第8章--配電網(wǎng)自動(dòng)化

,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),電力系統(tǒng)自動(dòng)化,*,第,8,章,配電網(wǎng)自動(dòng)化,8.1 變電站綜合自動(dòng)化,8.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化,8.3 饋線自動(dòng)化,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,1,8.1 變電站綜合自動(dòng)化,8.1.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容,8.1.2 變電站綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),8.1.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能,8.1.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2,8.1.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 的研究?jī)?nèi)容,變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。,變電站綜合自動(dòng)化的內(nèi)容包括電氣量的采集和電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,3,8.1.2 變電站綜合自動(dòng)化的 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),變電站綜合自動(dòng)化的實(shí)施方法有兩種：,一種是站內(nèi)監(jiān)控以遠(yuǎn)動(dòng),(,RTU),為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，相應(yīng)的設(shè)備也是以電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化為基礎(chǔ)，“保護(hù)”則相對(duì)獨(dú)立。,另一種是站內(nèi)監(jiān)控以保護(hù),(,微機(jī)保護(hù),),為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)，將保護(hù)與控制、測(cè)量結(jié)合在一起。,今后變電站綜合自動(dòng)化的運(yùn)行模式將從無(wú)人值班、有人值守逐步向無(wú)人值守過(guò)渡。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,4,8.1.3 變電站綜合自動(dòng)化 系統(tǒng)的功能,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在下述五個(gè)方,監(jiān)控,微機(jī)保護(hù),電壓、無(wú)功綜合控制,低頻減負(fù)荷控制,備用電源自動(dòng)投入控制,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,5,8.1.4 變電站綜合自動(dòng)化 系統(tǒng)結(jié)構(gòu),變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有以下四種：,集中式,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,6,圖,8.1,集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,7,圖,8.2,分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖,(,一,),分布式系統(tǒng)集中組屏,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,8,圖,8.3,分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu) 的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖,(,二,),電力系統(tǒng)自動(dòng)化,9,圖,8.4,分散與集中相結(jié)合的變電站 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖,分散式與集中相結(jié)合,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,10,全分散,全分散式的結(jié)構(gòu)是今后的發(fā)展方向。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,11,8.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化,8.2.1 概述,8.2.2 配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀,8.2.3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能,8.2.4 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,12,8.2.1 概述,配電網(wǎng)由配電變電站和配電線路組成。通過(guò)各種電力元件可以將配電網(wǎng)連成不同結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)分為放射式和網(wǎng)式兩大類型。,配電網(wǎng)的特點(diǎn):點(diǎn)多、面廣、分散；配電線路、開關(guān)電器和變壓器結(jié)合在一起。,配電自動(dòng)化是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，配電自動(dòng)化在人力盡量少介入的情況下完成大量的重復(fù)性的工作，盡量減少停電面積和縮短停電時(shí)間。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,13,8.2.2 配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀,國(guó)內(nèi),:,城市電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)供電方式為主；重合斷路器與自動(dòng)配電開關(guān)配合；農(nóng)網(wǎng)重合器、斷路器和分段器配合使用；跌落式分段器與斷路器配合,。