，交流采样的关键在于采集的电压和电流信号的同时性，若采集的电压 和电流信号有时间差，则相当于改变了功率因数角，从而造成测量误差，为此需要配置一组同时启动的采 样保持器（S/H）。14、电量采集的传统方法：是采用脉冲电能表测量电量信息，这种方法存在的问题有：1）丢脉冲问题2）电磁干扰问题3）电能表低值问题15、针对配电变电站对环境温度和湿度的要求可采取：1）

11、监视定时器采用工业级产品2）采用PTC机箱第四章馈线自动化（1、2）1、重合器的功能：当事故发生后，如果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。2、分段器：是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。当发生永久性 故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器 未完成预定次数的分合操作，故障就被其它设备切除了，则其保持在

12、合闸状态，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。3、实现故障隔离的三种典型的方法：（P65）1）重合器与电压一时间型分段器配合 2）重合器与过流脉冲计数型分段器配合3）重合器与重合器配合 4、重合器与电压一时间型分段器配合的整定:1）关键在于不能在同一时刻有两台及两台以上的分段开关同时合闸，只有这样才能避免对故障的为误判。因此，在对线路分叉处以及其后面的分段开关进行整定时，必须特别注意。2）Y时限一般可以统一取为5s 3）X时限的整定：。1确定分段器合闸时间间隔，并从联络开关处将配电网分割成若干以电源开关为根的树状（辐射状）配电 子网络。2以电源节点合闸为时间起点，分别标

13、注各个分段器的绝对合闸延时时间，并注意不能在任何时刻有一台 以上的分段开关同时合闸。3某台分段器的X时限等于该开关的绝对合闸延时时间减去作为其父节点的分段器的绝对合闸延时时间。5、FTU的性能要求（没有摇调）：1）遥信功能2）遥测功能3）遥控功能4）统计功能5）对时功能6）事件顺序记录7）事故记录8）定值远方修改和召唤定值9）自恢复和自检测功能10）远方控制闭锁与手动操作功能11）远程通信功能12）抗恶劣环境13）具有良好的维修性14）可靠电源6、TTU和FTU的不同：答：除了在系统程序上有所不同外，两者在硬件上的不同之处在于TTU增加了一路与低压用户抄表器通信 的串行接口，TTU的控制输出也

14、与FTU有所差别，它的作用是通过在配变低压侧投切一组补偿电容器，实 现功率因数补偿的作用，可以不受控制中心的命令。7、基于重合器的馈线自动化系统的不足：1）采用重合器或断路器与电压一时间型分段器配合或与过流脉冲计数型分段器配合，当线路故障时，分段 开关不能立即分断，而要依靠重合器或位于主变电所的出线断路器的保护跳闸，导致馈线失压后，各分段 开关才能分断。这样有以下几点不足：。1切断故障时间较长。2降低了系统的可靠性。3扩大了事故范围。4当采用重合器或断路器与电压一时间型分段器配合，隔离开环运行的环状网的故障区段时，使联络开关 另一侧的健全区域所有开关都分一次闸，造成供电的短时中断，更加扩大了事

15、故的影响范围。2）仅在线路发生故障时发挥作用，而不能在远方通过遥控完成正常的倒闸操作。3）不能实时监视线路的负荷，无法掌握用户用电规律，也难于改进运行方式。第五章 配电SCADA系统的组成（1）1、为了对10kV线路上的分段和联络开关进行远方测控，必须将柱上的开关改造成为具有低压电动合闸和 跳闸操作机构的真空开关，并和开关同杆安装馈线远方终端单元（FTU）。2、为了对10kV配变进行远方测控，必须在变台处安装配变远方终端单元（TTU）。3、为了对10kV开闭所和重要配电变电站进行远方测控，必须在开闭所和重要配电变电站内安装远方终端 单元（RTU）。4、区域工作站的设置：1）按距离远近划分小区，

