配电网自动化

配电自动化及其发展

DistributionAutomationSystemandItsDevelopment主讲教师：陈歆技Instructor:ChenXinji二零零七年七月东南大学电气工程学院SoutheastUniversity2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU2预备知识课程的地位与任务本课程是为电气工程及其自动化专业四年级学生开设的一门专业选修课程。配电自动化是当前国内外电力行业前沿技术之一，特别是电力走向市场和信息技术快速发展的今天，逐步开发建设配电自动化系统已是大势所趋。开设本课程的目的是使学生掌握有关电力系统专业方面配电自动化的基础知识，以便走上工作岗位后，能够深入理解和应用所学知识解决生产实际问题。本课程的先修课程是《电路基础》、《信息通信网络概论》、《电能系统基础》和其它相关基础课程，学生需要具备电力系统的相关基础知识。本课程的主要任务是通过讲课、阅读资料使学生掌握配电自动化所需要的基础知识和技能，掌握处理复杂问题的一般方法。

2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU3预备知识课程内容1．配电自动化概述2．配电网络及一次设备3．配电自动化及其实现方式4．配电自动化通信系统5．配电自动化远方终端技术6．配电SCADA系统7．配电管理自动化系统8．配电管理自动化系统的设计与实现2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU4预备知识前修课程电路基础信息通讯网络概论电能系统基础2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU5预备知识教材[1]陈堂，赵祖康，等•

配电系统及其自动化技术。中国电力出版社，2003

参考书[1]刘健，倪建立，邓永辉，配电自动化系统（第二版），中国水利水电出版社，2003[2]谷永清主编，配电系统自动化，中国电力出版社，2004[3]王明俊，于尔铿，等•

