配电网自动化概述课件

第8章

配电网自动化

8.1变电站综合自动化8.2配电网自动化8.3馈线自动化电力系统自动化1第8章配电网自动化8.1变电站综合自动化

8.1变电站综合自动化8.1.1变电站综合自动化系统的研究内容8.1.2变电站综合自动化的现状与发展趋势8.1.3变电站综合自动化系统的功能8.1.4变电站综合自动化系统结构电力系统自动化28.1变电站综合自动化8.1.1变电站综合8.1.1变电站综合自动化系统

的研究内容变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化的内容包括电气量的采集和电气设备的状态监视、控制和调节。电力系统自动化38.1.1变电站综合自动化系统

8.1.2变电站综合自动化的

现状与发展趋势变电站综合自动化的实施方法有两种：一种是站内监控以远动(RTU)为数据采集和控制的基础，相应的设备也是以电网调度自动化为基础，“保护”则相对独立。另一种是站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。

今后变电站综合自动化的运行模式将从无人值班、有人值守逐步向无人值守过渡。

电力系统自动化48.1.2变电站综合自动化的

8.1.3变电站综合自动化

系统的功能变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述五个方

监控微机保护电压、无功综合控制低频减负荷控制备用电源自动投入控制电力系统自动化58.1.3变电站综合自动化

8.1.4变电站综合自动化

系统结构变电站综合自动化系统结构有以下四种：集中式电力系统自动化68.1.4变电站综合自动化

图8.1集中式结构的综合自动化系统框图电力系统自动化7图8.1集中式结构的综合自动化系统框图电力图8.2分层分布式系统集中组屏结构的

综合自动化系统框图(一)

分布式系统集中组屏电力系统自动化8图8.2分层分布式系统集中组屏结构的

图8.3分层分布式系统集中组屏结构

的综合自动化系统框图(二)电力系统自动化9图8.3分层分布式系统集中组屏结构

图8.4分散与集中相结合的变电站

综合自动化系统框图分散式与集中相结合电力系统自动化10图8.4分散与集中相结合的变电站全分散全分散式的结构是今后的发展方向。电力系统自动化11全分散电力系统自动化11

8.2配电网自动化8.2.1概述8.2.2配电自动化的现状8.2.3配电自动化系统的功能8.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化128.2配电网自动化8.2.1概述电力系统

8.2.1概述配电网由配电变电站和配电线路组成。通过各种电力元件可以将配电网连成不同结构。配电网分为放射式和网式两大类型。

配电网的特点:点多、面广、分散；配电线路、开关电器和变压器结合在一起。配电自动化是电力系统实现现代化的必然趋势，配电自动化在人力尽量少介入的情况下完成大量的重复性的工作，尽量减少停电面积和缩短停电时间。电力系统自动化138.2.1概述电力系统自动化13

8.2.2配电自动化的现状国内:城市电网以环网供电方式为主；重合断路器与自动配电开关配合；农网重合器、断路器和分段器配合使用；跌落式分段器与断路器配合。国外:配电自动化从各种单项自动化林立，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。

电力系统自动化148.2.2配电自动化的现状电力系统自动化14

8.2.3配电自动化系统的功能安全监视功能

控制功能

保护功能

电力系统自动化158.2.3配电自动化系统的功能电力系统自动化15

8.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化168.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化16

8.3馈线自动化8.3.1概述8.3.2自动重合器8.3.3分段器8.3.4馈线智能终端设备FTU8.3.5馈电线路故障隔离与自动恢复原理

电力系统自动化178.3馈线自动化8.3.1概述电力系统

8.3.1概述馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷，当故障发生后，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电。

电力系统自动化188.3.1概述电力系统自动化18

8.3.2自动重合器重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。重合器的动作特性可以分为瞬动和延时动作特性两种。

