配電自動(dòng)化終端設(shè)備與開關(guān)設(shè)備1課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),國家電網(wǎng),中國電力科學(xué)研究院,華北電力大學(xué),*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),國家電網(wǎng),中國電力科學(xué)研究院,華北電力大學(xué),*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編

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4、text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,配電自動(dòng)化終端設(shè)備與開關(guān)設(shè)備文檔ppt,配電自動(dòng)化終端設(shè)備與開關(guān)設(shè)備文檔ppt,1,配電自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置,配電變電站和10kV開閉所是配電網(wǎng)的重要組成部分，因此配電變電站和開閉所的自動(dòng)化程度的高低，直接反映了配電自動(dòng)化的水平。,

5、配電變電站和10kV開閉所內(nèi)的自動(dòng)化和輸電網(wǎng)中變電站自動(dòng)化采用的設(shè)備類似，即要在站內(nèi)安裝微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置(RTU)。,2,配電自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置2,遠(yuǎn)動(dòng)裝置（RTU）的發(fā)展,觸點(diǎn)式遠(yuǎn)動(dòng)裝置是第一代遠(yuǎn)動(dòng)裝置，它的精度低，速度慢，可靠性差。,數(shù)字式遠(yuǎn)動(dòng)裝置的精度和速度較觸點(diǎn)式遠(yuǎn)動(dòng)裝置有了很大的提高，但它的可靠性及靈活性差，而且功能有限，難以滿足現(xiàn)代化高度集中的實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要。,微處理機(jī)具有速度快、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)，自七十年代起基于微處理機(jī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置有了迅速發(fā)展，Z80，i8086，80286，8098，MCS51等高性能微處理機(jī)廣泛地應(yīng)用于RTU中。,僅有一個(gè)含CPU的智能模塊微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置；,

6、多CPU結(jié)構(gòu)的分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置。,3,遠(yuǎn)動(dòng)裝置（RTU）的發(fā)展3,微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能,1.四遙功能,遙信遠(yuǎn)程信號(hào)。采集并傳送各種保護(hù)和開關(guān)量信息。,遙測(cè)遠(yuǎn)程測(cè)量。采集并傳送運(yùn)行參數(shù)，包括各種電氣量和負(fù)荷潮流等。,遙控遠(yuǎn)程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘，要求其正確動(dòng)作率不少于99.99%。,遙調(diào)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。接受并執(zhí)行遙調(diào)命令，主要是變壓器分接頭、投切電容器組等無功調(diào)節(jié)，正確率大于99.99%。,4,微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能4,微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能,2.事件順序記錄（SOE）,在電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，以比較高的時(shí)間精度記錄的下列一些數(shù)據(jù)發(fā)生位置變化的各斷路器的編號(hào)(包括變電站名)、變位時(shí)刻，

7、動(dòng)作保護(hù)名稱，故障參數(shù)、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻等。,事件順序記錄的一項(xiàng)重要指標(biāo)是時(shí)間分辨率。分辨率可分為RTU內(nèi)（即站內(nèi)）與RTU之間（即站間）兩種。,1)SOE的站內(nèi)分辨率，是指在同一RTU內(nèi)，順序發(fā)生一串事件后，兩事件間能夠辨認(rèn)的最小時(shí)間，在調(diào)度自動(dòng)化中，SOE的站內(nèi)分辨率一般要求小于5ms。,2)SOE的站間分辨率，是指各RTU之間順序發(fā)生一串事件后，兩事件間能夠辨認(rèn)的最小時(shí)間，SOE的站間分辨率一般要求小于10ms。,5,微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能5,3.系統(tǒng)對(duì)時(shí)RTU站間SOE分辨率是一項(xiàng)系統(tǒng)指標(biāo)，它要求各RTU的時(shí)鐘與調(diào)度中心的時(shí)鐘嚴(yán)格同步。目前，采用措施有,1)利用全球定位系統(tǒng)GPS提供的時(shí)間

8、頻率同步對(duì)時(shí)，有效地確保SOE站間分辨率指標(biāo)。,2)采用軟件對(duì)時(shí)，SC1801、CDT、DNP和Modbus等規(guī)約均提供了軟件對(duì)時(shí)手段。,4.電能采集采集變電站各條進(jìn)線和出線以及主變兩側(cè)的電度值。,6,6,5.自恢復(fù)和自檢測(cè)功能,由于RTU處于一個(gè)具有強(qiáng)大電磁干擾的工作環(huán)境中，使用中難免發(fā)生程序受干擾、或通信瞬時(shí)中斷等異常情況，甚至有時(shí)電源也會(huì)瞬時(shí)掉電。,在上述情形下，若不加特殊處理，均有可能造成RTU死機(jī)，SCADA系統(tǒng)將因此無法收到變電站信息。,要求RTU在遇到上述情形時(shí)，要能在較短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)，重新開始執(zhí)行程序。,7,7,6.和SCADA系統(tǒng)通信,RTU的六項(xiàng)基本性能,應(yīng)至少支持一種