16、将区域工作站设置在距小区中所有测控对象均较近的位置。这种方式适合于配电 网比较密集，并且采用电缆和光纤作通道的情形。2）将区域工作站设置在为该配电网供电的110kV变电站内。这种方式适合于配电网比较狭长，并且采用 配电线载波作通道的情形。第六章 远方抄表与电能计费系统（16）1、电能表的发展：机械式电能表、机械电子式多功能电能表和电子式电能表（固态电能表/静止式电能表）。2、电子式电能表根据转换原理可分为：热电转换型、模拟乘法器型和数字乘法器型三类。3、模拟乘法器：主要有时分割乘法器、跨导型乘法器和霍尔效应乘法器三种。4、多功能电子式电能表的功能：1）用电计测功能（累计计量功能、实时计量）2）

17、监视功能：主要有最大需要监视和防窃电监视3）控制功能：主要包括复费率分时计费的时段控制，有的电能表还具有负荷控制功能4）管理功能5）存储功能6）自恢复与自检测5、电能表供电电路应解决的问题：1）将50HZ的交流电源变换成为表内电子电路所需的直流低电压2）将电能表的电子电路与交流电网在电气上隔离开来3）当电网停电时，提供后备电池供电，确保数据不致丢失4）对于三相电能表，在缺相运行时，表内的电子电路仍应能够得到可靠的供电 6、多功能电能表中交流供电线路的四种情况:1）变压器降压直接整流供电方式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7、抄表计

18、费的方式：1）手工抄表方式2）本地自动抄表方式3）移动式自动抄表方式4）远程自动抄表方式5）预付费电能计费方式8、预付费电能表分为：投币式、磁卡式和IC卡式预付费电能表三种。9、预付费电能表只是一种过渡方式： 1）这种电能计费方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用 电规律、确定最佳供电方案。2）采用预付费方式，需要改革电力部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的问题。3）拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电，随 着电力企业走向市场，拉闸限电不仅对用户、而且对供电企业均会造成一定的经济损失。4）自动

19、抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。它便于将计算机网络和营业管 理相结合，成为配电自动化系统的一部分。而且不久还可望发展成为自动抄表结合银行计算机联网的收费 方式，实行银行票据自动划拨，从而更有效地确保电力企业的合法权益，到那时预付费装置也就失去了其 使用价值。10、远程自动抄表技术的优点：大大降低了劳动强度；大大提高了抄表的准确性和及时性；杜绝了抄表的 不到位、估抄、误抄、漏抄电表等问题。11、分布式直接数字传输系统的特点：1）数据采集中心通过一个或多个前置处理机，直接与新型多功能电能表进行数据通信。2）系统与电能表的通信可以采用多种灵活的方式，最普遍的是采用电话交换

20、网。3）新型多功能电能表本身具有采集、储存和处理电表数据的功能，还可以实现电表间互为备用的工作方式。4）新型多功能电能表可以预先编程，可实现定时或在事件发生时主动向上报告电能表本身的状态信息。12、远程自动抄表电能表电能计费系统的组成：1）抄表集中器2）抄表交换机（抄表中继器）3）电能表（脉冲电能表、智能电能表）4）电能计费中心的计算机网络13、远程自动抄表的方式：1）利用电话网络实现远方抄表2）利用低压配电线载波实现远方抄表3）利用负荷监控信道实现远方抄表14、输出脉冲接口方式对于感应式电能表和电子式电能表均适用，具有技术简单的优点，它的不足有:1）在传输过程中容易发生丢脉冲和多脉冲现象2）

