配电网自动化.ppt

1 2 我国规定：输我国规定：输(送送)电电压为电电压为110 kV及以下为配电网。及以下为配电网。我国配电电网按电压等级分为三类：我国配电电网按电压等级分为三类：高压配电电网高压配电电网(35 kV110 kV)；中压配电电网中压配电电网(10 kV)；低压配电电网低压配电电网(380/220 V)。一、一、配电网的构成配电网的构成 3 配电网的构成配电网的构成 由由配电变电站配电变电站和和配电线路配电线路组成。组成。对于不具备变电功能而只具有配电功能的配电装置称为开关站。对于不具备变电功能而只具有配电功能的配电装置称为开关站。开关站开关站 高压配电高压配电变电站变电站 低压配电低压配电 变电站变电站 4 二、二、配电自动化的概念配电自动化的概念 1、配电管理系统的概念（、配电管理系统的概念（DMS）（Distribution Management System）通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统。系统，称为配电管理系统。5 2、配电管理系统的组成、配电管理系统的组成 6 配电配电SCADA的基本组织模式的基本组织模式 配电网的配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制等功能。进行数据处理以及对配电网进行监视和控制等功能。7 第二节第二节 馈线自动化（馈线自动化（FA-Feeder Automation）馈线自动化指配电线路的自动化。馈线自动化指配电线路的自动化。馈线自动化的主要任务：馈线自动化的主要任务：(1)正常情况下，馈线自动化实时监视馈线分段开关与联络开关正常情况下，馈线自动化实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸的状态和馈线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸和分闸操作；和分闸操作；(2)故障时，获得故障记录，并能自动判别和隔离馈线故障区段，故障时，获得故障记录，并能自动判别和隔离馈线故障区段，迅速对非故障区域恢复供电。迅速对非故障区域恢复供电。8 二、馈线自动化的实现方式二、馈线自动化的实现方式 馈线自动化方案可分为就地控制和远方控制两种类型。馈线自动化方案可分为就地控制和远方控制两种类型。就地控制依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性就地控制依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔离故障和隔离永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔离和恢复供电；和恢复供电；远方控制是由远方控制是由FTU采集到故障前后的各种信息并传送至控制中心，由采集到故障前后的各种信息并传送至控制中心，由分析软件分析后确定故障区域和最佳供电恢复方案，最后以遥控方分析软件分析后确定故障区域和最佳供电恢复方案，最后以遥控方式隔离故障区域，恢复正常区域供电。式隔离故障区域，恢复正常区域供电。9 三、馈线自动化常用设备三、馈线自动化常用设备（一）自动重合器（一）自动重合器 重合器重合器(reclose)是一种自具控制及保护功能的开是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。重合操作，并在其后自动复位或闭锁。所谓自具（所谓自具（Self Contained），即本身具有故障），即本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信。10 1、重合器的功能、重合器的功能 当事故发生后当事故发生后，如果重合器经历了超过设定值的如果重合器经历了超过设定值的故障电流故障电流，则重合器跳闸则重合器跳闸，并按预先整定的动作顺序并按预先整定的动作顺序作若干次合作若干次合、分的循环操作分的循环操作，若重合成功则自动终止若重合成功则自动终止后续动作后续动作，并经一段延时后恢复到预先的整定状态并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障作好准备为下一次故障作好准备。若重合失败则闭锁在分闸状态若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通过手动复只有通过手动复位才能解除闭锁位才能解除闭锁。11 2、重合器与断路器的区别：、重合器与断路器的区别：（1）重合器的作用强调开断、重合操作顺序、复位和闭锁，以识别故障）重合器的作用强调开断、重合操作顺序、复位和闭锁，以识别故障所在地，而断路器的作用仅强调开断、关合；所在地，而断路器的作用仅强调开断、关合；（2）重合器是自我控制设备，本身具有过电流检测、操作顺序选择、开）重合器是自我控制设备，本身具有过电流检测、操作顺序选择、开断和重合特性的调整等功能，其操作电源直接取自高压线路，无需附断和重合特性的调整等功能，其操作电源直接取自高压线路，无需附加装置，这些功能在设计上是统一考虑的，而断路器与其控制系统在加装置，这些功能在设计上是统一考虑的，而断路器与其控制系统在设计上是分别考虑的，其操作电源也另外提供；设计上是分别考虑的，其操作电源也另外提供；（3）二者开断特性也不同。）二者开断特性也不同。一般重合器的动作特性可以分为瞬动特性和延时动作特性两种。一般重合器的动作特性可以分为瞬动特性和延时动作特性两种。通常重合器的动作特性可整定为通常重合器的动作特性可整定为“一快二慢一快二慢”、“二快二慢二快二慢”和和“一一快三慢快三慢”等。等。12 3、在配电网中应用重合器具有下述优点：、在配电网中应用重合器具有下述优点：(1)节省变电站的综合投资。节省变电站的综合投资。