配電自動(dòng)化系統(tǒng)-chapter34

1、第第3 3章章 開閉所和配電變電所內(nèi)自動(dòng)化開閉所和配電變電所內(nèi)自動(dòng)化（變電站綜合自動(dòng)化）（變電站綜合自動(dòng)化）l配電變電站、配電變電站、1010kVkV開閉所是配電網(wǎng)的重要組開閉所是配電網(wǎng)的重要組成部分，其自動(dòng)化程度高低直接反映了配電成部分，其自動(dòng)化程度高低直接反映了配電自動(dòng)化的水平。自動(dòng)化的水平。l變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)：電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)與控制綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。將電力系統(tǒng)保護(hù)、與控制綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。將電力系統(tǒng)保護(hù)、控制、監(jiān)視、測(cè)量、故障分析等功能集合在控制、監(jiān)視、測(cè)量、故障分析等功能集合在一起。一起。l目標(biāo)：目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)優(yōu)化控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)優(yōu)

2、化控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、智能決策。智能決策。3.1 3.1 遠(yuǎn)動(dòng)裝置遠(yuǎn)動(dòng)裝置( (RTU)RTU)的發(fā)展的發(fā)展l遠(yuǎn)方終端裝置遠(yuǎn)方終端裝置( (Remote Terminal Unit,Remote Terminal Unit,RTU)RTU)： SCADASCADA系統(tǒng)在變電站中的終端設(shè)備，它由微處理機(jī)和系統(tǒng)在變電站中的終端設(shè)備，它由微處理機(jī)和接口電路組成。接口電路組成。l早期的早期的RTURTU為有觸點(diǎn)裝置，功能弱，精度低，可靠性為有觸點(diǎn)裝置，功能弱，精度低，可靠性差。差。l7070年代起搞單年代起搞單CPUCPU結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的RTURTU裝置，為集中式結(jié)構(gòu)。裝置，為集中式結(jié)構(gòu)。l隨著調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)

3、展，尤其是變電站自動(dòng)化的發(fā)展，隨著調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展，尤其是變電站自動(dòng)化的發(fā)展，多多CPUCPU結(jié)構(gòu)的分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置成為發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)的分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置成為發(fā)展趨勢(shì)。l多多CPUCPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：每個(gè)每個(gè)CPUCPU分別完成一定的任務(wù)，提高分別完成一定的任務(wù)，提高了了速速度、可靠性度、可靠性，同時(shí)廣泛采用交流采樣技術(shù)。同時(shí)廣泛采用交流采樣技術(shù)。 3.2 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的基本功能lRTURTU的基本功能：的基本功能：遙測(cè)（遙測(cè)（YCYC）、）、遙信遙信（YXYX）、）、遙調(diào)（遙調(diào)（YTYT）、）、遙控（遙控（YKYK）。lRTURTU的輔助功能：的輔助功能：屏幕顯示、參數(shù)整

4、定輸屏幕顯示、參數(shù)整定輸入、打印制表、信息轉(zhuǎn)發(fā)功能、裝置內(nèi)入、打印制表、信息轉(zhuǎn)發(fā)功能、裝置內(nèi)部功能、數(shù)據(jù)保存功能、事件順序記錄部功能、數(shù)據(jù)保存功能、事件順序記錄功能。功能。1. “1. “四遙四遙”功能功能1 1）遙信遙信( (YX)YX)：測(cè)量開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、設(shè)測(cè)量開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，調(diào)壓變壓器分接頭位置。一般備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，調(diào)壓變壓器分接頭位置。一般用無源接點(diǎn)，有變位時(shí)立即上傳。用無源接點(diǎn)，有變位時(shí)立即上傳。2 2）遙測(cè)遙測(cè)( (YC)YC)：對(duì)變壓器的對(duì)變壓器的P P、Q Q，線路線路P P、I I，母線母線U U，溫度、壓力、流量、溫度、壓力、流量、f f

5、、主變油溫等所有其他模擬主變油溫等所有其他模擬信號(hào)的采集，并將采集信號(hào)上傳。信號(hào)的采集，并將采集信號(hào)上傳。3 3）遙控遙控( (YK)YK)：遠(yuǎn)方控制斷路器分、合，電容器、遠(yuǎn)方控制斷路器分、合，電容器、電抗器的投切等。一般也用無源接點(diǎn)，要求動(dòng)作電抗器的投切等。一般也用無源接點(diǎn)，要求動(dòng)作準(zhǔn)確率大于準(zhǔn)確率大于99.99%99.99%。4 4）遙調(diào)遙調(diào)( (YT)YT)：用于有載變壓器分抽頭的升降調(diào)節(jié)用于有載變壓器分抽頭的升降調(diào)節(jié)等，也采用無源接點(diǎn)，要求準(zhǔn)確率大于等，也采用無源接點(diǎn)，要求準(zhǔn)確率大于99.99%99.99%。2. 2. 事件順序記錄事件順序記錄( (SOE,Sequence of ev

6、ents)SOE,Sequence of events)lSOESOE：自動(dòng)記錄事件狀態(tài)變化的時(shí)間。自動(dòng)記錄事件狀態(tài)變化的時(shí)間。 對(duì)事故時(shí)各種開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置對(duì)事故時(shí)各種開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置 的狀態(tài)變化信號(hào)按時(shí)間順序排隊(duì)。的狀態(tài)變化信號(hào)按時(shí)間順序排隊(duì)。l作用：作用：事故后分析事故。事故后分析事故。l輸入信號(hào)：輸入信號(hào)：取繼電器動(dòng)作出口信號(hào)（不取信號(hào)繼取繼電器動(dòng)作出口信號(hào)（不取信號(hào)繼電器接點(diǎn)）、斷路器輔助接點(diǎn)（受分散性、不同電器接點(diǎn)）、斷路器輔助接點(diǎn)（受分散性、不同步影響步影響) )。SOESOE分辨率分辨率l事件分辨率要求達(dá)到毫秒級(jí)。事件分辨率要求達(dá)到毫秒級(jí)。lSOESOE站內(nèi)分辨

7、率：站內(nèi)分辨率：RTURTU內(nèi)內(nèi)( (站內(nèi)站內(nèi)) )順序發(fā)生一串事順序發(fā)生一串事件后，兩事件間能辨認(rèn)的最小時(shí)間，要求件后，兩事件間能辨認(rèn)的最小時(shí)間，要求55msms。lSOESOE站間分辨率：站間分辨率：各各RTURTU間間( (站間站間) )順序發(fā)生一串順序發(fā)生一串事件后，兩事件間能辨認(rèn)的最小時(shí)間，要求事件后，兩事件間能辨認(rèn)的最小時(shí)間，要求1020ms。l遙控：遙控：1個(gè)對(duì)象的分合閘控制，可遠(yuǎn)動(dòng)或上位機(jī)個(gè)對(duì)象的分合閘控制，可遠(yuǎn)動(dòng)或上位機(jī)遙控，亦可在裝置上手控遙控，亦可在裝置上手控。 分布式分布式RTURTU裝置構(gòu)成的變電站監(jiān)控系統(tǒng)裝置構(gòu)成的變電站監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線CRT工控機(jī)工控機(jī)打