21、计算机系统因掉电、死机等因素暂时中断运行，会造成在一段时间内对电能表的输出脉冲没有计数，导 致计量不准3）功能单一，难以获得最大需量、电压、电流和功率因数等多项数据4）输出脉冲传输距离较近第七章负荷控制和管理控制（1、2）1、电力负荷管理系统：是实现计划用电、节约用电和安全用电的技术手段，也是配电自动化的一个组成部 分。2、电力负荷管理系统的作用：答：该技术是通过对负荷的控制来达到改善负荷质量的目的，能使电力部门对分散的电力用户以实时方式 进行集中监测和控制，真正实现限电不拉路的目标，从而确保供用电的平衡，保障电网安全经济的运行， 落实计划用电政策，对电力进行合理的调度和科学的管理，为计量监测

22、、营业抄收、线损管理等工作提供 丰富的电网和用户供电参数。通过负荷控制技术还可以提高负荷率、充分利用现有发供电设备和延缓新增 设备的投运时间，达到提高投资的经济效益的目的。3、电力负荷控制：是对用户的用电负荷进行控制的技术措施。4、负荷控制系统的分类：根据采用的通信传输方式的不同可分为：1）音频电力负荷控制系统2）无线电电力负荷控制系统3）配电线载波电力负荷控制系统4）工频负荷控制系统5）混合负荷控制系统5、电力负荷控制系统由负荷控制中心和负荷控制终端通过通信信道连接组成。6、控制终端分为：1）单向终端（遥控开关、遥控定量器）2）双向终端（双向控制终端、双向三摇终端）GIS技术在配网管理中的应

23、用内容预览GIS技术在配网管理中的应用冯丹，谭术，王果（南充电业局，四川南充 637000）摘 要：电力系统的配网管理涉及电网空间分布和内部状态变化的复杂问题，信息系统是支持配网管理 的基本手段。传统配网管理信息系统基于表格形式表现对象属性，无法反映描述对象的空间联系和系统的 空间分布模式。地理信息系统（GIS）能够有效描述二维空间问题，将GIS技术引入配网管理信息系统将 极大地扩展管理信息系统的描述能力和表现形式。分析传统配网管理信息系统所面临的问题，提出配网管 理GIS系统的目标设计和功能设计，讨论配网管理GIS系统的技术路线，结合南充电业局河东供电局的需 求分析，阐述了 GIS在供电系统

24、中建立的意义和GIS技术在配网生产经营信息管理中的应用。关键词：地理信息系统；配电网络拓扑；GIS；配网系统近年来随着经济的发展，日益增长的用电需求与薄弱的配电网架的矛盾已十分突出。为了提高供电质 量，最大限度地满足国民经济发展和社会用电需求，城乡电网建设与改造工程主要有两部分内容，一部分 是电网设备的建设与改造，另一部分工作则是应用先进科学技术，提高电网生产经营的科学管理水平。根 据国内外的应用经验来看，电力GIS系统是城乡电网建设与改造工程必须使用的信息技术。GIS（GeographicInformation System）“地理信息系统”是将自然环境及人类活动信息以计算机进 行“数字化”

25、综合管理、分析、应用的复合型信息技术。美国政府1998年年初提出的“数字地球计划”中将大 力发展的主体技术之一就是GIS。作为于20世纪80年代中期才形成的新计算机应用技术，GIS近年来在 技术及应用方面得到了迅速发展，毫无疑问，下个世纪GIS将被深入应用于人类几乎所有的经济及生产活 动之中。同样，电力局GIS技术在促进中国电力生产经营管理工作赶超国际先进水平的进程中，也将起到 强劲的助推器作用。虽然南充电业局在信息管理方面取得较大的成绩，特别是南充电业局管理信息系统（MIS）对生产管 理已经取得很大的成绩；但由于配电网的信息具有空间性和时间性难于统一管理，所以供电局信息的处理， 基本上还是处

26、于大部分计算机单机处理、小系统和手工并存的阶段。在这一阶段中，信息的手工处理和计 算机处理并存，传统的数据交流方式和现代化的传输方式同在，难免出现各种问题。随着该局的不断发展 和社会政治经济管理水平的不断提高，原有的手工处理和计算机处理共存的工作模式已经成为制约南充电 业局河东供电局提高现代化管理水平的瓶颈，因此建立配电网管理地理信息系统已成为必然。1 系统的设计机理1解决方案通过对南充电业局河东供电局管理现状的分析和需求调查，可以明确：建立南充电业局河东供电局配 网管理地理信息系统（NCPDGIS）具有可行性和必要性。根据企业管理逐步实现科学化、现代化和无纸化 办公的目标要求，NCPDGIS

