电力系统与自动化

1、电力系统与自动化电力系统与自动化第1页电力系统与自动化一.电力系统概述二.电力系统中一次系统与二次系统三.电力系统自动化四.远动系统五.配网自动化六.问题讨论电力系统与自动化第2页一. 电力系统概述电力系统概述电力系统示意图电力系统现实状况负荷电力系统常识对电力系统运行要求电力系统电压标准分别介绍高压、中压和低压系统电力系统与自动化第3页1.电力系统概述什么是电力系统？电能是由一次能源转换而成，称为二次能源。 发电厂、变电所、电能用户们用电力线路连接起来，发电厂热能用户之间称为动力系统，作为动力系统一部分，包含发电厂发电机、升压及降压变电所、电力线路及用电设备成为电力系统。变电所及不一样电压等

2、级电力线路称为电力网。 电力系统与自动化第4页 2.电力系统示意图电力系统与自动化第5页3.电力系统现实状况大容量机组：世界上投运最大130万KW，我国当前投运最大单机容量120万KW。跨省电网有几个，东北系统、华北系统、华东系统、华中系统、西北系统、华南系统、省级电力系统有山东、海南、台湾等。各系统之间以500KV变电所联络。已经投入使用西北750KV输电当前正在研究1000KV输电研究 现在电力系统现实状况电力系统与自动化第6页4.负荷用电设备从电力系统中取用功率（有功或无功）称为负荷。负荷带有一定规律，能够用曲线来描述，统称负荷曲线。 在我们后面讲到PSC有此功效。电力系统与自动化第7页

3、5.电力系统常识电能不能储存不能大量储存。暂态过程非常快速，电能以电磁波形式传输。 速度30万KM/S故障发生和发展都是十分快速。电力和国民经济各部门间关系亲密。 电力系统与自动化第8页6.对电力系统运行要求确保用电可靠性依据可靠性不一样，将复合分为三类 一类负荷：停电造成人身事故设备损坏，产品损坏生产秩序长久不能恢复等。 二类负荷：停电造成用户大量减产，人民 三类负荷：从属车间，小城镇，农村公用负荷等 确保电能质量 电压 5% 频率 0.20.5% 谐波 参见相关标准确保运行经济性使用少许资源，发更多电，300克/1KWH（低于该标准属于正常，高于该标准属于超出）电力系统与自动化第9页7.电

4、力系统电压标准 低压系统中压系统高压系统超高压系统（正在研究中）电力系统与自动化第10页低压系统国内主要是380V系统380V系统包含220V系统，关系是相电压和线电压之间关系国外有110V系统，比如：日本等国家。低压系统中在模拟屏等使用中线色用XX色表示。通常三相接线分别用不一样颜色表示：A黄B绿C红电力系统与自动化第11页中压系统中压主要有以下几个电压等级：3KV（主要是电动机）6KV（主要是电机）10KV（配网）20KV（中国较少）35KV （传输）中压系统中不一样电压用颜色不一样表示。3KV深绿6KV深酞蓝 10KV铁红 20KV铁黄 35KV柠黄 电力系统与自动化第12页高压系统（超

5、）高压主要有以下几个电压等级： 60KV110KV150KV220KV330KV500KV750KV （超高压）1000KV（正在研究中）高压系统中不一样电压用颜色不一样表示。60KV桔黄110KV 朱红150KV 天酞蓝 220KV 紫红 330KV 白 500KV 淡黄750KV 1000KV 电力系统与自动化第13页二. 电力系统中一次系统与二次系统一次系统二次系统常见主接线图一次设备二次设备简单介绍电力系统接线方式 电力现场概述变配电站运行介绍电力系统与自动化第14页1.一次系统与电能发送传输分配直接相关系统属于一次系统。用于一次系统设备属于一次设备，如发电机、传输线、开关、断路器等。

