第8章電力工程基礎

1、2022-4-14河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系1 1電力工程基礎電力工程基礎河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系22022-4-14第八章第八章 配電網(wǎng)自動化配電網(wǎng)自動化n8.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述n8.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信n8.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化 n8.4 配電及用電管理自動化配電及用電管理自動化 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系32022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述一、配電網(wǎng)自動化的產生一、配電網(wǎng)自動化的產生我國電網(wǎng)現(xiàn)狀：前些年加大了發(fā)電廠及輸電網(wǎng)的建設，

2、實我國電網(wǎng)現(xiàn)狀：前些年加大了發(fā)電廠及輸電網(wǎng)的建設，實現(xiàn)了輸電網(wǎng)自動化，當前的主要矛盾出現(xiàn)在配電環(huán)節(jié)?，F(xiàn)了輸電網(wǎng)自動化，當前的主要矛盾出現(xiàn)在配電環(huán)節(jié)。我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀：配電網(wǎng)結構不合理，供電可靠性差、設我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀：配電網(wǎng)結構不合理，供電可靠性差、設備落后、自動化水平低。備落后、自動化水平低。國家電力公司從國家電力公司從1998年起對全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)開始進行大規(guī)模年起對全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)開始進行大規(guī)模的建設與改造，并從總體上提出了明確目標：提高供電的可的建設與改造，并從總體上提出了明確目標：提高供電的可靠性，使我國城市供電可靠性達到靠性，使我國城市供電可靠性達到99.99%；提高供電質量，；提高供電質量，

3、使電壓合格率使電壓合格率98%。要達到上述指標，必須實施配電系統(tǒng)自動化。要達到上述指標，必須實施配電系統(tǒng)自動化。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系42022-4-14二、配電網(wǎng)自動化的定義二、配電網(wǎng)自動化的定義 配電網(wǎng)自動化是利用計算機技術、現(xiàn)代電子技術和通配電網(wǎng)自動化是利用計算機技術、現(xiàn)代電子技術和通信技術，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用信技術，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設備正常運行及事故狀態(tài)下自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設備正常運

4、行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制以及用電和配電管理的自動化，使配的監(jiān)測、保護、控制以及用電和配電管理的自動化，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質、經濟、高效的最優(yōu)運行電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質、經濟、高效的最優(yōu)運行狀態(tài)。狀態(tài)。8.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系52022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述三、配電網(wǎng)自動化的內容三、配電網(wǎng)自動化的內容遠方抄表與計費自動化（遠方抄表與計費自動化（AMR）負荷監(jiān)控與管理（負荷監(jiān)控與管理（LCM）需方管理（需方管理（DSM）配電自動化系統(tǒng)（配電自動化系統(tǒng)（DAS）地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)

5、（GIS）變壓器巡檢與無功補償變壓器巡檢與無功補償配電配電SCADA系統(tǒng)系統(tǒng)進線監(jiān)控進線監(jiān)控饋線自動化（饋線自動化（FA）10kV開閉所、變電站自動化開閉所、變電站自動化 配電自動化系統(tǒng)（配電自動化系統(tǒng)（DAS）是配電管理系統(tǒng)（）是配電管理系統(tǒng)（DMS）中最）中最主要的內容，它是一種可以使配電企業(yè)在遠方以實時方式監(jiān)主要的內容，它是一種可以使配電企業(yè)在遠方以實時方式監(jiān)視、協(xié)調和操作配電設備的自動化系統(tǒng)，包括以下內容：視、協(xié)調和操作配電設備的自動化系統(tǒng)，包括以下內容：河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系62022-4-141. 配電配電SCADA系統(tǒng)系統(tǒng) （配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）（配電

6、網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）8.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述 SCADA包括配電網(wǎng)進線監(jiān)控、變配電站自動化、饋線包括配電網(wǎng)進線監(jiān)控、變配電站自動化、饋線自動化和配電變壓器巡檢及無功補償四個部分自動化和配電變壓器巡檢及無功補償四個部分 ：配電網(wǎng)進線監(jiān)控：配電網(wǎng)進線監(jiān)控：對配電網(wǎng)進線變電所開關位置、保護對配電網(wǎng)進線變電所開關位置、保護動作信號、母線電壓、線路電流、有功和無功功率以及電動作信號、母線電壓、線路電流、有功和無功功率以及電度量的監(jiān)視。度量的監(jiān)視。 配電配電SCADA系統(tǒng)系統(tǒng) 采集安裝在各個配電設備處的終端單采集安裝在各個配電設備處的終端單元上報的實時數(shù)據(jù)，并使調度員能夠在控制中心遙控現(xiàn)

7、場元上報的實時數(shù)據(jù)，并使調度員能夠在控制中心遙控現(xiàn)場設備，它一般包括數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、遠設備，它一般包括數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、遠方監(jiān)控、報警處理、歷史數(shù)據(jù)管理以及報表生成等功能。方監(jiān)控、報警處理、歷史數(shù)據(jù)管理以及報表生成等功能。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系72022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述饋線自動化（饋線自動化（FA）：）：在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線分在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線分段開關與聯(lián)絡開關的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實現(xiàn)線段開關與聯(lián)絡開關的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實現(xiàn)線路開關的遠方合閘和分閘操作；在故障時獲取

