配电自动化要点

第一章概述电力系统两大考核指标：供电可靠性、供电质量供电质量：电压、频率、谐波含量少、电压波动与闪变幅度小配电网：表述一：电力系统中二次降压所低压侧直接或降压后向用户供电的网络表述二：电力系统发电、输电和配电中直接面向电力系统用户的系统4．配电网的组成：馈线（架空线和电缆）、降压变、断路器、各种开关（也包括继电保护器、自动装置、测量、计量仪表、通信、控制设备）配电网的特点：1）负荷集中、传输功率较小、距离较短、用户类型要求变化大2）中性点不直接接地配电管理系统（DMS）:从发电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统配电自动化系统（DAS）:使配电企业在远方实时监测、协调和操作配电设备的自动化系统DMS和DAS的关系：DAS是窄义的配电系统自动化；DMS是广义的配电系统自动化，是实现所有功能的总称。7．DMS和DAS的涵盖关系配电网DMS与输电网EMS的关系：DMS与输电网自动化的能量管理系统EMS处于同一层次，但目标不同，EMS管理发电、输电，DMS管理配电、负荷调度自动化：五级调度管理：国调、网调、省调、地调、县调配电管理系统的内容：）配电SCADA系统：电源进线监控、开闭所与变电站自动化（SA）馈线自动化（FA）变压器巡检及无功补偿）地理信息系统（GIS）:设备管理、用户信息系统（CIS）SCADA功能、停电管理系统（OMS）3）需方管理系统（DSM）:负荷监控与管理（LCM）远方抄表与计费自动化（AMR）4）网络分析和优化（NA）:减少线损，改善电压质量，降低运行成本5） 工作管理系统（WMS）6） 调度员培训模拟系统（DTS）1K配电自动化的意义：1） 正常时，监视配网运行工况，优化配网运行方式2） 故障时，快速发现故障和异常，快速隔离故障区段，恢复非故障域供电，减少停电时间，减少停电面积3） 根据配网电压合理控制无功负荷、电压水平，改善电压质量4） 合理控制负荷，提高设备利用率5） 自动抄表计费，保证抄表计费及时准确，提高效率6） 减少人力，避免大量重复性工作12、 配电自动化意义：提高供电可靠性和供电质量；减少停电时间、面积；使调度员根据监视情况，在控制中兴通过遥控、遥调实现明智、必要的操作；降低运行费用；实现配电管理现代化。13、 配电自动化的基本功能：配电网安全监视、控制、保护14、 配电自动化的难点分析：）配电自动化较输电自动化复杂，规模大，投资大，同时引起重视程度不够。2）要监测、控制的站点多，DSM主机计算机要求高，设备的可靠性和可维护性要求高；）环境（温度、湿度等）恶劣，要考虑防雷、防雨、散热等问题；）通信系统复杂，站端设备多，通信规约不一致；4） 控制电源与工作电源难以获取，用蓄电池的方法时间、容量难以满足，充放电难以控制；5） 许多开关需改造（加装互感器、开关操作机构改造），以满足跳闸、控制要求。第二章配电自动化的通信系统1、 输电网通信特点：输电网中终端节点数量有限，通信距离较长，对通信速率和可靠性要求较高。对微波或电力线路载波通信，都使用专用通道点对点或共线通信，很少使用广播通信方式。2、 配电网通信特点：1）配电网终端节点数量极大，寻址达百万级，但通道距离相对较短，速率要求相对较低2）沿空间广播的无线电通信方式和沿配电网线路广播的载波通信方式得到了广泛的采用3）配电自动化系统涉及功能多，对通信要求各不相同4）终端数量大3、典型数据通信系统的组成：数据终端设备、数据传输设备、数据传输通道。