8、印機(jī)打印機(jī)MCURTURTURTU分布式分布式監(jiān)控裝置監(jiān)控裝置上位機(jī)系統(tǒng)上位機(jī)系統(tǒng)主控單元主控單元微機(jī)保護(hù)微機(jī)保護(hù)遠(yuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)分布式分布式RTURTU構(gòu)成的變電站監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)構(gòu)成的變電站監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)lRTURTU裝置：裝置：用于進(jìn)線、饋線、母線、電抗器，母用于進(jìn)線、饋線、母線、電抗器，母聯(lián)等設(shè)備的監(jiān)控。聯(lián)等設(shè)備的監(jiān)控。l主控單元（主控單元（MCUMCU）功能：功能：將系統(tǒng)組態(tài)信息發(fā)至各將系統(tǒng)組態(tài)信息發(fā)至各RTURTU裝置；裝置；不間斷地接收每個(gè)不間斷地接收每個(gè)RTURTU的各種現(xiàn)場(chǎng)信息，再把這的各種現(xiàn)場(chǎng)信息，再把這些信息送至上位機(jī)和調(diào)度；些信息送至上位機(jī)和調(diào)度；接收上位機(jī)或調(diào)度下達(dá)的命

9、令并轉(zhuǎn)發(fā)給接收上位機(jī)或調(diào)度下達(dá)的命令并轉(zhuǎn)發(fā)給RTURTU；完成對(duì)變電站設(shè)備的各種控制與調(diào)節(jié)；完成對(duì)變電站設(shè)備的各種控制與調(diào)節(jié)；與其他智能設(shè)備（如微機(jī)保護(hù)）進(jìn)行串行通訊。與其他智能設(shè)備（如微機(jī)保護(hù)）進(jìn)行串行通訊。 結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)分布式RTURTU構(gòu)成的變電站綜合自動(dòng)化構(gòu)成的變電站綜合自動(dòng)化3) 3) 采用智能電能表簡(jiǎn)化采用智能電能表簡(jiǎn)化RTURTU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)l智能電能表功能：智能電能表功能：分時(shí)段采集分時(shí)段采集WP、WQ，并可采并可采集集U、I、P、Q、cos 等參數(shù)。等參數(shù)。l智能電能表通過智能電能表通過RS485與外聯(lián)系，可省去與外聯(lián)系，可省去RTU中中遙測(cè)部分，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。遙測(cè)部分，簡(jiǎn)化結(jié)

10、構(gòu)。l隨著智能化多功能電能表的成熟，在配網(wǎng)自動(dòng)化隨著智能化多功能電能表的成熟，在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用增多。中的應(yīng)用增多。l變電所出線多時(shí)，遙測(cè)刷新變慢，在配電自動(dòng)化變電所出線多時(shí)，遙測(cè)刷新變慢，在配電自動(dòng)化中應(yīng)用有爭(zhēng)議。中應(yīng)用有爭(zhēng)議。 采用智能電能表的變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用智能電能表的變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能遙信遙控模塊Modem智能電能表CPU模塊智能遙信遙控模塊智能遙信遙控模塊智能電能表智能電能表RS-4853. 3. 直流采樣和交流采樣直流采樣和交流采樣l直流采樣：直流采樣：直接對(duì)變送器直流輸出（直流電壓或電直接對(duì)變送器直流輸出（直流電壓或電流）進(jìn)行采樣。流）進(jìn)行采樣。l特點(diǎn)：特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，但數(shù)據(jù)穩(wěn)定

11、性、實(shí)時(shí)性差，變送器故簡(jiǎn)單，但數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性差，變送器故障幾率較高、維護(hù)工作量較大；造價(jià)大。障幾率較高、維護(hù)工作量較大；造價(jià)大。l交流采樣：交流采樣：直接采樣直接采樣各相電流電壓，各相電流電壓，根據(jù)算法實(shí)時(shí)根據(jù)算法實(shí)時(shí)計(jì)算電流電壓等量。計(jì)算電流電壓等量。l交流采樣算法：交流采樣算法：算法種類多，保護(hù)一般用傅里葉算算法種類多，保護(hù)一般用傅里葉算法；測(cè)量一般用均方根算法，例如法；測(cè)量一般用均方根算法，例如I、U有效值：有效值：NkkINI12)(1NkkUNU12)(1I(k)、U(k)為為k時(shí)刻電流、電壓采樣值。時(shí)刻電流、電壓采樣值。交流采樣方式交流采樣方式l1）單一通道采樣方式單一通道采樣

12、方式l異步采樣異步采樣：也稱定時(shí)采樣，采樣間隔周期固定不：也稱定時(shí)采樣，采樣間隔周期固定不變，系統(tǒng)基頻變化時(shí)精度不高。變，系統(tǒng)基頻變化時(shí)精度不高。l同步采樣同步采樣：采樣周期跟蹤系統(tǒng)基頻而變化，保持：采樣周期跟蹤系統(tǒng)基頻而變化，保持fs/f1=N為不變整數(shù)。為不變整數(shù)。l2）多通道采樣方式多通道采樣方式l同時(shí)采樣同時(shí)采樣：同時(shí)：同時(shí)A/D轉(zhuǎn)換、依次轉(zhuǎn)換、依次A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。l順序采樣順序采樣：用于同時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。：用于同時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。l3）分組同時(shí)采樣分組同時(shí)采樣l所有輸入通道分若干組，組內(nèi)各通道同時(shí)采樣，所有輸入通道分若干組，組內(nèi)各通道同時(shí)采樣，組間加延時(shí)。組間加延時(shí)。采樣保持

13、器1A/D轉(zhuǎn)換器1采樣保持器2A/D轉(zhuǎn)換器2采樣保持器nA/D轉(zhuǎn)換器n數(shù)據(jù)總線通道1通道n通道2采樣保持器1A/D轉(zhuǎn)換器采樣保持器2采樣保持器n數(shù)據(jù)總線通道1通道n通道2多路轉(zhuǎn)換器同時(shí)采樣，同時(shí)同時(shí)采樣，同時(shí)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 同時(shí)采樣，依次同時(shí)采樣，依次A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn) 換 器多路轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)總線通 道 1通 道 n通 道 2采樣保持器順序采樣順序采樣,依次依次A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)l本節(jié)介紹的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，與由本節(jié)介紹的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，與由RTURTU構(gòu)構(gòu)成的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)類同，但意義上更成的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)類同，但意義上更嚴(yán)

14、格。嚴(yán)格。l組屏組屏：利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)等組成自動(dòng)化系統(tǒng)，代：利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)等組成自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)測(cè)量和監(jiān)視儀表、常規(guī)控制屏、中央信替常規(guī)測(cè)量和監(jiān)視儀表、常規(guī)控制屏、中央信號(hào)處理系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏。號(hào)處理系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏。l繼電保護(hù)繼電保護(hù)：用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)繼電保護(hù)屏，：用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)保護(hù)不能與外界通信缺陷。改變常規(guī)保護(hù)不能與外界通信缺陷。1. 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能l保護(hù)功能保護(hù)功能：包括各種常規(guī)保護(hù)設(shè)備所能完成的各種：包括各種常規(guī)保護(hù)設(shè)備所能完成的各種功能，如距離、變壓器、母線、發(fā)動(dòng)機(jī)、電容器、功能，如距離、變壓器、母線、發(fā)動(dòng)機(jī)、電容器、電抗器的主

15、保護(hù)、后備保護(hù)。電抗器的主保護(hù)、后備保護(hù)。l控制功能控制功能：近距離控制：近距離控制(就地就地)、遠(yuǎn)距離控制、遠(yuǎn)距離控制(遙控遙控)。l診斷和監(jiān)視功能診斷和監(jiān)視功能：自檢、自診斷，主設(shè)備監(jiān)視，斷：自檢、自診斷，主設(shè)備監(jiān)視，斷路器動(dòng)作次數(shù)、故障電流大小等。路器動(dòng)作次數(shù)、故障電流大小等。l正常及故障時(shí)各種波形記錄功能正常及故障時(shí)各種波形記錄功能：電網(wǎng)正常及故障：電網(wǎng)正常及故障時(shí)各種參數(shù)波形記錄。時(shí)各種參數(shù)波形記錄。l相位和頻率的測(cè)量功能相位和頻率的測(cè)量功能：完成對(duì)模擬信號(hào)的相位及：完成對(duì)模擬信號(hào)的相位及頻率計(jì)算。頻率計(jì)算。2. 2. 變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性l提高供電質(zhì)量，

