工厂供电课件第19讲

1、摘要：本章介绍了供电系统的基本功能和变电站综合自动化系统的结构，还介绍了备用电源输入装置、自动重合闸装置等。第七章电源系统变电站自动化，第七章电源系统变电站自动化，第一节概述第二节变电站自动化系统的基本功能第三节变电站综合自动化系统的结构第四节备用电源自动输入装置第五节自动重合闸装置，第一节概述了变电站自动化系统将变电站的二次装置(包括继电保护装置、控制装置、测量装置、信号装置)与计算机网络和现代通信技术集成在一起，实现了变电站运行管理自动化一、变电站自动化系统的定义，二、变电站自动化系统的主要功能、微机保护、数据、信号收集和测量、自动控制、运行监控、打印记录、错误记录和范围、信息存储和分析、

2、自我诊断、调度和通信，以及需要在输电站传输的信号的接收、处理和传输功能第三，变电站自动化系统的实现目标，1)中低压变电站采用自动化系统，取消现有保护、监控、测量、控制屏幕，全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，逐步实施无人值班，达到了人员减员和提高效率的目的。2)在高压大型枢纽变电站的建设和设计中采用自动化系统，解决了各专业领域保持相对独立性导致的相互脱节、重复投资，甚至影响运营可靠性的缺点。达到提高自动化程度和运行管理水平的目的。第二节变电站自动化系统的基本功能，第一，监控和控制功能，变电站综合自动化系统的监控功能，变电站仿真，状态，脉冲数据收集，时序记录，故障记录，谐波监测和分析，变电站

3、运行控制，人机接触，变电站内通信和上级调度通信的所有功能。1 .数据采集：电源系统操作参数的在线实时采集是变电站自动化系统的基本功能之一，操作参数可以分为模拟、状态和脉冲量等。3 .监视执行：操作监视自动监视反映变电站操作状态和设备状态的收集的数据。2 .数据处理和记录：数据处理内容是电力部门和用户内部生产调度所需的数据。(1)变电站运行参数的统计、分析和计算；(2)变电站运行参数和设备的限制报警和记录；(3)变电站内的事件记录；4 .故障记录： 10kV以上的重要配电线路距离长，故障影响大，线路故障发生时应尽快查明故障点，以缩短维修时间，尽快恢复电源，减少损失，故障记录是识别故障原因的最好方

4、法。5.事故顺序记录和事故记忆：事故顺序记录是变电站内继电保护、自动装置、断路器等事故时动作的顺序自动记录。事故记忆是指对变电站内的一些主要模拟(如线路、主变压器的电流、有功功率、总线电压等)进行事故前后连续测量记录(事故再现)。6 .控制和安全操作锁定：操作员可以通过显示器屏幕断开断路器、隔离开关和关闭。变压器子连接器曹征控制；控制电容器组的铸造、切削。此外，所有操作控制都可以是本地和远程控制、本地和远程切换互锁以及自动和手动互锁。操作锁有断路器和闭锁功能的操作系统出口(目前变电站有5个防御系统)。五种防御功能为：(1)故障预防，断路器。(2)防止负荷分割、闭合隔离开关。(3)防止带电(耦合

5、)接地线(接地刀闸)。(4)确保地线(接地刀闸)不与断路器(隔离开关)接合。(5)防止进入带电间隔。五种防御系统在切换操作中首先在防误主机上模拟预操作操作任务，防误主机根据预存储的防误锁定逻辑库和当前设备位置状态确定每个仿真操作的锁定逻辑，生成准确的模拟操作内容将实际操作程序发送到计算机密钥，操作者按照计算机密钥所示依次打开相应的代码锁定装置来操作设备。完成所有工作后，通过计算机密钥的回送，确保设备状态与现场设备状态相匹配。第二，微机继电保护功能，微机继电保护是变电站自动化系统的关键组成部分，主要包括线路保护、电源变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸。自动化系统

6、由于继电保护的特殊重要性，不得降低继电保护的可靠性、独立性。满足微机继电保护要求：1 .系统的微机继电保护是按受保护的电源设备单位(间隔)单独设置的，由相关电流互感器和电压互感器直接输入电量，保护设备的输出，直接作用于该断路器的跳闸线圈。2.保护设备具有接入站内通信网络的通信接口，并在保护动作后向变电站层的计算机设备提供报告，但继电保护功能完全不依赖通信网络。3 .为了提高整个系统的可靠性和降低成本，为了避免不必要的硬件冗馀，35kV以下更改(分配)电源可以分配给保护设备的其他一些功能，而不降低保护设备的可靠性。4.除了保护装置外，一些其他重要控制装置，例如备用电源自动投入装置、控制电容器开关