重合器的分类如下：电力系统自动化198.3.2自动重合器电力系统自动化19电力系统自动化20电力系统自动化20

8.3.3分段器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，故障就被其他设备切除，其将保持在合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障作好准备。分段器可分为电压-时间型和过流脉冲计数型两类。

电力系统自动化218.3.3分段器电力系统自动化21图8.5典型电压-时间型分段器原理图电力系统自动化22图8.5典型电压-时间型分段器原理图电力系统8.3.4馈线智能终端设备FTUFTU是基于FTU的馈线自动化系统的核心设备，其功能强大，抗干扰能力强，具有自检和自恢复功能，工作可靠性高。电力系统自动化238.3.4馈线智能终端设备FTUFTU是基于FTU图8.6一种馈线RTU(FTU)的结构电力系统自动化24图8.6一种馈线RTU(FTU)的结8.3.5馈电线路故障隔离与

自动恢复原理基于重合器和分段器的故障区段隔离重合器与电压-时间型分段器配合:工作过程见图8.7、图8.9。

图8.7中，A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、D和E采用电压-时间型分段器，其X时限均整定为7s；C亦采用电压-时间型分段器，其X时限整定为14s，Y时限整定为5s。分段器均设置在第一套功能。图8.9中，A代表重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、C和D代表电压-时间型分段器并且设置在第一套功能中，它们的X时限均整定为7s，Y时限均整定为5s；E亦代表电压-时间型分段器，但设置在第二套功能中，其XL时限整定为45s，Y时限整定为5s。电力系统自动化258.3.5馈电线路故障隔离与

图8.7辐射状网故障区段隔离的过程电力系统自动化26图8.7辐射状网故障区段隔离的过程电力系统自电力系统自动化27电力系统自动化27电力系统自动化28电力系统自动化28图8.9环状网开环运行时故障区段隔离的过程电力系统自动化29图8.9环状网开环运行时故障区段隔离的过程电力系电力系统自动化30电力系统自动化30电力系统自动化31电力系统自动化31重合器与过流脉冲计数型分段器配合:见图8.11。

图8.11中，A代表重合器，B和C代表过流脉冲计数型分段器，它们的计数次数均整定为两次。电力系统自动化32重合器与过流脉冲计数型分段器配合:见图8.11。电力系统自图8.11重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离

永久性故障区段的过程

电力系统自动化33图8.11重合器与过流脉冲计数型分段器配合隔离

基于FTU的故障区段隔离故障区段的判断和隔离可以采用统一的矩阵算法实现。依据配电网的结构构造一个网络描述矩阵D。当馈线发生故障时，系统生成一个故障信息矩阵G，通过网络描述矩阵和故障信息矩阵的运算，得到一个故障判断矩阵P，根据故障判断矩阵就可准确地判断和隔离故障区段。

电力系统自动化34基于FTU的故障区段隔离电力系统自动化34第8章

配电网自动化

8.1变电站综合自动化8.2配电网自动化8.3馈线自动化电力系统自动化35第8章配电网自动化8.1变电站综合自动化

8.1变电站综合自动化8.1.1变电站综合自动化系统的研究内容8.1.2变电站综合自动化的现状与发展趋势8.1.3变电站综合自动化系统的功能8.1.4变电站综合自动化系统结构电力系统自动化368.1变电站综合自动化8.1.1变电站综合8.1.1变电站综合自动化系统

的研究内容变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化的内容包括电气量的采集和电气设备的状态监视、控制和调节。电力系统自动化378.1.1变电站综合自动化系统

8.1.2变电站综合自动化的

现状与发展趋势变电站综合自动化的实施方法有两种：一种是站内监控以远动(RTU)为数据采集和控制的基础，相应的设备也是以电网调度自动化为基础，“保护”则相对独立。另一种是站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。