4、配电自动化中可用的通信方式：有线通信方式：电力线、电话线、CATV通道、光纤通信、双绞线无线通信方式：调幅广播、调频广播、VHF电台、UHF电台、多址微波、卫星5、 调制解调器：发送时：数字信号-模拟信号（调制）；接收时，模拟信号-数字信号6、 调制解调器作用：实现数据信息的发送、接收7、 调制解调器的分类：按传输方向：全双工Modem，半双工Modem按工作频率：低速Modem、中速Modem、高速Modem按调制方式：移频键控（FSK）、移相键控（PSK）、相对移相键控（DPSK）、移幅键控（ASK）8、 复接分接器：发送时，将2个或2个以上的数字信号按时分复用的原理合并为1个数字信号（复接器）；接收时，将一个数字信号分解为若干个数字信号（分接器）9、复接器分类：同步复接器、异步复接器10、复接器作用：将高速数据传输信道转换为多个较低数据传输信道11、配电自动化采用的通信方式：配电线载波通信、脉动控制技术、工频技术、电话线、光纤通信、有线电视（CATV）通道、现场总线和RS-485、无线通信系统、卫星通信、无线扩频通信、混合通信。12、配电自动化对通信系统要求：通信可靠性、通信系统费用、通信速率的要求、双向通信能力、不受停电影响第三章开闭所和配电变电站内自动化1、 远方终端装置（RTU）：简称远动终端，基本功能（遥测、遥信、遥调、遥控）2、 RTU结构：集中式（单CPU结构）分布式（多CPU结构，功能分布式与结构分布式）3、 RTU采样方式：交流采样、直流采样4、 RTU组屏方式：集中组屏、分散组屏5、 结构分布式RTU基本组成6、 事件顺序记录（SOE）:作用：用于事故分析要求：事故分辨率要求达到毫秒级影响因素：站内：RTU时钟精度；站间：系统时钟、通道延时、CPU处理速度7、 系统对时：保证SOE具有统一时钟，确保各RTU时钟与调度中心同步8、 方法：1）利用GPS，需设置GPS接收机、天线及放大器，通过通信接口（RS323／RS485）与RTU相连2）软件对时，根据采用的通信规约对各测控点对时，优点是省投资（不需要增加硬件），但精度受影响9、 直流采样和交流采样：直流采样：直接对变送器直流输出（直流电压或电流）进行采样。特点：简单，但数据稳定性、实时性差，变送器故障几率较高、维护工作量大、造价高交流采样：直接采样各相电流电压，根据算法实时计算电流电压等量。特点：算法种类多，保护一般用傅里叶算法，测量一般用均方根算法10、 交流采样方式：单一信道采样方式、多信道采样方式、分组同时采样11、 防跳跃意义：出现跳跃式，断路器将无谓的连续多次合、分短路或故障电流，造成触头严重损毁甚至引起爆炸事故。因此，对于非手动操作的操动机构必须具有防止跳跃的能力，使得断路器关合短路而又自动分闸后，即使合闸命令尚未解除，也不会再次合闸。12、 防跳跃措施：在分闸命令和合闸命令同时施加的情况下，防跳跃继电器使分闸有限，放跳跃继电器有分闸命令直接启动，并通过合闸地点器的触点保持在得电位置，他们的触点完全切断合闸线圈回路，使断路器不能实现合闸，知道合闸信号完全解除13、 实现方法：利用继电器对合闸回路进行闭锁14、 有功功率采集：小电流接地系统：采用两瓦计法大电流接地系统：采用三表法15、变电站综合自动化系统的功能特点：保护功能、控制功能、测量功能、通信、诊断功能、故障录波功能16、变电站综合自动化系统的结构形式：集中式、分布式、分散与集中相结合、全分散式第四章馈线自动化1、 目的：对馈出线路进行数据采集和监控（SCADA功能），故障时，及时准确地确定故障区段，迅速隔离区段并恢复全区段供电2、 主要功能：配网馈线运行状态监测、控制、故障诊断、故障隔离、网络重构3、 实现：一种是基于重合器的馈线自动化；另一种是基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。4、 电压—时间型继电器：X时限：分段器电源侧加压至该分段器合闸的时延Y时限：分段器合闸后未超过Y时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在分闸状，下一次再得电时不再自动重合。又称故障诊断时间5、 两种馈线自动化系统的比较基于重合器开关设备配合的馈线自动化系统基于FTU和通信网络的馈线自动化系统