7、和变压器分配器、负载切换的无功和电压控制装置等，也不依赖通信网络，设备专用装置被放置在相应的间隔屏幕上。第三，自动控制装置功能、变电站自动化系统必须具备安全可靠的电源和确保提高电能质量的自动控制功能。因此，典型的变电站自动化系统配置了相应的自动控制装置，如备用电源自动投入控制装置、自动重合闸装置、电压、无功综合控制装置、小电流接地选线装置等。1 .冗馀电源自行投资控制：如果由于任何原因无法正常工作，冗馀电源自动输入设备必须立即自动启动冗馀电源，或者可以将电源负载切换到冗馀电源。2 .自动重合闸装置：供电系统架空线路上的“瞬时故障”被继电保护快速分离后，由于故障的瞬时性，故障点的绝缘强度自动恢复

8、。利用此功能，可以通过自动重合闸装置自动重新切断断路器，恢复电源，提高电源的可靠性。4 .小电流接地选线装置：中性点郑智薰接地系统发生单相接地时，接地保护应正确选择接地线路和接地相位，并发出警报。3 .电压，无功综合控制：变电站电压，无功综合控制是采用负荷时电压调节器变压器和总线无功补偿电容器和核反应堆的局部电压和无功补偿的自动曹征控制，确保负荷侧总线电压偏差在规定范围内，用户供电系统的功率因数符合电力部门的要求。(在智能变电站中，自动化装置发生了变化，如配置了消息存储分析装置；一般来说，小电流接地路径选择装置、小电流接地路径选择功能通过线路保护装置实现等)、4、远程和数据通信功能、变电站自动

9、化通信功能包括变电站内部自动化系统的现场级通信和自动化系统与上级调度通信两部分。1)自动化系统的现场级通信，主要解决变电站内部自动化子系统之间以及子系统和主机(监控主机)之间的数据和信息交换问题。他们的通信范围是变电站内部。对于集中组屏结构的自动化系统，实际上在变电站控制室内部；对于分层结构分散的自动化系统，其通信将扩展到仪表板和站点单位的安装位置。、2)自动化系统必须具有远程终端单元(RTU)的所有功能，并且能够将收集的模拟和交换机信息、事件顺序记录等传送到父派单中心。调度中心必须能够接收各种操作、控制、修改值等命令。第三节变电站综合自动化系统的结构，第一，根据变电站综合自动化系统设计的原则

10、，根据变电站在供电系统中的位置和功能，考虑变电站自动化系统的结构设计，必须考虑可靠性、实用、先进的原则。可靠性：是变电站自动化系统结构设计的基础，系统本身必须具有强大的抗干扰能力和自检恢复能力。系统运行时，继电保护动作仅与保护装置相关，不依赖于监控系统和其他方面。确保自动化系统的一部分故障仅影响本地功能的实现，而不影响保护子系统的正常运行。必须具有手动跳跃、闭合功能和防跳跃功能。实用性：变电站自动化系统的实用性要求自动化系统的结构和功能设计从实际应用对象出发。提高变电站自动化系统的性能比，减少投资。系统本身还必须具有结构配置的伸缩性、通用性、易用性、易于修改和删除功能。高级性质：变电站自动化系

11、统的高级性质一般基于系统的整体结构、功能水平和可靠性、实用性等综合指标。变电站自动化系统的整体结构和功能水平设计安全可靠运行稳定性经济效益等综合指标良好，为变电站的进一步自动化和人工智能应用提供了平台，满足和促进了变电站的无人值守执行。此外，必须遵守国家或部门的规定，提高系统开放性能，便于升级。第二，变电站综合自动化系统的结构，变电站自动化系统的结构可以分为：集中：分配集中组屏幕：分布式三种类型。图7-1中央变电站自动化系统结构图，1，中央变电站自动化系统，中央变电站自动化系统，一般适合小型变电站的新建或改造(目前新建变电站没有中央结构)。集中式变电站自动化系统的基本特点如下：结构简单，投资少

12、，但可靠性低。功能简单，综合性能差，通常采用双机并行运行结构，以提高稳定性。编程复杂，调试和裴珉姬管理不便。配置不灵活，根据主布线或规模，变电站单独设计软件和硬件，不利于宣传。2、分布集中组屏幕变电站自动化系统，图7-2分布集中变电站自动化系统结构图，分布集中屏幕变电站自动化系统的基本特性：按这些功能设计的分布式模块结构，软件相对简单，调试裴珉姬维修方便，灵活配置，系统整体可靠性提高、扩展和裴珉姬维修方便，一个链路故障不影响其他部分的正常运行。适用于主变电站的电路数量相对较少，一次从一个设备到数据收集机柜和控制柜等使用的信号线不长，易于设计、安装和裴珉姬管理的1035kV供电系统变电站。(目前