配电系统自动化及其发展。中国电力出版社，19982023/9/7ChenXinji-DAS-SEU6第一章、概述本章主要内容1、引言2、国内配电自动化现状3、国外配电自动化现状2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU71.1引言基本概念：电力系统配电系统低压、中压和高压2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU81.1引言电力系统考核指标供电可靠性城市：＞99.9%大城市中心：＞99.99%电能质量电压合格率：＞98%其它指标2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU91.2国内配电自动化现状国内配电自动化现状起步晚（比国外发达国家滞后20年）配网结构的有自身特点架空导线电缆负荷接入起步阶段配网自动化的主要工作建立实时监控系统实施馈线自动化2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU101.2国内配电自动化现状其它工作DMS(DistributionManagementSystem)LM,LoadManagementAM,AutomatedMappingFM,FacilitiesManagementGIS,GeographicInformationSystemDSM(DemandSideManagement)SAS(SubstationAutomationSystem)AMR(AutomaticMeterReading)2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU111.3国外配电自动化现状国外配电自动化现状起步早配网结构特点城市外围：单环、双环或双回路市区或农村：辐射网、环网、网格式网、复合式网或“4X6”网通信及自动化程度高美国长岛电力公司配电自动化系统减少停电时间年平均停电时间纽约109min,曼哈顿地区9min主要功能：SCADA、AM\FM\GIS、负荷控制(LC)等。2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU121.3国外配电自动化现状ChenXinji-DAS-SEU13第二章、配电网络与一次设备本章主要内容1、配电网络2、变配电站3、架空线和电缆4、中性点接地方式5、配电网一次设备ChenXinji-DAS-SEU142.1配电网络配电网络负荷分析负荷密度：L1-n=A1-n╳d1-nL:负荷数，A:地域面积，d单位面积负荷数网络接线树状、放射型、手拉手、环网柜、网格ChenXinji-DAS-SEU152.1配电网络国外4x6网络接线ChenXinji-DAS-SEU162.1配电网络国内城市配网接线ChenXinji-DAS-SEU172.1配电网络配电网络优化准则网络接线简洁、灵活以提高系统的可靠性和实现自动化为目的；网络接线能满足供电安全“Ｎ-1”准则；网络实现开环运行，分片供电，限制电网短路容量，满足电压合格率要求；网络能灵活适应各种可能和合理的运行方式，变电站布点与网络结构能符合负荷不断增长的需要；网络便于运行操作、维护和检修；网络接线宜标准化、模式化；保证电网运行安全、经济、高效；选用性能价格比高、小型化、无油化、自动化、免维护或少维护的电气设备；考虑城市整体布局及环保要求。ChenXinji-DAS-SEU182.1配电网络配电网络设计原则：每段线路分段一般以３－５段为宜；大的分支线可安装分支开关；每段线路下接的柱上变压器和高压用户以8～10个为宜；中压供电半径一般为2.5～3km；主干线截面电缆以240mm2、架空线以185～240mm2为宜；负荷率宜在60%以下。ChenXinji-DAS-SEU192.2变配电站变配电站变电站选址的基本原则尽量接近该变电站的供电中心，以节省线路投资和供电损耗；交通方便，便于设备运输和检修、值班等；具有进出线路走廊位置，靠近规划的变电站已有高压线路；对周围环境影响小，如远离通信塔、机场、军用仓库、电视台、危险品贮藏地、油库等；征用土地困难小。ChenXinji-DAS-SEU202.2变配电站主接线选择原则（1）可靠性。当任一电气元件（指线路或变压器）故障时，能及时切除故障，不影响其它电气元件的工作，且通过操作能恢复供电；（2）运行灵活性。在任一断路器需要检修或停运时，通过操作能不影响该线路或变压器的运行；（3）接线简单和标准。简单和标准的变配电站主接线，长期运行以来积累了丰富的经验，应尽量采用，以利借鉴；（4）主接线应满足该变配电站在电网中地位的功能要求；（5）设计或选择的变配电站主接线应符合节省投资，运行费用低的经济原则。ChenXinji-DAS-SEU212.2变配电站ChenXinji-DAS-SEU222.2变配电站ChenXinji-DAS-SEU232.2变配电站供电安全“N-1”准则（1）高压变电所中失去任一回路进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电；（2）高压配电网中一条架空线或一条电缆或变压器中一组降压变压器发生故障停运时：1在正常情况下，除故障段外不能停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；2在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电。（3）低压电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，但应尽量将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。ChenXinji-DAS-SEU242.3架空线和电缆架空线和电缆架空线路杆塔类型：木杆、水泥杆、铁塔；杆塔按用途可分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、跨越杆等。架空线路主要由杆塔、横担、绝缘于、金具、导线地线、拉线等部件组成。电缆线路电缆类型：油纸缘绝电缆；应用在6-35KV电网中；塑料绝缘电缆；一般用于低压线路；橡胶绝缘电缆；一般用于低压线路；交联聚乙烯绝缘电缆；是目前可应用于各级电压电网的一种电缆；电缆型号的选择：一般优先选用交联聚乙烯绝缘电缆。电缆敷设方法有直埋式、电缆沟敷设和排管敷设等方法。ChenXinji-DAS-SEU252.4中性点接地方式中性点接地方式220kv,110kv直接接地35kv经消弧线圈接地10kv不接地或经消弧线圈接地380/220V直接接地各种接地方式发生故障时状况正常运行时，对电网无影响，故障时，将产生影响。中性点接地方式对配网自动化的影响配电网中，单相接地故障占故障总数的70%。中性点不接地系统或小电流接地系统中，馈线自动化系统无法启动故障隔离。ChenXinji-DAS-SEU262.5配电网一次设备一次设备分段器是一种智能化的负荷开关，能够和断路器或重合器配合使用。重合分段器是一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关，又称自动配电开关。Ｘ时限是重合分段器端电压恢复至自动合闸的时延；Ｙ时限是重合分段器合闸后又失压的时限；如未超过此时限，重合分段器分闸后闭锁，不再重合。重合器是一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关。负荷开关是在配电网络中应用最广泛的一种配电设备。能够分合正常负荷电流。高压熔断器依靠熔体或熔丝在电路出现短路电流时，熔丝熔断，保护用电设备。