16、提高電壓合格率提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率（有載調(diào)壓、無功補(bǔ)（有載調(diào)壓、無功補(bǔ)償，無功潮流合理，降低網(wǎng)損，節(jié)約電能損耗）。償，無功潮流合理，降低網(wǎng)損，節(jié)約電能損耗）。l提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平（微機(jī)保護(hù)、故障（微機(jī)保護(hù)、故障自診斷功能）。自診斷功能）。l提高電力系統(tǒng)運(yùn)行、管理水平提高電力系統(tǒng)運(yùn)行、管理水平（監(jiān)視、測(cè)量、記錄、（監(jiān)視、測(cè)量、記錄、抄表等由計(jì)算機(jī)完成，提高測(cè)量精度，無人為干預(yù)）。抄表等由計(jì)算機(jī)完成，提高測(cè)量精度，無人為干預(yù)）。l與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信（檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)送往調(diào)度中心，（檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)送往調(diào)度中心，調(diào)度員及時(shí)掌握各變電站運(yùn)行情

17、況，并進(jìn)行必要調(diào)節(jié)調(diào)度員及時(shí)掌握各變電站運(yùn)行情況，并進(jìn)行必要調(diào)節(jié)和控制）。和控制）。l記錄查詢記錄查詢（各種操作的時(shí)間順序記錄，提高運(yùn)行管理（各種操作的時(shí)間順序記錄，提高運(yùn)行管理水平）。水平）。3. 3. 變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀l集中式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)：早期采用，由：早期采用，由13臺(tái)微機(jī)完成全變電臺(tái)微機(jī)完成全變電站的保護(hù)、監(jiān)控。站的保護(hù)、監(jiān)控。l分布分散式結(jié)構(gòu)分布分散式結(jié)構(gòu)：目前大多采用，并采用分層設(shè)計(jì)。：目前大多采用，并采用分層設(shè)計(jì)。l保護(hù)測(cè)控一體化保護(hù)測(cè)控一體化：35kV及以下線路，保護(hù)測(cè)控相互及以下線路，保護(hù)測(cè)控相互融合、信息共享，保護(hù)、測(cè)控功能集成在一個(gè)獨(dú)立融

18、合、信息共享，保護(hù)、測(cè)控功能集成在一個(gè)獨(dú)立裝置中。裝置中。l高壓或超高壓線路高壓或超高壓線路：保護(hù)、測(cè)控裝置完全獨(dú)立，但：保護(hù)、測(cè)控裝置完全獨(dú)立，但可統(tǒng)一設(shè)計(jì)、組屏。可統(tǒng)一設(shè)計(jì)、組屏。l基本監(jiān)控功能基本監(jiān)控功能：如遙測(cè)、遙信、遙控等已較成熟。：如遙測(cè)、遙信、遙控等已較成熟。l高層次應(yīng)用高層次應(yīng)用：變電站防誤閉鎖、電壓無功控制等應(yīng)：變電站防誤閉鎖、電壓無功控制等應(yīng)用增多，但還有待研究、發(fā)展。用增多，但還有待研究、發(fā)展。4. 4. 無人值守變電站無人值守變電站l無人值班變電站無人值班變電站：調(diào)度值班員借助微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)替：調(diào)度值班員借助微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)替代變電所現(xiàn)場(chǎng)值班員來控制和管理的變電所。代變電所現(xiàn)

19、場(chǎng)值班員來控制和管理的變電所。l無人值守變電站是變電所的一種先進(jìn)管理模式。無人值守變電站是變電所的一種先進(jìn)管理模式。l調(diào)度員在主站端設(shè)備的鍵盤上進(jìn)行必要的遙控、遙調(diào)度員在主站端設(shè)備的鍵盤上進(jìn)行必要的遙控、遙調(diào)操作。調(diào)操作。l無人值守變電站并非任何操作都無須人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。無人值守變電站并非任何操作都無須人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。l不必再配置單獨(dú)不必再配置單獨(dú)RTURTU，模擬量和開關(guān)狀態(tài)信息，通過模擬量和開關(guān)狀態(tài)信息，通過通信管理單元直接送往調(diào)度。通信管理單元直接送往調(diào)度。l各微機(jī)保護(hù)單元將動(dòng)作信息送給調(diào)度，并通過通信各微機(jī)保護(hù)單元將動(dòng)作信息送給調(diào)度，并通過通信管理單元轉(zhuǎn)發(fā)或執(zhí)行調(diào)度下達(dá)的命令。管理單元轉(zhuǎn)發(fā)

20、或執(zhí)行調(diào)度下達(dá)的命令。5. 5. 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)中央計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別單元微機(jī)保護(hù)測(cè)控變電站主機(jī)第4層第1層第2層第3層l系統(tǒng)為多微系統(tǒng)為多微機(jī)、多層次機(jī)、多層次結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)形式。l最上層設(shè)在最上層設(shè)在電力系統(tǒng)控電力系統(tǒng)控制中心；制中心；1 13 3層均設(shè)在變層均設(shè)在變電站內(nèi)。電站內(nèi)。結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式：集中式、分布式、分散與集中相結(jié)合、全分散式。集中式、分布式、分散與集中相結(jié)合、全分散式。1 1）集中式的結(jié)構(gòu)形式）集中式的結(jié)構(gòu)形式l集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、

21、微機(jī)保集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)化功能。護(hù)和一些自動(dòng)化功能。l集中式結(jié)構(gòu)也并非指由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控集中式結(jié)構(gòu)也并非指由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。等全部功能。l多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能由不同的微機(jī)完成，只是每臺(tái)微計(jì)算機(jī)通信的功能由不同的微機(jī)完成，只是每臺(tái)微計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)多一點(diǎn)。承擔(dān)的任務(wù)多一點(diǎn)。l缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工程和投資量大、系統(tǒng)精度低，易受干擾、工程和投資量大、系統(tǒng)精度低，易受干擾、調(diào)試、維護(hù)工作量大，擴(kuò)展靈活性差。調(diào)試、維護(hù)工作量大，擴(kuò)展靈活性差。集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系

22、統(tǒng)框圖集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖模入接口模入接口開入接口開入接口輸出接口輸出接口A/D模塊模塊輸入接口輸入接口輸出接口輸出接口主變主變TV與與 TA線路線路TV與與TA斷路器狀態(tài)斷路器狀態(tài)保護(hù)出口保護(hù)出口模擬量輸入模擬量輸入斷路器和隔離斷路器和隔離開關(guān)狀態(tài)開關(guān)狀態(tài)繼電保護(hù)繼電保護(hù)信息輸入信息輸入出口繼電器出口繼電器各保護(hù)裝置各保護(hù)裝置監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī)通信控通信控制器制器顯示器顯示器打印機(jī)打印機(jī)鍵盤鍵盤調(diào) 度調(diào) 度中心中心2 2）分布式的結(jié)構(gòu)形式）分布式的結(jié)構(gòu)形式l不同電氣設(shè)備均單獨(dú)安裝對(duì)應(yīng)的微機(jī)保護(hù)裝置和不同電氣設(shè)備均單獨(dú)安裝對(duì)應(yīng)的微機(jī)保護(hù)裝置和RTURTU，任一裝置故障，不影響系統(tǒng)正常工