6、电力系统与自动化第15页2.二次系统对于一次系统实现测量、控制、信号、保护、自动及远动功效系统属于二次系统。用于二次系统设备属于二次设备，如保护继电器、控制装置、计量表等。电力系统与自动化第16页3.常见主接线图电力系统与自动化第17页4.1一次设备简单介绍一次设备常见有进线，母线，出线，母联、主变（变压器），电容器，避雷器等。断路器：（开关）含有灭弧功效，有专用灭弧装置。油断路器,真空断路,SF6断路器。负荷开关：有简单灭弧装置，含有一定灭弧功效。负荷开关电容器组尤其有效。 隔离开关：没有专用灭弧装置，只能用于与带电部分电压隔离。空气开关：低压中控制和保护用开关，如ABB S系列主要是用于低

7、压。 刀闸：刀形开关，含有非常简单灭弧功效或没有灭弧功效。例接地刀闸等。 电力系统与自动化第18页4.2二次设备简单介绍二次设备常见有PT,CT，继电保护装置，测量装置，控制装置等。PT：（Potential Transformer）电压互感器。 CT： (Current Transformer)电流互感器。继电保护装置测量装置控制装置RTU (Remote Terminal Unit) Suitable of distribution automation system 用于电网远方终端、配电变压器远方终端和中压监控单元（配电自动化及管理系统子站）等设备统称。采取通信通道，完成数据采集和远方

8、控制等功效。 电力系统与自动化第19页5.电力系统接线方式电网中常见电力接线方式按功效能够分为两大类。无备用接线方式有备用接线方式发电厂和变电所电气主接线分为四类：单母线接线单母线分段接线带旁路母线单母线双母线接线电力系统与自动化第20页6.1 电力现场概述主要是变电站和配电站等现场。现场结构,包含低压、中压开关柜变压器柜、高压隔间等布置规则,以及进出线一些常见现场走线方式。 ABB 生产中压低压开关柜结构和功效,其它简单介绍,举例：一些现场，有机会能够参观一下。电力系统与自动化第21页6.2 电力现场注意事项现场施工安装、调试过程中注意严格按照安全操作规范中要求事情进行工作。注意工作现场保护

9、色标识,以及紧急出口分布情况。一旦现场出现危险情况马上紧急撤离（安全规范中）。 电力系统与自动化第22页6.3 电力运行知识1运行日志操作票和工作票操作票开得是否正确，通常经过模拟屏模拟操作来检验。 电力系统与自动化第23页6.4 电力运行知识2电力五防预防带负荷拉刀闸；预防带负荷合刀闸； 预防带地线给电；预防带电挂地线； 预防误入带电间隔电力系统与自动化第24页6.5 电力现场经典例子-低压ABBMNS低压开关柜其它厂家开关柜，比如：Westhose施耐德国内厂家电力系统与自动化第25页Top compartment forcontrol MCCBs orfuses and interpan

10、elwiring 顶部小室可安装控制回路MCCB或熔断体及柜 间接线M.M.I. for monitoringcontrol and protection(INSUM) 监测、控制和保护人机界面(INSUM)Cable compartment电缆小室Spare space cover备用区门板Bottom compartmentfor interpanel wiring &earth busbar底部小室可安排柜间接线及保护/中性线Page 1MNS 低压开关柜ABB ACB incomer with protection & dialogue unit ABB ACB进线带保护和对话单元AC

11、B Instrument PanelACB仪表板电力系统与自动化第26页6.6 电力现场经典例子-中压ABB中压开关柜其它厂家开关柜特点：显著有高、低电压隔离。各个层上功效非常清楚。单元功效非常清楚。电力系统与自动化第27页避雷器ZS1中压开关柜ABC三相进线本机主接线中间继电器仪表操作把手带电指示器调度号ABB SPAJ 140C继电器电力系统与自动化第28页三. 电力系统自动化-概念发展早期单一自动化阶段早期靠电话调度现在综合自动化阶段电力系统自动化概念对电力设备及系统自动监视、控制和调度总称电力系统自动化电力系统与自动化第29页三. 电力系统自动化-分类按运行管理区域划分三个子系统调度自

