配电自动化系统实用技术 陈彬张功林黄建业编 2015年版.pdf

配电自动化系统实用技术陈 彬 张功林 黄建业 编机 械 工 业 出 版 社本书紧密结合配电自动化生产实际，贯彻电网公司全寿命周期管理理念，共分 10 章，详细地介绍了配电自动化系统（含主站、子站、终端）的规划建设、设计选型、安装调试、系统验收、运行管理、检测试验各个环节的内容，并阐述了当下供电企业一线技术人员和管理人员所关心的配电网系统故障特征与处理技术、配电网继电保护配置原则与典型模式。本书最后以国内外配电自动化工程实例和智能配电网工程实例来介绍实际应用。本书可作为供电企业从事配电系统和配电网自动化系统运行和维护的技术人员和管理人员的培训教材，也可供从事配电网运行、调度、设计、试验等工作的技术人员参考。（责任编辑邮箱：）图书在版编目（CIP）数据配电自动化系统实用技术/陈彬，张功林，黄建业编.北京：机械工业出版社，2015.8（2018.1 重印）ISBN 978-7-111-50935-6.配.陈 张 黄.配电自动化.TM76中国版本图书馆 CIP 数据核字（2015）第 168095 号机械工业出版社（北京市百万庄大街 22 号 邮政编码 100037）策划编辑：吉 玲 责任编辑：吉 玲 崔利平 任正一版式设计：霍永明 责任校对：陈延翔封面设计：张 静 责任印制：孙 炜保定市中画美凯印刷有限公司印刷2018 年 1 月第 1 版第 2 次印刷184mm 260mm17.5 印张424 千字标准书号：ISBN 978-7-111-50935-6定价：39.80 元凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换电话服务服务咨询热线：010-88361066读者购书热线：010-68326294010-88379203封面无防伪标均为盗版网络服务机 工 官 网：机 工 官 博： 前言配电网是从电源侧（输电网和发电设施）接受电能，并通过配电设施就地或逐级分配给各类用户的电力网络。作为电力系统的末端直接与用户相连起分配电能作用的网络，配电网直接影响着电力用户所获得电能的供电可靠性、电能质量和服务水平。配电网是由配电网络（其中包括馈线、降压变压器、各类开关等配电设备）、继电保护、自动化装置、测量及计量仪表、通信设备所构成的一个配电系统。从广义上讲，配电网可包括 0.4 110kV 各电压等级的电网。目前，我国的配电自动化主要适用于中压配电网（包括 20kV、中压以及6.6kV 等级）。配电自动化（Distribution Automation）是以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对配电系统的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电系统的科学管理。实施配电自动化的目的是改善和提高供电企业对配电网的调度、运行和生产的管理水平。配电自动化的实现，不但配电网调度和相关生产运行人员可以具备有效的工具和科学的手段来管理配电网，而且在加强安全防护、减轻劳动强度、优化工作流程及数据分析应用等方面发挥积极的作用。它将有利于提高供电可靠性、提高供电质量、提高服务水平及提高企业的经济效益。利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。我国从 20 世纪 90 年代后期开始开展配电网自动化的试点建设，现在已由探索和试点阶段走向实用阶段。随着配电网建设改造和配电自动化系统建设工作的大规模开展，供电企业一线技术人员和管理人员对这方面技术需求日益提高，因此亟需出版一本全面介绍配电自动化系统实用技术的工程应用类书籍。本书共分 10 章，详细地介绍了配电自动化系统（含主站、子站、终端）的规划建设、设计选型、安装调试、系统验收、运行管理、检测试验各个环节的内容，并阐述了当下供电企业一线技术人员和管理人员所关心的配电网系统故障特征与处理技术、配网继电保护配置原则与典型模式。本书最后以国内外配电自动化工程实例和智能配电网工程实例来介绍实际应用。本书由国网福建省电力有限公司电力科学研究院陈彬高工主编并负责全书内容的修改、审定工作，张功林工程师执笔第 4 章、第 9 章、第 10 章和第 7 章部分内容，黄建业工程师执笔第 2 章、第 8 章和第 7 章部分内容，其他章节由陈彬高工执笔。感谢福州大学电气工程与自动化学院硕士研究生高源、章德华认真细致地完成了书稿的部分插图绘制和文字编校工作。作者还对书中所列参考文献的作者表示感谢。限于作者水平，书中不妥和错误之处在所难免，诚望读者批评指正。编 者 目录前言第 1 章 绪论1 1.1 配电自动化的概念与系统构成1 1.1.1 配电自动化的概念1 1.1.2 配电自动化系统的构成5 1.2 配电自动化的现状与发展9 1.2.1 国外配电自动化的现状与发展9 1.2.2 国内配电自动化的现状与发展14 1.3 配电自动化系统的实现方式15 1.3.1 简易型16 1.3.2 实用型17 1.3.3 标准型17 1.3.4 集成型18 1.3.5 智能型19第 2 章 配电自动化系统规划建设21 2.1 建设原则21 2.1.1 总体原则21 2.1.2 配电主站建设原则22 2.1.3 配电子站建设原则23 2.1.4 配电终端建设原则24 2.1.5 信息交互建设原则25 2.1.6 安全防护建设原则25 2.1.7 馈线自动化建设原则26 2.2 实施条件26 2.2.1 对配电设备的要求26 2.2.2 对配电网络的要求26 2.2.3 对通信通道的要求27 2.3 规划要求、步骤与内容29 2.3.1 规划总体要求29 2.3.2 规划实施步骤29 2.3.3 面向配电自动化的配网现状分析内容31 2.3.4 面向配电自动化的配电网架与设备优化规划内容32 2.3.5 配电自动化系统各组成部分规划内容33 2.3.6 投资估算与效益分析内容35第 3 章 配电自动化系统设计选型38 