9、通信規(guī)約；具有通信速率的選擇功能；支持光端機(jī)；支持微波；支持載波；支持無線電臺(tái)。,除此之外，還希望RTU具有下列功能,1)當(dāng)?shù)仫@示與參數(shù)整定輸入，即在RTU上安裝一個(gè)當(dāng)?shù)劓I盤和LED或液晶顯示器，使得RTU的采集量在當(dāng)?shù)鼐涂梢燥@示到顯示器上。,2)一發(fā)多收。,8,8,變電站內(nèi)的,RTU,分類,9,變電站內(nèi)的RTU分類9,集中式RTU的主要特征為單CPU、并行總線和集中組屏。,分布式RTU的主要特征為多CPU、串行總線、智能模板，既可以柜中組屏，又可以分散布置。根據(jù)結(jié)構(gòu)上的不同，分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置又可分為功能分布式和結(jié)構(gòu)分布式兩大類。,10,10,(Feeder Terminal Unit FT

10、U)；,（綜合的保護(hù)、監(jiān)控）,具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，但不能斷開短路電流。,箱式變電站內(nèi)部功能構(gòu)成,在使用時(shí)，以整定記錄故障電流開斷次數(shù)來實(shí)現(xiàn)與電源側(cè)的前級(jí)開關(guān)配合。,液壓控制式、電子控制式,a)RTU單元模塊分散地布置在開關(guān)柜等當(dāng)中，而不必單獨(dú)組屏，從而不僅節(jié)省了空間，也使二次連線大大減少。,配電變電站和10kV開閉所內(nèi)的自動(dòng)化和輸電網(wǎng)中變電站自動(dòng)化采用的設(shè)備類似，即要在站內(nèi)安裝微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置(RTU)。,遠(yuǎn)動(dòng)裝置（RTU）的發(fā)展,僅有一個(gè)含CPU的智能模塊微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置；,事件順序記錄（SOE）,TTU是連接于配電線路上的柱上配電變壓器或箱式變壓器的遠(yuǎn)方終端裝置。

11、,多CPU結(jié)構(gòu)的分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置。,13)裝置均有工作與備用電源。,可根據(jù)運(yùn)行方式設(shè)置多套保護(hù)定值。,TTU是連接于配電線路上的柱上配電變壓器或箱式變壓器的遠(yuǎn)方終端裝置。,功能分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置,功能分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置是按功能劃分各模塊,RTU,可由智能遙信模塊,(IYX),、智能遙測(cè)模塊（,IYC,）、智能電度模塊（,IPA,）、智能遙控模塊（,ISOC,）、智能遙調(diào)模塊（,ISOR,）和,CPU,模塊構(gòu)成，如下圖所示。,11,(Feeder Terminal Unit FTU)；功能,2)結(jié)構(gòu)分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置,此體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),a)RTU單元模塊分散地布置在開關(guān)柜等當(dāng)中，而不必單獨(dú)組屏

12、，從而不僅節(jié)省了空間，也使二次連線大大減少。,b)很容易將微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控功能合二為一，成為集成化的產(chǎn)品，甚至連防誤閉鎖功能也可以包含進(jìn)去。這樣非常有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化。,12,2)結(jié)構(gòu)分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置12,結(jié)構(gòu)分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置在一個(gè),35kV,配電變電站中的典型應(yīng)用如下圖所示。,13,13,3)采用智能電能表簡化微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)智能化多功能電能表,是一類功能性很強(qiáng)的智能電子設(shè)備(IED)，它不但能采集分時(shí)段有功電能和無功電能，還可以獲得電壓、電流、有功功率、無功功率以及功率因數(shù)等參數(shù)，并通過RS485接口和其它設(shè)備相連。采用此結(jié)構(gòu)如下圖所示。,14,14,微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的選擇,15,