主1）结构简单。1）故障时隔离故障区域，正常时监控配网运要2）建设费用低。行，可优化运行方式，实现安全经济运行。优点3）不需建通信网络。2）适应灵活的运行方式。4）无电源提取问题。3） 恢复健全区域供电时，可采取安全和最佳措施。4） 可与MIS、GIS等联网，实现全局信息化。主1）仅故障时起作用，正常运行时1）结构复杂。要无监控作用，不能优化运行方2）建设费高。缺式。3）需通信网络。点2） 调整运行方式后，需到现场修改定值。3） 恢复健全区域供电时，无法采取安全、最佳措施。4） 需多次重合，对设备冲击大。4）存在电源提取问题。主要设备重合器、分段器等FTU、通信网络、区域工作站、计算机系统适农网、负荷密度小的偏远地区、城网、负荷密度较大的地区、重要工业园区、用供电途径少于两条的电网供电途径多的网格状配网、供电可靠性要求高范的区域围6、基于FTU的馈线自动化的基本原理辐射、树状网、开环运行的环状网：根据最后一个有故障电流和第一个无故障电流两个开关的电流变化判断故障区段7、FTU性能要求：遥信功能、遥测功能、遥调功能、统计功能、SOE和对时功能、事故记录、定值远方修改和召唤定值、远方控制闭锁和手动操作功能、远程通信功能、抗恶劣环境、维修方便、电源可靠、可选功能电度采集（核算电费、估计线损，防窃电）；微机保护（实现自适应保护）；故障录波（故障分析用）。8、FTU电源获取方式：1）.操作电源和工作电源均取自馈线a.电源采用开关两侧馈线供电b•低压线路与柱上开关共杆，采用馈线与一回低压线供电c.不同电源的两回低压线路与柱上开关较近，采用两回低压线路供电缺点：方式a、b:馈线停电后，FTU也失去工作电源，方式c:不同配电变间易产生耦合，对安全有影响2）.操作电源和工作电源取自蓄电池•实现方法：在FTU机箱内设置较大容量蓄电池，提供FTU工作电源、柱上开关操作电源。优点：不受馈线停电影响。要求：开关采用直流操作机构、直流贮能电机（对交流操作机构，需加逆变器）。直流电压：一般48V、24V。3）.操作电源取自馈线、工作电源取自蓄电池•特点：可保证FTU、柱上开关的电源供给。问题：电网故障开关越级跳闸时，须依靠蓄电池操作，要求容量增大（可采用失压脱扣分段器代替过流脱扣分段器）。延长蓄电池寿命的措施：1）放电回路采用快速熔断器做短路保护，充电回路采用大容量压敏电阻做脉冲保护。2）采用电压继电器、时间继电器保护蓄电池，防止过充和过放电。第五章配电SCADA系统的组织1、SCADA系统包括哪几部分：馈线自动化与配网进线监视、变电站自动化等一起构成一体化的配电SCADA系统；2、构造配电SCADA系统应进行的工作：）10kV线路的分段、联络开关能具备电动分合闸，并分别装设FTU单元；）10kV配变应装设TTU单元；）开闭所与配电变电站内应装设RTU，或微机综合保护测控装置；4） 10kV进线监控由地调或区调转发；5） 市区供电局设置基于计算机网络的配电SCADA系统；6） 合理选择通信方式，满足实时性数据传输的要求；7） 对分散的测控点，可设置区域工作站。第六章抄表计费1、 电子式电能表类型：热电转换型、模拟乘法器型、数字乘法器型•热电转换型：通过热电转换电路，使热电偶输出与平均功率成正比。•模拟乘法器型：包括分割乘法器、跨导型乘法器、霍尔效应乘法器。通过对电流、电压进行脉宽、幅度调制，或通过模拟乘法器实现。•数字乘法器型：以微处理器为核心，由A/D对输入电流、电压进行交流采样和数字处理，功能多。2、 抄表方式分类：手动抄表、本地自动抄表、移动式自动抄表、预付费式电能计费、远程自动抄表3、 远程自动抄表电能计费系统的组成及系统结