23、作。任一裝置故障，不影響系統(tǒng)正常工作。l系統(tǒng)內(nèi)裝置間信息的傳送均為數(shù)字信號(hào)，抗干擾能系統(tǒng)內(nèi)裝置間信息的傳送均為數(shù)字信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。力強(qiáng)。l系統(tǒng)為多系統(tǒng)為多CPUCPU工作方式，各裝置都具有一定的數(shù)據(jù)處工作方式，各裝置都具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，大大減輕主控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。理能力，大大減輕主控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。l系統(tǒng)擴(kuò)充靈活方便。系統(tǒng)擴(kuò)充靈活方便。l具有自診斷功能，自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有裝置巡檢，發(fā)具有自診斷功能，自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有裝置巡檢，發(fā)現(xiàn)故障自動(dòng)檢出，并加以隔離。現(xiàn)故障自動(dòng)檢出，并加以隔離。l具有事件順序記錄功能（具有事件順序記錄功能（SOESOE），），分辨率可達(dá)分辨率可達(dá)1 1mSmS，為事故分析提

24、供有效的數(shù)據(jù)。為事故分析提供有效的數(shù)據(jù)。 分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖主變壓器保護(hù)主變壓器保護(hù)110kV進(jìn)出線保護(hù)進(jìn)出線保護(hù)35kV出線保護(hù)出線保護(hù)低頻減載低頻減載110kV RTU35kV RTU 低頻減載低頻減載10kV饋出線保護(hù)饋出線保護(hù)電容器保護(hù)電容器保護(hù)10kV RTU 前置機(jī)前置機(jī)前置機(jī)前置機(jī)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)CRT打印機(jī)打印機(jī)調(diào)度端調(diào)度端(主控站主控站)3 3）全分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)全分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)l特點(diǎn)：特點(diǎn)：將數(shù)據(jù)采集、測(cè)量、監(jiān)控功能并入微機(jī)保護(hù)將數(shù)據(jù)采集、測(cè)量、監(jiān)控功能并入微機(jī)保護(hù)裝置（微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置）。裝置（微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置）

25、。l微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置：微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置：也稱分布式保護(hù)測(cè)控裝置、也稱分布式保護(hù)測(cè)控裝置、“四合一四合一”裝置裝置( (保護(hù)、遙測(cè)、遙控、遙信保護(hù)、遙測(cè)、遙控、遙信) )。l全分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一分層分布式系統(tǒng)，按全分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一分層分布式系統(tǒng)，按一個(gè)元件、一個(gè)裝置分布式配置，各裝置間通過網(wǎng)一個(gè)元件、一個(gè)裝置分布式配置，各裝置間通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活。絡(luò)聯(lián)接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活。l整個(gè)系統(tǒng)可靠性高，任一裝置故障僅影響相對(duì)應(yīng)的整個(gè)系統(tǒng)可靠性高，任一裝置故障僅影響相對(duì)應(yīng)的元件。元件。l各保護(hù)測(cè)控裝置既可分散安裝在開關(guān)柜上，也可集各保護(hù)測(cè)控裝置既可分散安裝在開關(guān)柜上，也可集中組屏安

26、裝。中組屏安裝。110/35kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案后臺(tái)監(jiān)控RCS-9000系列分布式保護(hù)測(cè)控裝置GPSRCS-9698總控單元MODEM保護(hù)工程師站脈沖對(duì)時(shí)區(qū)調(diào)縣調(diào)軟件對(duì)時(shí)開關(guān)室控制室PC機(jī)MODEMRCS-9000系列分布式保護(hù)測(cè)控裝置LFP系列集中組屏式保護(hù)RCS系列集中組屏式保護(hù)RCS-9000測(cè)控裝置RCS9000測(cè)控裝置35kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案主機(jī)打印機(jī)工程師維護(hù)工作站打印機(jī)通信管理機(jī)調(diào)度分布式饋線路保護(hù)測(cè)控裝置分布式主變差動(dòng)保護(hù)分布式電容器保護(hù)測(cè)控裝置現(xiàn)場(chǎng)總線Modem站內(nèi)其他智能設(shè)備分布式主變后備保護(hù)測(cè)控裝置分布式線路

27、保護(hù)測(cè)控裝置以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線.6. 6. 微機(jī)保護(hù)問題微機(jī)保護(hù)問題l電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)：電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)：以微處理器為核心組成的電力以微處理器為核心組成的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。特點(diǎn)：系統(tǒng)繼電保護(hù)。特點(diǎn)：l性能優(yōu)：性能優(yōu)：高速運(yùn)算、邏輯判斷和記憶，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜高速運(yùn)算、邏輯判斷和記憶，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜保護(hù)功能，故障參數(shù)追憶、打?。槐Ｗo(hù)功能，故障參數(shù)追憶、打??；l可靠性高：可靠性高：自診斷、抗干擾；自診斷、抗干擾；l靈活性強(qiáng)：靈活性強(qiáng)：硬件、外圍設(shè)備可通用；硬件、外圍設(shè)備可通用；l調(diào)試維護(hù)工作量?。赫{(diào)試維護(hù)工作量?。很浖墒旌?，硬件完好下幾乎軟件成熟后，硬件完好下幾乎不用調(diào)試；不用調(diào)試；l經(jīng)濟(jì)性好：經(jīng)濟(jì)性好：包括

28、投資費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；包括投資費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；l多功能化和綜合應(yīng)用：多功能化和綜合應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)保護(hù)外的其他功能（錄實(shí)現(xiàn)保護(hù)外的其他功能（錄波、記錄、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳）。波、記錄、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳）。3.5 配電變電站自動(dòng)化的若干問題配電變電站自動(dòng)化的若干問題l1. 1. 環(huán)境溫度和濕度環(huán)境溫度和濕度l各種微機(jī)裝置選用民用級(jí)芯片各種微機(jī)裝置選用民用級(jí)芯片( (工作溫度工作溫度0-500C)，但變電站環(huán)境溫度有時(shí)較低但變電站環(huán)境溫度有時(shí)較低(Y時(shí)限時(shí)限電源端斷路器跳閘時(shí)間。電源端斷路器跳閘時(shí)間。l第二套功能：第二套功能：用于環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)常開狀態(tài)（常用于環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)常開狀態(tài)（常閉狀態(tài)時(shí)選第一套功能）。閉狀態(tài)時(shí)選

29、第一套功能）。 2) 2) 過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器l與線路前級(jí)開關(guān)（重合器或斷路器）配合使用。與線路前級(jí)開關(guān)（重合器或斷路器）配合使用。l原理：原理：記憶前級(jí)開關(guān)開斷故障電流動(dòng)作次數(shù)，達(dá)記憶前級(jí)開關(guān)開斷故障電流動(dòng)作次數(shù)，達(dá)到預(yù)定記憶次數(shù)時(shí)，在前級(jí)開關(guān)跳閘的無電流間到預(yù)定記憶次數(shù)時(shí)，在前級(jí)開關(guān)跳閘的無電流間隙內(nèi)，分段器分閘，隔離故障區(qū)段。隙內(nèi)，分段器分閘，隔離故障區(qū)段。l前級(jí)開關(guān)開斷故障電流動(dòng)作次數(shù)未達(dá)到預(yù)定記憶前級(jí)開關(guān)開斷故障電流動(dòng)作次數(shù)未達(dá)到預(yù)定記憶次數(shù)時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)后分段器復(fù)位清零。次數(shù)時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)后分段器復(fù)位清零。3. 重合器與分段器配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離重合器與分段器