13、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的選擇15,15,16,直流采樣和交流采用,直流采樣將采用變送器進(jìn)行的采樣稱為直流采樣。,變送器的作用是,將強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合計(jì)算機(jī)和儀表適用的弱信號(hào)；,將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)；,從瞬時(shí)信號(hào)獲得有效值；,確保輸出直流量和輸入測(cè)量量之間滿足線性關(guān)系；,實(shí)現(xiàn)輸入與輸出隔離。,缺點(diǎn)：,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受變送器穩(wěn)定性的影響,數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性受變送器響應(yīng)速度的影響,變送器的維護(hù)工作量較大,需要大量的變送器，加大投資和占地面積。,16直流采樣和交流采用缺點(diǎn)：,16,箱式變電站內(nèi)部功能構(gòu)成,在使用時(shí)，以整定記錄故障電流開斷次數(shù)來實(shí)現(xiàn)與電源側(cè)的前級(jí)開關(guān)配合。,交流采樣不經(jīng)過變送器，按一定規(guī)律直接采集交流量

14、并加以處理，計(jì)算出電壓、電流有效值以及有功、無功功率的方法就是交流采樣。,2)原理熔斷器開斷電路的過程可大致分為三個(gè)階段來描述1）弧前階段：過電流開始到熔斷件溶化2）燃弧初期階段：熔斷件溶化到產(chǎn)生電弧3）燃弧階段：持續(xù)燃弧到電弧熄滅,除此之外，還希望RTU具有下列功能,將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)；,9)自檢及自恢復(fù)功能。,要求RTU在遇到上述情形時(shí)，要能在較短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)，重新開始執(zhí)行程序。,1)當(dāng)?shù)仫@示與參數(shù)整定輸入，即在RTU上安裝一個(gè)當(dāng)?shù)劓I盤和LED或液晶顯示器，使得RTU的采集量在當(dāng)?shù)鼐涂梢燥@示到顯示器上。,多CPU結(jié)構(gòu)的分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置。,b)很容易將微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控功能合二為一，

15、成為集成化的產(chǎn)品，甚至連防誤閉鎖功能也可以包含進(jìn)去。,5)統(tǒng)計(jì)功能對(duì)測(cè)控的開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)、動(dòng)作時(shí)間及切斷電流進(jìn)行監(jiān)視。,1)利用全球定位系統(tǒng)GPS提供的時(shí)間頻率同步對(duì)時(shí)，有效地確保SOE站間分辨率指標(biāo)。,FTU與開關(guān)配合的組成框圖,在使用時(shí)，以整定記錄故障電流開斷次數(shù)來實(shí)現(xiàn)與電源側(cè)的前級(jí)開關(guān)配合。,3)采用智能電能表簡化微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)智能化多功能電能表,3)遙控裝置收到遙控命令后進(jìn)入命令校驗(yàn)，當(dāng)命令檢驗(yàn)為正確時(shí)，通過出口繼電器執(zhí)行命令(跳閘或合閘)。,(Feeder Terminal Unit FTU)；,（綜合的保護(hù)、監(jiān)控）,17,交流采樣不經(jīng)過變送器，按一定規(guī)律直接采集交流量并加以處理

16、，計(jì)算出電壓、電流有效值以及有功、無功功率的方法就是交流采樣。,實(shí)際上就是用微機(jī)取代了傳統(tǒng)的變送器，克服了變送器帶來的不良影響，精度高，靈活可靠，使用方便。,箱式變電站內(nèi)部功能構(gòu)成17交流采樣不經(jīng)過變送器，按一定規(guī)律直,17,配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端,一般分為兩類,饋線遠(yuǎn)方終端,(Feeder Terminal Unit FTU)；,配電線路上的自動(dòng)測(cè)量與控制裝置,配電變壓器遠(yuǎn)方終端,(Transformer Terminal Unit TTU)。,18,配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端18,配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端,用于現(xiàn)場(chǎng)的FTU有三種類型,1)只具有運(yùn)行參數(shù)采集功能（監(jiān)測(cè)）,采集饋線的電流、電壓、有功、無功、電量、停電時(shí)間等，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到相關(guān)變電站。,2)在采集單元的功能上加上控制（監(jiān)控）,3)將饋線的微機(jī)保護(hù)集成到監(jiān)控單元中,（綜合的保護(hù)、監(jiān)控）,19,配電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端19,FTU的功能,1)遙信有多路開關(guān)量輸入，測(cè)控開關(guān)的位置。,2)遙測(cè)按一條線路需要測(cè)量的電流、電壓進(jìn)行交流采樣，經(jīng)數(shù)字濾波及運(yùn)算后，得到要求的各運(yùn)行參數(shù)，數(shù)據(jù)保存在有備用電源的存儲(chǔ)器內(nèi)，掉電不會(huì)丟失，也可能有數(shù)條線路遙