13、新建变电站没有分布集中型屏幕结构)，3，分布式变电站自动化系统，图73分布型变电站自动化系统结构图等各设备分别设有保护、测量和控制装置，部分设备安装在附近。减少内部二次设备和信号线，防止电缆传输中的电磁干扰，节约投资，简化裴珉姬管理，同时最小化二次设备安装空间。由于设备是徐璐独立的，因此系统中任何一个故障都只影响区域，从而提高了整个系统的可靠性，提高了系统的可扩展性和操作灵活性。(目前新建变电站采用分布式分布式分布式分布式结构，包括最新型智能变电站，分布式变电站自动化系统特性：第四节备用电源自动投入装置，1，备用电源自动投入装置的功能和类型，作用：提高两个或更多电源投入线使用的变电站中电源的可

14、靠性。操作电源和备用电源的布线方法主要分为两类。mingstandby :仅在正常工作时备用电源无法正常工作，并且工作电源出现故障时才能正常工作。黑暗备用：在正常状态下，两个电源都投入使用，进入徐璐待机状态。正常情况下，QF1关闭，QF2断开，负载由工作电源提供。如果工作电源出现故障，请使用APD操作卸下QFD，卸下故障电源，然后关闭QF2以使备用电源进入工作状态并恢复电源。图74冗馀电源线图a)为冗馀，正常情况下，QF1、QF2已关闭，q93已断开，两个电源分别为两条总线供电。如果电源A(B)出现故障，q93将关闭，其APD行为将断开QF1(QF2)，所有负载由B(A)电源供电。图74冗馀电

15、源布线图b)较暗的冗馀，1)即使由于任何原因丢失了工作电源，APD也可以快速启动并投入备用电源；(2)只有在工作中的电源已断开，并且冗馀电源电压正常的情况下，才允许使用冗馀电源。3)APD只能运行一次，以避免将备份电源重新插入永久故障环路。4)电压互感器二次回路断开连接时，APD渡边杏故障。第二，初步电源自动输入装置的基本要求，第三，冗馀电源自动输入装置的原理，第五节自动重合闸装置，提示：现在新变电站不再具有单独重合闸装置重合闸线路保护装置的功能，一，自动重合闸的功能和类型，根据工作经验，电力系统故障，特别是架空线路故障，大部分是暂时的，大部分是暂时的因此，通过使用自动重合闸装置(ARD)快速

16、恢复电源，可以大大提高电源的可靠性。自动重合闸装置有三种形式：三相一次重合闸、二次重合闸和三次重合闸(目前装置可以调节匹配次数)，二、自动重合闸装置的基本要求，一)线路正常运行时，应投入自动重合闸装置(ARD)。如果工作人员使用控制开关或远程控制设备断开断路器，则ARD不能工作。如果操作员手动关闭，并且电路永久性故障导致保护装置断开断路器，则ARD也不能工作。2)除上述情况外，如果断路器因继电保护装置或其他原因跳闸，则ARD必须工作。3) ARD可以使用控制开关位置与断路器位置不匹配的原则重新启动闭路设备。也就是说，当控制开关处于闭合位置，断路器实际处于断开位置时，ARD启动操作。第二，自动重

17、合闸装置的基本要求，4) ARD的动作次数应符合前提条件(例如，一次重合闸只能运行一次)。在没有特殊要求的情况下，架空线路仅匹配一次，由于临时故障，一般不在有线线路上使用ARD。5)ARD的运行时间限制必须大于故障点断路器，大于恢复外围介质的绝缘强度所需的时间，以及恢复断路器和操作机制原始所需的时间(通常为0.530s)。6)在ARD动作后，应能够自动返回并准备下一个动作。7)与保护设备配合使用，保护设备必须能够加速ARD之前或ARD之后的保护加速行为。，3、单电源线三相一次重合闸的工作原理，(1)从重合闸开始；(2)重合闸时间；(3)闭合脉冲；(4)手动跳闸后锁定；(5)重合闸后的加速保护跳闸回路，图7-5三相一次重合闸的工作原理方框图，1，自动重合闸前的加速保护：也称为“前加速”，图7-6重合闸前加速保护方式的构成原理图(a)网络接线图(b)时间如果故障是瞬间的，则系统匹配成功，系统重新供电。故障永久性的话，各级路线按照各自的时间限制措施再次切断故障。优点：重合闸前快速保护功能使用装置少、简单、经济、瞬间故障迅速消除，瞬间故障迅速供电。缺点：但是对于永久故障排除时间，特别是因重合闸拒绝，停电会扩大。(现在很少使用回肺加速)，2，自动回肺后保护加速：也称