30、配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離l介紹重合器與電壓時(shí)間型分段器介紹重合器與電壓時(shí)間型分段器配合情況。配合情況。l重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合情況類似（自學(xué)）。合情況類似（自學(xué)）。1）輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離過程）輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離過程A重合器：重合器：一快一慢，第一次重合一快一慢，第一次重合=15S，第二次重合第二次重合=5S；B、D分段器：分段器：X=7S，Y=5S；C、E分段器：分段器：X=14S，Y=5SAecEDBdbaCAecEDdbaCA15secED 7sB7sdbaCA15secEDB7sdba閉鎖C14sA15secEDBdbaCA15secEDB7sdb

31、aCA5secE 14sD 7sB7sdba閉鎖C( (a a) )( (f f) )( (e e) )( (d d) )( (c c) )( (b b) )( (g g) )B各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖lA重合器：重合器：第一次重合時(shí)第一次重合時(shí)間間=15S，第二第二次重合時(shí)間次重合時(shí)間=5SlB、D分段器：分段器：X時(shí)限時(shí)限=7S，Y時(shí)限時(shí)限=5SlC、E分段器：分段器：X時(shí)限時(shí)限=14S，Y時(shí)限時(shí)限=5S2）環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離A重合器：重合器：一快一慢，第一次重合一快一慢，第一次重合=15S，第二次重合第二次重合=5S；B、C、D分段器：分

32、段器：X=7S，Y=5S；E分段器：分段器：X=45S，Y=5S聯(lián)絡(luò)開關(guān)AecEDBdbaC( (a a) )( (b b) )F聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDBdbaCF聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC( (c c) )FA15sB7s聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC( (d d) )FA15sBA( (i i) )聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDBdbaCF( (e e) )聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaFA15sAB7sC7s閉鎖聯(lián)絡(luò)開關(guān)EDC( (f f) )FA5sB7s聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaC( (g g) )FA5s( (h h) )聯(lián)絡(luò)開關(guān)ecEDdbaFABCB7s45s各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖各開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖lA重合器：重合器：第一次

33、重合第一次重合=15S，第二第二次重合次重合=5SlB、C、D分段器：分段器：X=7S，Y=5SlE分段器：分段器：X=45S，Y=5S4.4.重合器與重合器配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離重合器與重合器配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離 l發(fā)生過流或低電壓時(shí)重合器動(dòng)作。發(fā)生過流或低電壓時(shí)重合器動(dòng)作。l出線重合器：出線重合器：一快二慢，失壓一快二慢，失壓3 3S S后分?jǐn)啵缓蠓謹(jǐn)?；中間重合器：中間重合器：二二慢，失壓慢，失壓1010S S后關(guān)閉重合功能，并改為一次分閘后閉鎖；后關(guān)閉重合功能，并改為一次分閘后閉鎖；聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)重合器：重合器：一慢，兩側(cè)失壓后一慢，兩側(cè)失壓后1515S S合閘。合閘。5. 基于重合器的饋線自動(dòng)

34、化系統(tǒng)不足基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不足l我國饋線自動(dòng)化近幾年才開始，主要采用電壓型我國饋線自動(dòng)化近幾年才開始，主要采用電壓型及電流型兩種控制模式。及電流型兩種控制模式。l我國配電網(wǎng)是小接地電流系統(tǒng)，歐美、日本等國，我國配電網(wǎng)是小接地電流系統(tǒng)，歐美、日本等國，大部分是大接地電流系統(tǒng)。大部分是大接地電流系統(tǒng)。l我國配網(wǎng)設(shè)備狀況、管理要求不同于國外，照搬我國配網(wǎng)設(shè)備狀況、管理要求不同于國外，照搬國外電流型或電壓型模式，推廣用于城網(wǎng)必然帶國外電流型或電壓型模式，推廣用于城網(wǎng)必然帶來問題。來問題。l基于重合器能夠準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)段，并能自動(dòng)基于重合器能夠準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)段，并能自動(dòng)隔離故障區(qū)段。隔離故

35、障區(qū)段。存在缺陷存在缺陷1）切斷故障時(shí)間較長，動(dòng)作頻繁，減少開關(guān)壽命。切斷故障時(shí)間較長，動(dòng)作頻繁，減少開關(guān)壽命。2）故障由重合器或變電所斷路器分?jǐn)啵到y(tǒng)可靠性降低；故障由重合器或變電所斷路器分?jǐn)?，系統(tǒng)可靠性降低； 多次短路電流沖擊、多次停送電，對(duì)用戶造成嚴(yán)重影響。多次短路電流沖擊、多次停送電，對(duì)用戶造成嚴(yán)重影響。3）重合器或斷路器拒動(dòng)時(shí)，事故進(jìn)一步擴(kuò)大。重合器或斷路器拒動(dòng)時(shí)，事故進(jìn)一步擴(kuò)大。4）環(huán)網(wǎng)時(shí)使非故障部分全停電一次，擴(kuò)大事故影響。環(huán)網(wǎng)時(shí)使非故障部分全停電一次，擴(kuò)大事故影響。5）不能尋找接地故障。不能尋找接地故障。6）無斷線故障判斷功能，一相、多相斷線，重合器不動(dòng)作。無斷線故障判斷功能，

36、一相、多相斷線，重合器不動(dòng)作。7）變電站出線開關(guān)需改造，目前出線開關(guān)具有一次重合閘變電站出線開關(guān)需改造，目前出線開關(guān)具有一次重合閘 功能，裝重合器后，需改造為多次重合型。功能，裝重合器后，需改造為多次重合型。8）重合器保護(hù)與出線開關(guān)保護(hù)配合難度大，要靠時(shí)限配合。重合器保護(hù)與出線開關(guān)保護(hù)配合難度大，要靠時(shí)限配合。9）不具備不具備“四遙四遙”功能，無法進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等工作。功能，無法進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等工作。自動(dòng)重合器自動(dòng)重合器RTU4.2 基于基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（SCADA）RTURTUFTU聯(lián)絡(luò)開關(guān)分段開關(guān)斷路器區(qū)域工作站區(qū)域工作站區(qū)域工作

37、站1. 基于基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)D的組成的組成系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)l配網(wǎng)實(shí)時(shí)信息通過就地配網(wǎng)實(shí)時(shí)信息通過就地FTU采集，傳送到區(qū)域集控采集，傳送到區(qū)域集控或變電站集中，上報(bào)配電調(diào)度中心。或變電站集中，上報(bào)配電調(diào)度中心。l配電調(diào)度中心控制命令通過區(qū)域集控或變電站轉(zhuǎn)發(fā)配電調(diào)度中心控制命令通過區(qū)域集控或變電站轉(zhuǎn)發(fā)給給FTU執(zhí)行。執(zhí)行。lFTU采集柱上開關(guān)運(yùn)行情況，將信息上傳到配網(wǎng)控采集柱上開關(guān)運(yùn)行情況，將信息上傳到配網(wǎng)控制中心，或接受控制中心命令進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。制中心，或接受控制中心命令進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。l故障時(shí)，故障時(shí)，F(xiàn)TU將記錄的故障電流、時(shí)間等上報(bào)，供將記錄的故障電流、時(shí)間等上報(bào)