2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU282023/9/7ChenXinji-DAS-SEU292023/9/7ChenXinji-DAS-SEU302023/9/7ChenXinji-DAS-SEU312023/9/7ChenXinji-DAS-SEU322023/9/7ChenXinji-DAS-SEU332023/9/7ChenXinji-DAS-SEU342023/9/7ChenXinji-DAS-SEU352023/9/7ChenXinji-DAS-SEU362023/9/7ChenXinji-DAS-SEU372023/9/7ChenXinji-DAS-SEU382023/9/7ChenXinji-DAS-SEU392023/9/7ChenXinji-DAS-SEU402023/9/7ChenXinji-DAS-SEU412023/9/7ChenXinji-DAS-SEU422023/9/7ChenXinji-DAS-SEU432023/9/7ChenXinji-DAS-SEU442023/9/7ChenXinji-DAS-SEU452023/9/7ChenXinji-DAS-SEU462023/9/7ChenXinji-DAS-SEU482023/9/7ChenXinji-DAS-SEU492023/9/7ChenXinji-DAS-SEU502023/9/7ChenXinji-DAS-SEU512023/9/7ChenXinji-DAS-SEU522023/9/7ChenXinji-DAS-SEU532023/9/7ChenXinji-DAS-SEU542023/9/7ChenXinji-DAS-SEU552023/9/7ChenXinji-DAS-SEU562023/9/7ChenXinji-DAS-SEU572023/9/7ChenXinji-DAS-SEU582023/9/7ChenXinji-DAS-SEU592023/9/7ChenXinji-DAS-SEU602023/9/7ChenXinji-DAS-SEU612023/9/7ChenXinji-DAS-SEU622023/9/7ChenXinji-DAS-SEU632023/9/7ChenXinji-DAS-SEU642023/9/7ChenXinji-DAS-SEU662023/9/7ChenXinji-DAS-SEU672023/9/7ChenXinji-DAS-SEU682023/9/7ChenXinji-DAS-SEU692023/9/7ChenXinji-DAS-SEU702023/9/7ChenXinji-DAS-SEU712023/9/7ChenXinji-DAS-SEU722023/9/7ChenXinji-DAS-SEU732023/9/7ChenXinji-DAS-SEU742023/9/7ChenXinji-DAS-SEU752023/9/7ChenXinji-DAS-SEU762023/9/7ChenXinji-DAS-SEU772023/9/7ChenXinji-DAS-SEU782023/9/7ChenXinji-DAS-SEU792023/9/7ChenXinji-DAS-SEU802023/9/7ChenXinji-DAS-SEU812023/9/7ChenXinji-DAS-SEU822023/9/7ChenXinji-DAS-SEU832023/9/7ChenXinji-DAS-SEU842023/9/7ChenXinji-DAS-SEU852023/9/7ChenXinji-DAS-SEU862023/9/7ChenXinji-DAS-SEU872023/9/7ChenXinji-DAS-SEU882023/9/7ChenXinji-DAS-SEU892023/9/7ChenXinji-DAS-SEU902023/9/7ChenXinji-DAS-SEU922023/9/7ChenXinji-DAS-SEU932023/9/7ChenXinji-DAS-SEU942023/9/7ChenXinji-DAS-SEU952023/9/7ChenXinji-DAS-SEU962023/9/7ChenXinji-DAS-SEU972023/9/7ChenXinji-DAS-SEU982023/9/7ChenXinji-DAS-SEU992023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1002023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1012023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1022023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1032023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1042023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1052023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1062023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1072023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1082023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1092023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1102023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1112023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1122023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1132023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1142023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1152023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1162023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1172023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1182023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1192023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1202023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1212023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1222023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1232023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1242023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1262023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1272023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1282023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1292023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1302023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1312023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1322023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1332023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1342023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1352023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1362023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1372023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1382023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1392023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1402023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1412023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1422023/9/7ChenXinji-DAS-SEU143电能系统基础东南大学电气工程系