重合器装设在变电所的构架和线路杆塔上，无需附加控制和操纵装置，故操重合器装设在变电所的构架和线路杆塔上，无需附加控制和操纵装置，故操作电源、继电保护屏、配电间皆可省去，因此，基建面积可大大缩小，土建作电源、继电保护屏、配电间皆可省去，因此，基建面积可大大缩小，土建费用可大幅度降低。费用可大幅度降低。(2)提高重合闸的成功率。提高重合闸的成功率。(3)缩小停电范围。缩小停电范围。重合器与分段器、熔断器配合使用，可以有效地隔离发生故障的线路，缩小重合器与分段器、熔断器配合使用，可以有效地隔离发生故障的线路，缩小停电范围。停电范围。(4)提高操作自动化程度。提高操作自动化程度。重合器可按预先整定的程序自动操作，而且配有远动附件，可接收遥控信号，重合器可按预先整定的程序自动操作，而且配有远动附件，可接收遥控信号，适于变电所集中控制和远方控制，提高了变电所自动化程度。适于变电所集中控制和远方控制，提高了变电所自动化程度。(5)维修工作量小。维修工作量小。重合器多采用重合器多采用SF6和真空作介质，在其使用期间，一般不需保养和检修和真空作介质，在其使用期间，一般不需保养和检修。13 4、重合器的分类重合器的分类（1）按绝缘介质和灭弧介质分）按绝缘介质和灭弧介质分 油重合器、真空重合器和油重合器、真空重合器和SF6重合器；重合器；（2）按控制装置分）按控制装置分 电子控制电子控制(分立元件控制电路、集成电路控制电路、微分立元件控制电路、集成电路控制电路、微处理机控制电路处理机控制电路)、液压控制和电子液压混合控制三种；、液压控制和电子液压混合控制三种；（3）按相数分：单相、三相；）按相数分：单相、三相；（4）按安装方式分：柱上、地面和地下。）按安装方式分：柱上、地面和地下。14（二）分段器（二）分段器 1、分段器的功能、分段器的功能 分段器分段器(sectionalizer)是配电网中用来隔离线路区是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备。段的自动开关设备。分段器与电源侧前级开关（例重合器或断路器或熔断器）分段器与电源侧前级开关（例重合器或断路器或熔断器）相配合，在相配合，在失压或无电流失压或无电流的情况下的情况下自动分闸自动分闸的开关设备。的开关设备。分段器可开断负荷电流、关合短路电流，但不能开断短分段器可开断负荷电流、关合短路电流，但不能开断短路电流，因此不能单独作为主保护开关使用。路电流，因此不能单独作为主保护开关使用。15 2、分段器的类型、分段器的类型 （1）电压电压-时间型分段器时间型分段器 电压电压-时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。两种功能：两种功能：第一种是在正常运行时第一种是在正常运行时闭合闭合的分段开关；的分段开关；第二种是正常运行时第二种是正常运行时断开断开的分段开关。的分段开关。16 电压电压-时间型分段器有两个重要参数需要整定：时间型分段器有两个重要参数需要整定：其一为其一为X时限，它是指从分段器电源侧加压至该分段器时限，它是指从分段器电源侧加压至该分段器合闸的时延；合闸的时延；另一个参数为另一个参数为Y时限，它又称为故障检测时间时限，它又称为故障检测时间。Y时限作用：时限作用：如果在如果在Y时间内一直可检测到电压，则时间内一直可检测到电压，则Y时间之后时间之后发生失压，分段器不闭锁，当重新来电时还会合闸发生失压，分段器不闭锁，当重新来电时还会合闸（经（经X时限）；时限）；如果在如果在Y时间内检测不到电压，则分段器将发生分时间内检测不到电压，则分段器将发生分闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。闸闭锁，即断开后来电也不再闭合。17 四、就地控制的馈线自动化四、就地控制的馈线自动化（一（一）辐射状网的故障隔离）辐射状网的故障隔离 A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次，第二次重合时间为重合时间为5s。B、D采用电压采用电压-时间型分段器，其时间型分段器，其X时限均整定为时限均整定为7s；C和和E亦采用电压亦采用电压-时间型分段器，其时间型分段器，其X时限整定为时限整定为14s，所有分段器的所有分段器的Y时限整定为时限整定为5s。分段器都是常闭开关，均设置在第一套功能。分段器都是常闭开关，均设置在第一套功能。18 在在c区段发生永久性故障后，重合器区段发生永久性故障后，重合器A跳闸，导致线路失压，跳闸，导致线路失压，造成分段器造成分段器B、C、D和和E均分闸；均分闸；事故跳闸事故跳闸15s后，重合器后，重合器A第一次重合；第一次重合；又经过又经过7s的的X时限后，分段器时限后，分段器B自动合闸，将电供至自动合闸，将电供至b区段；区段；19 又经过又经过7s的的X时限后，分段器时限后，分段器D自动合闸，将电供至自动合闸，将电供至d区段区段；分段器分段器B合闸后，经过合闸后，经过14s的的X时限后，时限后，分段器分段器C自动合闸自动合闸，由，由于于c段存在永久性故障，再次导致段存在永久性故障，再次导致重合器重合器A跳闸跳闸，从而线路失，从而线路失压，造成分段器压，造成分段器B、C、D和和E均分闸，均分闸，由于分段器由于分段器C合闸后未达到合闸后未达到Y时限时限(5s)就又失压，该分段器将就又失压，该分段器将被闭锁；被闭锁；20 重合器重合器A再次跳闸后，又经过再次跳闸后，又经过5s进行第二次重合，进行第二次重合，分段器分段器B、D和和E依次自动合闸，依次自动合闸，而分段器而分段器C因闭锁保持分闸状态，从而隔离了故障区因闭锁保持分闸状态，从而隔离了故障区段，恢复了健全区段供电。段，恢复了健全区段供电。21 图图8.7中各开关的动作时序图中各开关的动作时序图 22 配电网自动化系统远方终端有：配电网自动化系统远方终端有：馈线远方终端（包括馈线远方终端（包括FTU,Feeder Terminal Unit）是一种具有数据采集和通信功能的柱上开关控制器。是一种具有数据采集和通信功能的柱上开关控制器。配电变压器远方终端（配电变压器远方终端（TTU，Transformer Terminal U