38、，供分析使用。分析使用。l區(qū)域工作站區(qū)域工作站：通道集中器和轉(zhuǎn)發(fā)裝置，并將各單元：通道集中器和轉(zhuǎn)發(fā)裝置，并將各單元通信規(guī)約轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。通信規(guī)約轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。2. FTU的性能要求的性能要求(1)(1)l遙信功能遙信功能：開關(guān)位置、貯能完成情況、通信完好性；：開關(guān)位置、貯能完成情況、通信完好性；l遙測(cè)功能遙測(cè)功能：U、I、P、Q等；等；l遙控功能遙控功能：遠(yuǎn)方對(duì)柱上開關(guān)分合、貯能等；：遠(yuǎn)方對(duì)柱上開關(guān)分合、貯能等；l統(tǒng)計(jì)功能統(tǒng)計(jì)功能：開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、動(dòng)作時(shí)間、累計(jì)切斷電：開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、動(dòng)作時(shí)間、累計(jì)切斷電流水平；流水平；lSOE和對(duì)時(shí)功能和對(duì)時(shí)功能：保證：保證SOE的準(zhǔn)確性，與系統(tǒng)時(shí)鐘

39、的準(zhǔn)確性，與系統(tǒng)時(shí)鐘一致；一致；l事故記錄事故記錄：記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故：記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故前（前（1 1minmin）負(fù)荷，便于確定故障區(qū)段；負(fù)荷，便于確定故障區(qū)段；l定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值：定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值：適應(yīng)配網(wǎng)運(yùn)行方式變化；適應(yīng)配網(wǎng)運(yùn)行方式變化；l自檢和自恢復(fù)功能：自檢和自恢復(fù)功能：設(shè)備故障時(shí)報(bào)警、干擾時(shí)自復(fù)位；設(shè)備故障時(shí)報(bào)警、干擾時(shí)自復(fù)位；FTU的性能要求的性能要求(2)(2)l遠(yuǎn)方控制閉鎖和手動(dòng)操作功能遠(yuǎn)方控制閉鎖和手動(dòng)操作功能：檢修線路或操作開關(guān)：檢修線路或操作開關(guān)時(shí)確保操作安全性；時(shí)確保操作安全性；l遠(yuǎn)程通信功能遠(yuǎn)程通信功能：RS-232，

40、RS-485，通信規(guī)約問題；通信規(guī)約問題；l抗惡劣環(huán)境抗惡劣環(huán)境：雷電、環(huán)境溫度、防雨、防濕、風(fēng)沙、：雷電、環(huán)境溫度、防雨、防濕、風(fēng)沙、振動(dòng)、電磁干擾；振動(dòng)、電磁干擾；l維修方便維修方便：保證不停電檢修；：保證不停電檢修；l電源可靠電源可靠：保證故障或停電時(shí)：保證故障或停電時(shí)FTU有工作電源；有工作電源；l可選功能可選功能：電度采集（核算電費(fèi)、估計(jì)線損，防竊：電度采集（核算電費(fèi)、估計(jì)線損，防竊電）；微機(jī)保護(hù)（實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)保護(hù)）；故障錄波（故電）；微機(jī)保護(hù)（實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)保護(hù)）；故障錄波（故障分析用）。障分析用）。3. FTUFTU的組成和結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)一種典型的一種典型的FTUFTU系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框

41、圖MotorolaMotorola公司生產(chǎn)的帶拐臂的公司生產(chǎn)的帶拐臂的FTUFTU原理框圖原理框圖4. 4. 區(qū)域工作站區(qū)域工作站 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）一一般采用工業(yè)般采用工業(yè)PC、多路串多路串行口擴(kuò)展板構(gòu)行口擴(kuò)展板構(gòu)成，采用通用成，采用通用規(guī)約，允許多規(guī)約，允許多臺(tái)臺(tái)FTUFTU共用同共用同一通道；一通道；2 2）一般設(shè)置在主一般設(shè)置在主變電所，并設(shè)變電所，并設(shè)UPS。 5. 5. 配變遠(yuǎn)方測(cè)控單元（配變遠(yuǎn)方測(cè)控單元（TTU）lTTUTTU的主要功能：的主要功能：1 1）實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視。）實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視。2 2）采集變壓器的）采集變壓器的I、U、P、Q、cos 、

42、分時(shí)電量、分時(shí)電量、 電壓合格率等數(shù)據(jù)。電壓合格率等數(shù)據(jù)。3 3）根據(jù)監(jiān)視的負(fù)荷曲線，準(zhǔn)確計(jì)算線損、用戶電）根據(jù)監(jiān)視的負(fù)荷曲線，準(zhǔn)確計(jì)算線損、用戶電 量核算、防竊電。量核算、防竊電。4 4）通過低壓配電線載波實(shí)現(xiàn)對(duì)本臺(tái)區(qū)低壓用戶進(jìn)）通過低壓配電線載波實(shí)現(xiàn)對(duì)本臺(tái)區(qū)低壓用戶進(jìn) 行抄表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。行抄表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。l結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與與FTUFTU類似，但增加低壓載波、輸出類似，但增加低壓載波、輸出控制為補(bǔ)償功率因數(shù)的電容器?？刂茷檠a(bǔ)償功率因數(shù)的電容器。一種典型的配變測(cè)控終端單元組成一種典型的配變測(cè)控終端單元組成6. 6. 兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較l基于重合器、基于重合器

43、、FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)國外大量使用。的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)國外大量使用。基于重合器開關(guān)設(shè)備配基于重合器開關(guān)設(shè)備配合的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)合的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)基于基于FTU和通信網(wǎng)絡(luò)的饋線自和通信網(wǎng)絡(luò)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)動(dòng)化系統(tǒng)主主要要優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2)建設(shè)費(fèi)用低。建設(shè)費(fèi)用低。3)不需建通信網(wǎng)絡(luò)。不需建通信網(wǎng)絡(luò)。4)無電源提取問題。無電源提取問題。1)故障時(shí)隔離故障區(qū)域，正常故障時(shí)隔離故障區(qū)域，正常時(shí)監(jiān)控配網(wǎng)運(yùn)行，可優(yōu)化運(yùn)行時(shí)監(jiān)控配網(wǎng)運(yùn)行，可優(yōu)化運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。方式，實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2)適應(yīng)靈活的運(yùn)行方式。適應(yīng)靈活的運(yùn)行方式。3)恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，可采恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，可采取

44、安全和最佳措施。取安全和最佳措施。4)可與可與MIS、GIS等聯(lián)網(wǎng)，實(shí)等聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全局信息化?，F(xiàn)全局信息化。兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較主要主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)1)僅故障時(shí)起作用，正常運(yùn)僅故障時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)無監(jiān)控作用，不能優(yōu)化行時(shí)無監(jiān)控作用，不能優(yōu)化運(yùn)行方式。運(yùn)行方式。2)調(diào)整運(yùn)行方式后，需到現(xiàn)調(diào)整運(yùn)行方式后，需到現(xiàn)場(chǎng)修改定值。場(chǎng)修改定值。3)恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，無恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，無法采取安全、最佳措施。法采取安全、最佳措施。4)需多次重合需多次重合,對(duì)設(shè)備沖擊大。對(duì)設(shè)備沖擊大。1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2)建設(shè)費(fèi)高。建設(shè)費(fèi)高。3)需通信網(wǎng)絡(luò)。需通信網(wǎng)絡(luò)。4)存在電源提取問

45、題。存在電源提取問題。主要主要設(shè)備設(shè)備重合器、分段器等重合器、分段器等FTU、通信網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域工通信網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域工作站、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。作站、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。適用適用范圍范圍農(nóng)網(wǎng)、負(fù)荷密度小的偏遠(yuǎn)地農(nóng)網(wǎng)、負(fù)荷密度小的偏遠(yuǎn)地區(qū)、供電途徑少于兩條的電區(qū)、供電途徑少于兩條的電網(wǎng)。網(wǎng)。城網(wǎng)、負(fù)荷密度大的地區(qū)、城網(wǎng)、負(fù)荷密度大的地區(qū)、重要工業(yè)園區(qū)、供電途徑重要工業(yè)園區(qū)、供電途徑多的網(wǎng)格狀配網(wǎng)、供電可多的網(wǎng)格狀配網(wǎng)、供電可靠性要求高的區(qū)域?？啃砸蟾叩膮^(qū)域。兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較兩種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的比較( (續(xù)表續(xù)表) )開環(huán)運(yùn)行的多電源環(huán)狀網(wǎng)兩種系統(tǒng)比較開環(huán)運(yùn)行的多電源環(huán)狀網(wǎng)兩種系統(tǒng)比較l1)基于重合器的饋線自動(dòng)