,國(guó)外,:,配電自動(dòng)化從各種單項(xiàng)自動(dòng)化林立，向開放式、一體化和集成化的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,14,8.2.3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能,安全監(jiān)視功能,控制功能,保護(hù)功能,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,15,8.2.4 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,16,8.3 饋線自動(dòng)化,8.3.1 概述,8.3.2 自動(dòng)重合器,8.3.3 分段器,8.3.4 饋線智能終端設(shè)備,FTU,8.3.5,饋電線路故障隔離與自動(dòng)恢復(fù)原理,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,17,8.3.1 概述,饋線自動(dòng)化就是監(jiān)視饋線的運(yùn)行方式和負(fù)荷，當(dāng)故障發(fā)生后，及時(shí)準(zhǔn)確地確定故障區(qū)段，迅速隔離故障區(qū)段并恢復(fù)健全區(qū)段供電。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,18,8.3.2 自動(dòng)重合器,重合器是一種自具控制及保護(hù)功能的開關(guān)設(shè)備，它能按預(yù)定的開斷和重合順序自動(dòng)進(jìn)行開斷和重合操作，并在其后自動(dòng)復(fù)位或閉鎖。,重合器的動(dòng)作特性可以分為瞬動(dòng)和延時(shí)動(dòng)作特性兩種。,重合器的分類如下：,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,19,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,20,8.3.3 分段器,分段器是一種與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)配合，在失壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，分段器在預(yù)定次數(shù)的分合操作后閉鎖于分閘狀態(tài)，從而達(dá)到隔離故障線路區(qū)段的目的。若分段器未完成預(yù)定次數(shù)的分合操作，故障就被其他設(shè)備切除，其將保持在合閘狀態(tài)，并經(jīng)一段延時(shí)后恢復(fù)到預(yù)先的整定狀態(tài)，為下一次故障作好準(zhǔn)備。,分段器可分為電壓-時(shí)間型和過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型兩類。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,21,圖,8.5,典型電壓,-,時(shí)間型分段器原理圖,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,22,8.3.4 饋線智能終端設(shè)備FTU,FTU,是基于,FTU,的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的核心設(shè)備，,其功能強(qiáng)大，抗干擾能力強(qiáng)，具有,自檢和自恢復(fù)功能,，工作可靠性高。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,23,圖,8.6,一種饋線,RTU(FTU),的結(jié)構(gòu),電力系統(tǒng)自動(dòng)化,24,8.3.5 饋電線路故障隔離與 自動(dòng)恢復(fù)原理,基于重合器和分段器的故障區(qū)段隔離,重合器與電壓-時(shí)間型分段器配合:工作過(guò)程見圖8.7、圖8.9。,圖,8.7,中，,A,采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時(shí)間為,15,s,，,第二次重合時(shí)間為,5,s,。,B,、,D,和,E,采用電壓,-,時(shí)間型分段器，其,X,時(shí)限均整定為,7,s,；,C,亦采用電壓,-,時(shí)間型分段器，其,X,時(shí)限整定為,14,s,，,Y,時(shí)限整定為,5,s,。,分段器均設(shè)置在第一套功能。,圖,8.9,中，,A,代表重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時(shí)間為,15,s,，,第二次重合時(shí)間為,5,s,。,B,、,C,和,D,代表電壓,-,時(shí)間型分段器并且設(shè)置在第一套功能中，它們的,X,時(shí)限均整定為,7,s,，,Y,時(shí)限均整定為,5,s,；,E,亦代表電壓,-,時(shí)間型分段器，但設(shè)置在第二套功能中，其,X,L,時(shí)限整定為,45,s,，,Y,時(shí)限整定為,5,s,。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,25,圖,8.7,輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離的過(guò)程,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,26,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,27,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,28,圖,8.9,環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)故障區(qū)段隔離的過(guò)程,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,29,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,30,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,31,重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合:見圖8.11。,圖8.11中，,A,代表重合器，,B,和,C,代表過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器，它們的計(jì)數(shù)次數(shù)均整定為兩次。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,32,圖,8.11,重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合隔離 永久性故障區(qū)段的過(guò)程,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,33,基于,FTU,的故障區(qū)段隔離,故障區(qū)段的判斷和隔離可以采用統(tǒng)一的矩陣算法實(shí)現(xiàn)。依據(jù)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)描述矩陣,D,。,當(dāng)饋線發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)生成一個(gè)故障信息矩陣,G,，,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和故障信息矩陣的運(yùn)算，得到一個(gè)故障判斷矩陣,P,，,根據(jù)故障判斷矩陣就可準(zhǔn)確地判斷和隔離故障區(qū)段。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,34,