配网自动化第二十七讲主讲教师：陈歆技东南大学远程教育2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1452023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1462023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1472023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1482023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1502023/9/7ChenXinji-DAS-SEU151电能系统基础东南大学电气工程系

配网自动化第二十八讲主讲教师：陈歆技东南大学远程教育2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1532023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1542023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1552023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1562023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1572023/9/7ChenXinji-DAS-SEU158电能系统基础东南大学电气工程系

配网自动化第二十九讲主讲教师：陈歆技东南大学远程教育2023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1602023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1612023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1622023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1632023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1642023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1652023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1662023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1682023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1692023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1702023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1712023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1722023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1732023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1742023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1752023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1762023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1772023/9/7ChenXinji-DAS-SEU1782023/9/7ChenXinji-DAS-SEU179ChenXinji-DAS-SEU180《配网自动化》课程复习有关课程练习题各章节内容：第一章、概述1.1掌握电力系统、配电网、低压、中压和高压概念，理解电力系统考核的主要指标。1.2了解国内配电自动化的现状。1.3了解国外配电自动化的现状。ChenXinji-DAS-SEU181《配网自动化》课程复习第二章、配电网络及一次设备2.1掌握配电网络的管理范围、负荷密度计算方法、配电网络优化准则和设计原则，了解负荷分析方法、网络接线形式特点；2.2掌握变电站选址原则和主接线选择原则，以及供电安全“N-1”准则，了解变电站各种主接线的特点；2.3了解各种架空线和电缆的种类、性能和特点；2.4掌握我国各电压等级的中性点接地方式，理解中性点接地方式对配网自动化的影响；2.5理解一次设备的种类及功能。ChenXinji-DAS-SEU182《配网自动化》课程复习第三章配电自动化及其实现方式3.1掌握配电自动化的概念和目的，了解配电系统自动化的三个组成部分，理解配电自动化所具有的功能；3.2理解配网自动化对１０ｋＶ配电网络改造的要求；3.3了解国内外变电站自动化系统的结构，变电站通信系统结构；3.4掌握馈线自动化的概念和实现方式，理解配电主站和子站的功能；3.5掌握基于差动保护原理的馈线自动化工作原理，理解馈线差动技术应用中存在的问题；3.6了解配电DSM概念ChenXinji-DAS-SEU183《配网自动化》课程复习第四章配电自动化通信系统4.1掌握配电自动化通信系统的结构与层次；4.2理解配电自动化通信系统的要求；4.3掌握主站通信方式，了解各种通信方式的特点；4.4掌握设备级通信方式，了解各种通信方式的特点；4.5掌握配电载波通信技术的优缺点，理解当采用网络化配电载波DLC必须考虑载波信号在故障线路上的传输情况；4.6掌握配电网光纤通信系统的原理、技术特点和应用方式，掌握自愈式双环光纤通信系统在光纤或光收发器发生故障时，是如何进行自愈的；理解光电器件可靠性的计算公式；4.7掌握常用配电自动化系统通信方案，理解配电自动化系统通信系统结构ChenXinji-DAS-SEU184《配网自动化》课程复习第五章配电自动化远方终端技术5.1掌握配电网自动化系统远方终端的定义和分类；5.2掌握FTU的功能和性能要求；5.3掌握FTU的技术核心的内容；5.4掌握FTU的组成和控制器结构，理解FTU充电电路的功能、结构和原理；5.5掌握FTU软件的有功、无功、功率因素和谐波计算方法与公式，理解故障检测的方法和原理，掌握定时限过流保护动作判据和反时限过流保护参考方程，理解备用电源自动投入功能；5.6了解环网柜FTU和开闭所FTU应用场合与要求；5.7理解FTU安装应考虑的主要问题和FTU的维护工作的主要内容；5.8掌握TTU的概念和基本功能，了解TTU软件主要功能；ChenXinji-DAS-SEU185《配网自动化》课程复习