今后变电站综合自动化的运行模式将从无人值班、有人值守逐步向无人值守过渡。

电力系统自动化388.1.2变电站综合自动化的

8.1.3变电站综合自动化

系统的功能变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述五个方

监控微机保护电压、无功综合控制低频减负荷控制备用电源自动投入控制电力系统自动化398.1.3变电站综合自动化

8.1.4变电站综合自动化

系统结构变电站综合自动化系统结构有以下四种：集中式电力系统自动化408.1.4变电站综合自动化

图8.1集中式结构的综合自动化系统框图电力系统自动化41图8.1集中式结构的综合自动化系统框图电力图8.2分层分布式系统集中组屏结构的

综合自动化系统框图(一)

分布式系统集中组屏电力系统自动化42图8.2分层分布式系统集中组屏结构的

图8.3分层分布式系统集中组屏结构

的综合自动化系统框图(二)电力系统自动化43图8.3分层分布式系统集中组屏结构

图8.4分散与集中相结合的变电站

综合自动化系统框图分散式与集中相结合电力系统自动化44图8.4分散与集中相结合的变电站全分散全分散式的结构是今后的发展方向。电力系统自动化45全分散电力系统自动化11

8.2配电网自动化8.2.1概述8.2.2配电自动化的现状8.2.3配电自动化系统的功能8.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化468.2配电网自动化8.2.1概述电力系统

8.2.1概述配电网由配电变电站和配电线路组成。通过各种电力元件可以将配电网连成不同结构。配电网分为放射式和网式两大类型。

配电网的特点:点多、面广、分散；配电线路、开关电器和变压器结合在一起。配电自动化是电力系统实现现代化的必然趋势，配电自动化在人力尽量少介入的情况下完成大量的重复性的工作，尽量减少停电面积和缩短停电时间。电力系统自动化478.2.1概述电力系统自动化13

8.2.2配电自动化的现状国内:城市电网以环网供电方式为主；重合断路器与自动配电开关配合；农网重合器、断路器和分段器配合使用；跌落式分段器与断路器配合。国外:配电自动化从各种单项自动化林立，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。

电力系统自动化488.2.2配电自动化的现状电力系统自动化14

8.2.3配电自动化系统的功能安全监视功能

控制功能

保护功能

电力系统自动化498.2.3配电自动化系统的功能电力系统自动化15

8.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化508.2.4配电自动化系统的组成电力系统自动化16

8.3馈线自动化8.3.1概述8.3.2自动重合器8.3.3分段器8.3.4馈线智能终端设备FTU8.3.5馈电线路故障隔离与自动恢复原理

电力系统自动化518.3馈线自动化8.3.1概述电力系统

8.3.1概述馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷，当故障发生后，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电。

电力系统自动化528.3.1概述电力系统自动化18

8.3.2自动重合器重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。重合器的动作特性可以分为瞬动和延时动作特性两种。

重合器的分类如下：电力系统自动化538.3.2自动重合器电力系统自动化19电力系统自动化54电力系统自动化20

8.3.3分段器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，故障就被其他设备切除，其将保持在合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障作好准备。分段器可分为电压-时间型和过流脉冲计数型两类。

电力系统自动化558.3.3分段器电力系统自动化21图8.5典型电压-时间型分段器原理图电力系统自动化56图8.5典型电压-时间型分段器原理图电力系统8.3.4馈线智能终端设备FTUFTU是基于FTU的馈线自动化系统的核心设备，其功能强大，抗干扰能力强，具有自检和自恢复功能，工作可靠性高。电力系统自动化578.3.4馈线智能终端设备FTUFTU是基于FTU图8.6一种馈线RTU(FTU)的结构电力系统自动化58图8.6一种馈线RTU(FTU)的结8.3.5馈电线路故障隔离与

自动恢复原理基于重合器和分段器的故障区段隔离重合器与电压-时间型分段器配合:工作过程见图8.7、图8.9。

图8.7中，A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、D和E采用电压-时间型分段器，其X时限均整定为7s；C亦采用电压-时间型分段器，其X时限整定为14s，Y时限整定为5s。分段器均设置在第一套功能。图8.9