46、化系統(tǒng)基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)l若為使網(wǎng)上負(fù)荷均衡化，將聯(lián)絡(luò)開關(guān)從若為使網(wǎng)上負(fù)荷均衡化，將聯(lián)絡(luò)開關(guān)從G調(diào)整到調(diào)整到D，則則G和和D均應(yīng)重新到現(xiàn)場(chǎng)整定。均應(yīng)重新到現(xiàn)場(chǎng)整定。lb區(qū)發(fā)生永久性故障時(shí)，分段開關(guān)區(qū)發(fā)生永久性故障時(shí)，分段開關(guān)B、C分閘后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)分閘后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)G、E究竟合哪個(gè)究竟合哪個(gè)，無法選擇。無法選擇。l2)基于基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)：的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)：可很方便地解決以上問題?？珊芊奖愕亟鉀Q以上問題。AHGFEDCBacgfedbJIhII II II4.3 故障區(qū)段判斷和隔離故障區(qū)段判斷和隔離l1. 1. 基本原理基本原理l1）輻射、樹狀網(wǎng)、開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)：）輻射、樹狀網(wǎng)

47、、開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)：根據(jù)最后一根據(jù)最后一個(gè)有故障電流和第一個(gè)無故障電流兩個(gè)開關(guān)的電流個(gè)有故障電流和第一個(gè)無故障電流兩個(gè)開關(guān)的電流變化判斷故障區(qū)段。變化判斷故障區(qū)段。Q1Q4Q5Q3Q2acfedb過流過流未過流過流過流2）閉環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)：）閉環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)：根據(jù)故障功率方向判斷故障區(qū)段。根據(jù)故障功率方向判斷故障區(qū)段。Q1Q4Q5Q3Q2acfedb過流過流過流過流過流故障功率方向故障功率方向故障功率方向2. 2. 故障區(qū)段判斷和隔離算法故障區(qū)段判斷和隔離算法l采用矩陣算法來實(shí)現(xiàn)判斷、隔離故障區(qū)段。采用矩陣算法來實(shí)現(xiàn)判斷、隔離故障區(qū)段。l1 1）網(wǎng)絡(luò)描述矩陣）網(wǎng)絡(luò)描述矩陣Dl斷路器、分段開關(guān)、

48、聯(lián)絡(luò)開關(guān)作為節(jié)點(diǎn)（斷路器、分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)作為節(jié)點(diǎn)（N），），可可構(gòu)構(gòu)NN維方陣；維方陣；l若若第第i、j節(jié)點(diǎn)間存在饋線，則第節(jié)點(diǎn)間存在饋線，則第i行、第行、第j列元素，列元素，第第j行、第行、第i列元素均置列元素均置1；不存在饋線的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不存在饋線的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)元素置元素置0。l2 2）故障信息矩陣）故障信息矩陣Gl若若第第i i個(gè)節(jié)點(diǎn)的開關(guān)故障電流超過整定值，則第個(gè)節(jié)點(diǎn)的開關(guān)故障電流超過整定值，則第i行行第第i列列元素置元素置0 0，反之置，反之置1 1，矩陣的其他元素均置，矩陣的其他元素均置0 0。也是也是NN N維方陣。維方陣。網(wǎng)絡(luò)描述矩陣與故障信息矩陣舉例網(wǎng)絡(luò)描述矩陣與故障信息矩陣舉

49、例165432C聯(lián)絡(luò)開關(guān)C7II I0100000101000001010000010100000101000001010000010D1000000010000000100000001000000010000000000000000G簡(jiǎn)單饋線網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)單饋線網(wǎng)絡(luò)（“C”C”為流過故障電流標(biāo)志）為流過故障電流標(biāo)志）3 3）故障判斷矩陣）故障判斷矩陣Pl對(duì)矩陣對(duì)矩陣D與矩陣與矩陣G相乘，并進(jìn)行規(guī)格化，得相乘，并進(jìn)行規(guī)格化，得 P=g（DG）=g（P）lg代表矩陣的規(guī)格化運(yùn)算，其具體操作：代表矩陣的規(guī)格化運(yùn)算，其具體操作：l若若D陣中元素陣中元素dmj、dnj、dkj為為1，且，且G陣中陣中g(shù)jj

50、=1時(shí)，時(shí)，需對(duì)需對(duì)P 陣中第陣中第j行和第行和第j列元素進(jìn)行規(guī)格化處理；若列元素進(jìn)行規(guī)格化處理；若gmm、gnn、gkk至少有兩個(gè)為至少有兩個(gè)為0，則將，則將P 陣中第陣中第j行和第行和第j列列的元素全置的元素全置0；若上述條件不滿足時(shí)，；若上述條件不滿足時(shí)， P陣中相應(yīng)的陣中相應(yīng)的元素值不變。元素值不變。l矩陣矩陣P反映了故障區(qū)段：若反映了故障區(qū)段：若P中的元素中的元素 pij XOR pji 1，則饋線上第則饋線上第i節(jié)點(diǎn)和第節(jié)點(diǎn)和第j節(jié)點(diǎn)間的區(qū)段有故障。節(jié)點(diǎn)間的區(qū)段有故障。故障判斷矩陣故障判斷矩陣P舉例舉例165432C聯(lián)絡(luò)開關(guān)C7II I01000001010000010100000

51、10100000100000001000000000)(GDgPp34 XOR p43 0，p45 XOR p54 0， p56 XOR p65 0， p67 XOR p76 0， p23 XOR p32 1，因此故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)因此故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)2、3之間。之間。較復(fù)雜饋線網(wǎng)絡(luò)舉例（較復(fù)雜饋線網(wǎng)絡(luò)舉例（1 1）1637524CCCC“C”C”為為流過故障流過故障電流標(biāo)志電流標(biāo)志）1000000010000000000000000000000010000000000000000G0011000000100010010101110100000100000100010000010D較復(fù)雜饋線網(wǎng)絡(luò)舉例（較

52、復(fù)雜饋線網(wǎng)絡(luò)舉例（2 2）0000000000000010000001100100000000000000000000000GDP0000000000000000000000100100000000000000000000000)(PgP P矩陣中，只有矩陣中，只有 p43 XOR p34 1， p46 XOR p64 1，因，因 此故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)此故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)4和和3之間，或在節(jié)點(diǎn)之間，或在節(jié)點(diǎn)4和和6之間。之間。 規(guī)格化目的是避免誤判，若規(guī)格化目的是避免誤判，若P 不進(jìn)行規(guī)格化，則會(huì)錯(cuò)不進(jìn)行規(guī)格化，則會(huì)錯(cuò) 誤地判斷故障點(diǎn)位于節(jié)點(diǎn)誤地判斷故障點(diǎn)位于節(jié)點(diǎn)5和和7之間。之間。4.4 饋線自動(dòng)化的電