12、动化系统发电自动化系统变电自动化系统按自动控制对象划分比较多电力系统频率和有功功率自动控制电力系统电压和无功功率自动控制电力系统安全自动控制电力系统断路器自动控制等电力系统与自动化第30页.1我国电网调度自动化现实状况分级调度国调网调（电网调度）中调（省调）市调（地调）县调分级管理电力系统与自动化第31页调度系统分级示意图国家调度中心电网调度中心省调度中心地域调度所县调度所电网调度中心电网调度中心大型电厂，火、水、核大型电厂，火、水、核省调度中心省调度中心中型电厂，火、水中型电厂，火、水枢纽变电站梯级电站控制中心地域调度所地域调度所地方电厂，火、水地方电厂，火、水县调度所县调度所普通电站，火、

13、水电力系统与自动化第32页四. 电力系统自动化-远动四遥/五遥功效介绍一些基本概念现场总线介绍通讯规约介绍 监控系统基本机构电力系统与自动化第33页1. 四遥/五遥功效介绍四遥功效是遥测、遥信、遥控、遥调五遥功效是遥测、遥信、遥控、遥调、遥视电力系统与自动化第34页 1.1 遥测遥测：应用通信技术，传输被测变量测量值。 通常遥测量有：电流、电压、功率、电量、频率、功率因数、温度、水位等。电力系统与自动化第35页 1.2 遥信遥信：应用通信技术，完成对设备状态信息监视。通常遥信量有：告警状态或开关位置、阀门位置等。 电力系统与自动化第36页 1.3 遥控遥控：应用通信技术，完成改变设备运行状态命

14、令。 通常遥控量有：开关、电机、阀门等。 电力系统与自动化第37页 1.4 遥调遥调：应用通信技术，完成含有两个以上状态运行设备控制。 通常遥调量有：变压器分解头、电机、阀门等。 电力系统与自动化第38页2. 1 常见基本概念1远动应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控、遥调等功效总称。 通讯规约在远动系统中，为了正确传送信息，必须有一套关于信息传输次序、信息格式和信息内容等约定。这一套约定，称为规约。 帧含有信息、控制和校验区，并附有帧定界符比特序列。 报文以一帧或多帧组成信息传输单元。 电力系统与自动化第39页2. 2 常见基本概念2现场总线也能够称为现场通讯总线（主要有RS232，RS485

15、，RS422，CAN ，LAN，PROFIBUS，LANWORKS）。 串行 （并行）数据在单条并行1位宽传输线上，一比特一比特地按次序分时传送。 异步传输 （同时传输）同字符内是同时，字符间是异步。数据未发前传输线上是高电平（分界限（Marking）或空闲（Idle），数据传送以其始位开始，接续是要传送数据，数据先低位后高位，数据后是1位校验，最终停顿位（高点平）。效率低，速度低。电力系统与自动化第40页.现场总线介绍已经使用过RS232RS485RS422CANLANPROFIBUS我们企业没有用过LANWORKSDEVICENET现场总线分类全双工RS232RS422半双工RS485 P

16、ROFIBUS电力系统与自动化第41页.通讯规约介绍已经使用过MODBUSIEC60870-5-101IEC60870-5-103DL451-91（新部颁）JBUSSPABUS我们企业没有用过DNPCAE标准通讯规约普通符合OSI模型中部分或全部。通讯规约分类:问答式SC1801POLLINGMODBUS循环式DL451-91（新部颁）XT9702电力系统与自动化第42页.监控系统基本机构电力监控系统基本结构信息采集和命令执行子系统包含信息输入设备和命令输出执行设备信息传输子系统包含通信机和信道信息采集处理和控制子系统处理采集信息，送往人机联络系统，接收人机联络系统下达命令人机联络子系统为运行