27、系统的任务就是顺利地完成由手工处理阶段向计算机处理阶段过渡，使信息 管理系统逐步地完整、完善和规范化，从根本上提高配电网的现代化管理水平。因此NCPDGIS的建设须 以配电网生产和技术管理为基础，以配电网信息管理为核心，面向供电生产需求，灵活地利用AM/FM/ GIS技术、数据库技术、通信和网络等技术，构造一系列配电网管理模型，最终设计出配电网信息化管理 的整体解决方案。实现增效节能、提高供电可靠性和综合服务质量，创造更高更好的社会效益和经济效益 的目标。2总体设计NCPDGIS的总体设计，是在系统调查和分析的基础上进行的。它将提出系统的结构框架与规范标准 建议，为系统的分项详细设计和工程实施

28、提供依据。为便于系统的总体设计达到目标，遵循以下一些原则，作为进行总体设计的指导和依据。采用软件工程的方法：任何一个软件系统都有其一定的生命周期。系统的整个开发周期，可分为 系统调查阶段、系统分析阶段、系统总体设计阶段、分项详细设计与实施阶段、系统试运行阶段和系统评 价阶段，从而保证系统开发的科学性和开发的质量。系统整体性原则：NCPDGIS系统的开发是从全局出发以企业发展规划与目标为依据，仔细分析 各方面需求来实现整体目标。即系统设计面向功能、面向全局各部门。系统的开放性原则：系统的开放性表现为对外界有良好的信息交换能力，对内部有良好的互联与 兼容能力，对用户提供充分的维护与扩充功能，有较强

29、的应变能力以适应企业与环境变化。系统的稳定性原则：系统从实际出发，符合企业的条件和人员素质状况，在人机界面的设计上应 与实际相符合，为系统的使用者提供良好的人机界面。系统的分步实施原则：NCPDGIS系统的开发与建设，采用“统一规划、分步实施、实用当先、 易于扩充”的方针，整个系统的建设在统一规划指导下，分阶段进行，使系统边建设边发挥效益。软件采用的结构和程序模块化构造，要充分考虑系统的可扩充性和可维护性，留有再开发的接口，在 用户需求变化比较大的情况下，可以根据需要修改某个模块、增加新的功能以及重组系统结构以达到程序 可重用的目的。另外对数据库表的修改维护可以在很短时间内完成。2系统约定、拓

30、扑关系的设计与实现1系统约定变电站：变电站(拉框绘制)是画所有设备的起点，点取变电站内任意位置画出电源点，由电源 点来连通拓扑；出线开关：点取变电站边框位置来绘制，由它引出线路；开关刀闸：开关刀闸作为线路的分断，可以画在一段导线中间，把该导线分断为两段导线，也可 画在导线端点，然后在这个开关上再引出一段导线。（4）线路：主线从出线开关引出，线路上可有多个关键杆，支线必须由关键杆引出，所有线路双击结 束。（5）变压器：变压器只能挂接于导线的末端，也就是在设计变压器时，必须引出一段导线，即点取任 意导线末端拉出一定位置和方向放开；（6）联络开关：联络开关是常开的开关，当两条线路中间有联络线时，联络线上的开关（即联络开关） 在电网正常运行时处于断开状态；（7）架空电杆：画在一段导线中间，点取导线上任一点拉出一定位置放开。2电网拓扑关系电网拓扑关系是按照各类设备在地图上的相邻关系，并遵循现实中电网设备的连接关系，由变电站出 线开关起始，沿送电方向记录线路上的设备，直