53、源問題饋線自動(dòng)化的電源問題l電源要求：電源要求：時(shí)刻保證電源的連續(xù)性；故障時(shí)，各時(shí)刻保證電源的連續(xù)性；故障時(shí)，各測(cè)控單元仍應(yīng)能接受遠(yuǎn)方控制和上報(bào)信息。測(cè)控單元仍應(yīng)能接受遠(yuǎn)方控制和上報(bào)信息。l饋線自動(dòng)化控制中心：饋線自動(dòng)化控制中心：可為可為SCADA配置大容量配置大容量UPS，保證停電時(shí)仍可安全運(yùn)行。保證停電時(shí)仍可安全運(yùn)行。l區(qū)域站的集中轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)：區(qū)域站的集中轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)：一般在變電所內(nèi)，可設(shè)一般在變電所內(nèi)，可設(shè)置置UPS電源。電源。l開閉所、小區(qū)變的開閉所、小區(qū)變的RTU：采用雙路電源，自動(dòng)切采用雙路電源，自動(dòng)切換，保證電源連續(xù)。換，保證電源連續(xù)。 1. 操作電源和工作電源均取自饋線操作電源和工作

54、電源均取自饋線l方式方式1：開關(guān)工作電源采用開關(guān)兩側(cè)單相變壓器供電。開關(guān)工作電源采用開關(guān)兩側(cè)單相變壓器供電。l方式方式2 2：低壓線路與柱上開關(guān)共桿，采用一臺(tái)單相變壓低壓線路與柱上開關(guān)共桿，采用一臺(tái)單相變壓 器與一回低壓線供電。器與一回低壓線供電。l方式方式3 3：不同電源的兩回低壓線路與柱上開關(guān)較近，采不同電源的兩回低壓線路與柱上開關(guān)較近，采 用兩回低壓線供電。用兩回低壓線供電。FTUFTU工作電源與開關(guān)操作電源的切換工作電源與開關(guān)操作電源的切換l方式方式1、2：饋線停電后，饋線停電后，F(xiàn)TU也失去工作電源。也失去工作電源。l方式方式3：不同配電變間易產(chǎn)生耦合，對(duì)安全有影響。不同配電變間易產(chǎn)

55、生耦合，對(duì)安全有影響。l解決方案：解決方案：用兩路供電電源進(jìn)行切換。用兩路供電電源進(jìn)行切換。FTUFTU工作電源的無擾切換工作電源的無擾切換柱上開關(guān)操作電源的切換柱上開關(guān)操作電源的切換交流操作電源交流操作電源直流操作電源直流操作電源2.2.操作電源和工作電源取自蓄電池操作電源和工作電源取自蓄電池l實(shí)現(xiàn)方法：實(shí)現(xiàn)方法：在在FTUFTU機(jī)箱內(nèi)設(shè)置較大容量蓄電池，機(jī)箱內(nèi)設(shè)置較大容量蓄電池，并提供并提供FTUFTU工作電源、柱上開關(guān)操作電源。工作電源、柱上開關(guān)操作電源。l優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不受饋線停電影響。不受饋線停電影響。l要求：要求：開關(guān)采用直流操作機(jī)構(gòu)、直流貯能電開關(guān)采用直流操作機(jī)構(gòu)、直流貯能電機(jī)（對(duì)

56、交流操作機(jī)構(gòu)，需加逆變器）。機(jī)（對(duì)交流操作機(jī)構(gòu)，需加逆變器）。l直流電壓：直流電壓：一般一般48V、24V。3. 操作電源取自饋線，工作電源取自蓄電池操作電源取自饋線，工作電源取自蓄電池l特點(diǎn)：特點(diǎn)：可保證可保證FTUFTU、柱上開關(guān)的電源供給。柱上開關(guān)的電源供給。l問題：?jiǎn)栴}：電網(wǎng)故障開關(guān)越級(jí)跳閘時(shí)，須依靠蓄電池電網(wǎng)故障開關(guān)越級(jí)跳閘時(shí)，須依靠蓄電池操作，要求容量增大（可采用失壓脫扣分段器代操作，要求容量增大（可采用失壓脫扣分段器代替過流脫扣分段器）。替過流脫扣分段器）。l延長蓄電池壽命的措施：延長蓄電池壽命的措施： l1）放電回路采用快速熔斷器做短路保護(hù)，充電回）放電回路采用快速熔斷器做短路

57、保護(hù)，充電回路采用大容量壓敏電阻做脈沖保護(hù)。路采用大容量壓敏電阻做脈沖保護(hù)。l2）采用電壓繼電器、時(shí)間繼電器保護(hù)蓄電池，防）采用電壓繼電器、時(shí)間繼電器保護(hù)蓄電池，防止過充和過放電。止過充和過放電。4.5 饋線自動(dòng)化的若干技術(shù)問題饋線自動(dòng)化的若干技術(shù)問題l1. 1. 合閘中的勵(lì)磁涌流合閘中的勵(lì)磁涌流l1）變壓器合閘造成的勵(lì)磁涌流）變壓器合閘造成的勵(lì)磁涌流l配網(wǎng)中配電變壓器多，合閘時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，最配網(wǎng)中配電變壓器多，合閘時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，最大大68倍變壓器額定電流，使繼保動(dòng)作，遙控合倍變壓器額定電流，使繼保動(dòng)作，遙控合閘失敗。閘失敗。l配網(wǎng)中涌流衰減時(shí)間約配網(wǎng)中涌流衰減時(shí)間約0.10.15S，呈指

58、數(shù)衰減。呈指數(shù)衰減。l常用方法：常用方法：加大動(dòng)作整定值，但犧牲靈敏度。加大動(dòng)作整定值，但犧牲靈敏度。l解決辦法：解決辦法：根據(jù)涌流中二次諧波成分大的特點(diǎn)，根據(jù)涌流中二次諧波成分大的特點(diǎn)，設(shè)置二次諧波制動(dòng)裝置。設(shè)置二次諧波制動(dòng)裝置。2）電容器合閘造成的沖擊涌流電容器合閘造成的沖擊涌流l涌流產(chǎn)生原因：涌流產(chǎn)生原因：l電容器第一電容器第一次合閘時(shí)，電容充電阻抗很小，合閘次合閘時(shí)，電容充電阻抗很小，合閘沖擊涌流沖擊涌流 大；大；l電容器電容器切除后放電未完時(shí)合閘，因暫態(tài)效應(yīng)（電切除后放電未完時(shí)合閘，因暫態(tài)效應(yīng)（電容上初始電壓與電網(wǎng)電壓極性相反），合閘涌流容上初始電壓與電網(wǎng)電壓極性相反），合閘涌流更大

59、。更大。l解決辦法：解決辦法：l電容器中串電抗器，增大回路阻抗；電容器中串電抗器，增大回路阻抗；l設(shè)置二次諧波制動(dòng)裝置，并設(shè)軟件延時(shí)，使電容設(shè)置二次諧波制動(dòng)裝置，并設(shè)軟件延時(shí)，使電容器充分放電。器充分放電。 2. 2. 接點(diǎn)抖動(dòng)與遙信誤報(bào)接點(diǎn)抖動(dòng)與遙信誤報(bào)l產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：l戶外開關(guān)的輔助接點(diǎn)易發(fā)生抖動(dòng)，影響遙信量戶外開關(guān)的輔助接點(diǎn)易發(fā)生抖動(dòng)，影響遙信量的判斷。的判斷。l電源沖擊、高頻噪聲、后備電源切換、遙信檢電源沖擊、高頻噪聲、后備電源切換、遙信檢測(cè)電源容量不足等。測(cè)電源容量不足等。l解決辦法：解決辦法：l采用硬件濾波措施。采用硬件濾波措施。l采用軟件延時(shí)消抖措施。采用軟件延時(shí)消抖措施。3. 3. 單相接地區(qū)段判斷單相接地區(qū)段判斷l(xiāng)1 1）問題的提出）問題的提出l