3.1 一次设备的特性与选型38 3.1.1 断路器38 3.1.2 隔离开关44 3.1.3 负荷开关46 3.1.4 熔断器51 3.1.5 电流互感器55 3.1.6 电压互感器59 3.2 配电自动化主站62 3.2.1 架构设计62 3.2.2 功能要求63 3.2.3 软硬件配置80 3.2.4 技术要求82 3.3 配电子站83 3.3.1 架构设计83 3.3.2 功能要求84 3.3.3 软硬件配置84 3.3.4 技术要求84 3.4 配电终端85 3.4.1 构成设计85 3.4.2 基本要求86 3.4.3 馈线终端87 3.4.4 站所终端91 3.4.5 技术要求91 3.5 故障指示器92 3.5.1 构成设计93 3.5.2 基本要求95 3.5.3 技术要求95 3.6 用户分界开关100 3.6.1 构成设计100 3.6.2 基本要求101 3.6.3 技术要求101 3.7 信息交互103 3.7.1 架构设计103 3.7.2 与配电生产管理系统的交互104 3.7.3 与调度自动化系统的交互105 3.7.4 与营销相关应用系统的交互105目 录 3.7.5 技术要求105 3.8 安全防护107 3.8.1 架构设计107 3.8.2 子站终端要求109 3.8.3 纵向通信要求109 3.8.4 主站要求110 3.8.5 横向边界要求110 3.9 通信系统111 3.9.1 架构设计111 3.9.2 骨干层通信112 3.9.3 接入层通信113 3.9.4 技术要求120 3.9.5 通信网络管理系统121 3.10 馈线自动化123 3.10.1 馈线自动化对网架和设备的要求124 3.10.2 馈线自动化模式125 3.10.3 技术要求130第 4 章 配电自动化系统安装调试131 4.1 主站安装131 4.1.1 作业前准备131 4.1.2 作业过程与内容132 4.2 主站调试134 4.2.1 作业前准备134 4.2.2 作业过程与内容135 4.3 终端安装135 4.3.1 作业前准备135 4.3.2 作业过程与内容136 4.4 终端调试138 4.4.1 作业前准备138 4.4.2 作业过程与内容138 4.5 系统联调139 4.5.1 作业前准备139 4.5.2 作业过程与内容141第 5 章 配电自动化系统验收144 5.1 验收的形式与原则144 5.1.1 验收形式144 5.1.2 验收原则145 5.2 工厂验收145 5.2.1 验收条件145 5.2.2 验收内容146 5.2.3 验收流程148 5.2.4 评价标准149 5.2.5 质量文件149 5.3 现场验收150 5.3.1 验收条件150 5.3.2 验收内容150 5.3.3 验收流程151 5.3.4 评价标准151 5.3.5 质量文件152 5.4 实用化验收153 5.4.1 验收条件153 5.4.2 验收内容153 5.4.3 验收流程154 5.4.4 评价标准154 5.4.5 质量文件154第 6 章 配电自动化系统运行维护管理156 6.1 总体要求156 6.2 管理职责156 6.3 运行管理157 6.3.1 制度与人员要求157 6.3.2 运行维护要求157 6.3.3 缺陷管理158 6.3.4 检修管理159 6.3.5 投运和退役管理160 6.3.6 软件管理160 6.4 检验管理160 6.5 技术管理161 6.6 通信通道管理161 6.7 运行考核考评管理162第 7 章 配电自动化系统检测164 7.1 检测对象与种类164 7.2 主站检测164 7.2.1 测试环境164 7.2.2 软硬件配置165 7.2.3 测试项目与方法166 7.3 配电自动化终端检测172 7.3.1 测试环境172 7.3.2 软硬件配置173 7.3.3 实验室测试项目与方法174 7.3.4 现场检验项目与方法184 7.4 系统检测185 7.4.1 测试环境185 7.4.2 软硬件配置187配电自动化系统实用技术 7.4.3 测试项目与方法188 7.5 物理仿真检测190 7.5.1 测试环境191 7.5.2 软硬件配置191 7.5.3 测试项目与方法192第 8 章 配电系统故障特征与处理技术198 8.1 配电系统中性点接地方式198 8.1.1 中压配电网中性点接地方式198 8.1.2 低压配电网中性点接地方式201 8.2 短路故障203 8.2.1 短路故障特征分析203 8.2.2 短路故障定位算法205 8.2.3 非故障区段供电恢复208 8.2.4 紧急状态下大面积断电快速恢复210 8.3 单相接地故障211 8.3.1 单相接地故障特征211 8.3.2 单相接地故障选线算法219第 9 章 配网继电保护配置原则与典型模式224 9.1 配电网继电保护配置原则及其整定方法224 9.1.1 配电网继电保护配置原则224 9.1.2 配电网继电保护整定方法224 9.2 配电网继电保护典型模式介绍229 9.3 配电网继电保护典型模式保护原理及其配置方式231 9.3.1 基于断路器和分界开关的两级电流保护方式231 9.3.2 基于断路器和分界开关的三级电流保护方式233 9.3.3 基于集中监控的馈线自动化保护方式234 9.3.4 基于开关重合模式的馈线自动化保护方式235 9.3.5 基于智能分布式终端的快速保护方式238 9.3.6 基于差动保护的快速保护方式239第 10 章 实例分析240 10.1 国内 A 市实用型配电自动化工程240 10.1.1 区域概况240 10.1.2 网架建设240 10.1.3 设备改造241 10.1.4 主站建设242 10.1.5 配电自动化终端建设245 10.1.6 通信系统建设245 10.2 国内 B 市集中型配电自动化工程246 10.2.1 区域概况246 10.2.2 网架建设247 10