17、人员提供完整电力系统实时运行状态信息。介绍三种常见电力监控经典事例：电力系统与自动化第43页.调度端单机远动示意图在主计算机指挥下经过调制解调器MODEM与所属各RTU交换数据，可实现监控系统调度端基本功效。 模拟屏屏幕显示打印机MODEMRTU主计算机MODEMRTUMODEMRTU控制台电力系统与自动化第44页.2监控主计算机配前置机通常调度端运算处理工作量相当大，需要配置专用监控系统主计算机作为后台。调度端远动装置主要负责和各RTU之间通信和数据预处理工作，成为前置处理机。 调度端前置机模拟屏监控主计算机MODEMRTUMODEMRTUMODEMRTU电力系统与自动化第45页.3集中分层

18、式双主计算机双主机系统为了提升监控系统可靠性，以免单主机系统中主计算机故障时影响全系统正常工作，采取冗余配置方式。前置机A主计算机AMODEMRTUMODEMRTU前置机B主计算机BMIS双机切换电力系统与自动化第46页当前自动化发展配网自动化系统当前主要在城市电网中发展较快，主要因为电力客户供电可靠性要求日益提升。变电站综合自动化技术已经成熟，实际应用比较广泛。电力系统与自动化第47页五.配网自动化系统配网自动化系统介绍参考标准定义组成结构配网主站配网子站配电远方终端功效 通信接口配电开关设备应具备条件 主要技术指标 电力系统与自动化第48页1.配网自动化系统介绍主要介绍配电自动化系统体系结

19、构，配电主站、配电子站及配电远方终端基本功效、选配功效、主要技术指标及相关要求。配电自动化系统是城市中压（6KV-20KV）电网（包含出线断路器）监控、管理及低压（400V）电网检测、管理。 电力系统与自动化第49页2.参考标准GB/T-13729远动终端设备DL/T-550地域电网调度自动化功效规范 DL/T-404户内交流高压开关柜定货技术条件 DL/T-721配电自动化系统远方终端 电力系统与自动化第50页3.1 定义-配电自动化系统 配电自动化系统 Distribution automation system配电自动化系统是应用当代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息

20、、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行安全集成，组成完成自动化及管理系统，实现配电正常运行及事故情况下监测、保护、控制和配电管理。它配电自动化与配电管理集成为一体系统。 电力系统与自动化第51页3.2 定义-配电主站 配电主站 Master Station （of Distribution automation system） Distribution automation system配电主站是整个配电自动化系统监控、管理中心。 电力系统与自动化第52页3.3 定义-配电子站 配电子站 Slave Station （of Distribution automation system

21、） 配电子站配电自动化系统中压监控单元，是分布主站功效、优化信息传输及系统结构层次、方便通信系统组网而设置中间层，实现所辖范围内信息聚集、处理以及故障处理、通信监视等功效。电力系统与自动化第53页3.4 定义-配电远方终端 配电远方终端 Remote terminal unit （of Distribution automation system） 配电远方终端是用于中低压电网各种远方终端、控制单元总称。包含配电开关监控终端FTU（Feeder Terminal Unit）、配电变压器监测终端TTU（Transformer Terminal Unit）、开闭所、公用及用户配电所监控终端DTU（Distribution Terminal Unit）等。 电力系统与自动化第54页4.配电自动化系统组成结构 电力系统与自动化第55页5.1配电主站实时功效 数据采集 数据传输数据处理 控制功效 事件汇报人机联络 系统维护故障处理 应用软件电力系统与自动化第56页5.2配电主站管理功效 指标管理 地理信息系统 运行管理设备管理 辅助设计 辅助工程管理 电力系统与自动化第57页6.配电子站功效 数据采集 控制功效 数据传输维护功效故障处理 通信监视其它功效： 校时 设备自诊疗及程序自恢复 后备电源 电力系统与自动化第58页7.配电远方终端功效 数据采集 控制功效数据