8、故障記錄，并路開關的遠方合閘和分閘操作；在故障時獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復對非故障區(qū)域供電。自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復對非故障區(qū)域供電。閉所和配電變電站自動化（閉所和配電變電站自動化（SA）：）：對配電網(wǎng)中對配電網(wǎng)中10kV開閉開閉所和小區(qū)變的開關位置、保護動作信號、小電流接地選線情所和小區(qū)變的開關位置、保護動作信號、小電流接地選線情況、母線電壓、線路電流、有功和無功功率以及電度量的遠況、母線電壓、線路電流、有功和無功功率以及電度量的遠方監(jiān)視、開關遠方控制、變壓器遠方有載調壓等。方監(jiān)視、開關遠方控制、變壓器遠方有載調壓等。變壓器巡檢與無功補償：變壓器巡檢與無功補

9、償：變壓器巡檢是指對配電網(wǎng)中變壓變壓器巡檢是指對配電網(wǎng)中變壓器、箱變的參數(shù)進行遠方監(jiān)視，無功補償是指對補償電容器器、箱變的參數(shù)進行遠方監(jiān)視，無功補償是指對補償電容器進行自動投切和遠方投切等。進行自動投切和遠方投切等。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系82022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述2. 地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（GIS） 配電自動化中的配電自動化中的GIS主要包括設備管理、用戶信息系統(tǒng)、主要包括設備管理、用戶信息系統(tǒng)、SCADA功能及故障信息顯示等。功能及故障信息顯示等。設備管理（設備管理（FM）：）：將變電站、饋線、變壓器、開關、電桿將變電站、饋線、變

10、壓器、開關、電桿等設備的技術數(shù)據(jù)反映在地理背景圖上，便于進行設備及其等設備的技術數(shù)據(jù)反映在地理背景圖上，便于進行設備及其靜態(tài)信息的查詢。靜態(tài)信息的查詢。 地理信息系統(tǒng)是將配電網(wǎng)設備的地理位置與一些屬性地理信息系統(tǒng)是將配電網(wǎng)設備的地理位置與一些屬性數(shù)據(jù)庫（如用戶信息、需方管理上報的實時數(shù)據(jù)等）結合，數(shù)據(jù)庫（如用戶信息、需方管理上報的實時數(shù)據(jù)等）結合，以便操作和管理人員更加直觀地進行配電網(wǎng)的動態(tài)分析和以便操作和管理人員更加直觀地進行配電網(wǎng)的動態(tài)分析和運行管理。運行管理。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系92022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述用戶信息系統(tǒng)（用戶信息系統(tǒng)

11、（CIS）：）：指借助指借助GIS對大量用戶信息，如用對大量用戶信息，如用戶名稱、地址、賬號、電話、用電量和負荷、供電優(yōu)先級、戶名稱、地址、賬號、電話、用電量和負荷、供電優(yōu)先級、停電記錄等進行處理，以便于迅速判斷故障的影響范圍，而停電記錄等進行處理，以便于迅速判斷故障的影響范圍，而用電量和負荷的統(tǒng)計信息還可作為網(wǎng)絡潮流分析的依據(jù)。用電量和負荷的統(tǒng)計信息還可作為網(wǎng)絡潮流分析的依據(jù)。SCADA功能及故障信息顯示：功能及故障信息顯示：指指GIS通過調用通過調用CIS和和SCADA功能，迅速查明故障地點和影響范圍，選擇合理的操功能，迅速查明故障地點和影響范圍，選擇合理的操作順序和路徑，并自動顯示故障處

12、理過程的進展信息。作順序和路徑，并自動顯示故障處理過程的進展信息。3. 需方管理（需方管理（DSM） 需方管理是指電力的供需雙方對用電市場進行管理，以需方管理是指電力的供需雙方對用電市場進行管理，以達到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出達到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出的目的。的目的。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系102022-4-148.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述負荷監(jiān)控與管理（負荷監(jiān)控與管理（LCM）：）：根據(jù)用戶情況進行綜合分析，根據(jù)用戶情況進行綜合分析，確定最優(yōu)運行和負荷控制計劃，對集中負荷及部分工廠用電確定最優(yōu)運行和負荷控制計

13、劃，對集中負荷及部分工廠用電負荷繼續(xù)監(jiān)視、控制和管理，通過合理的電價結構引導用戶負荷繼續(xù)監(jiān)視、控制和管理，通過合理的電價結構引導用戶轉移負荷，平坦負荷曲線，降低運行成本，實現(xiàn)負荷均衡化。轉移負荷，平坦負荷曲線，降低運行成本，實現(xiàn)負荷均衡化。遠方抄表與計費自動化（遠方抄表與計費自動化（AMR）：）：通過各種通信手段讀取通過各種通信手段讀取遠方用戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動生成電費報遠方用戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動生成電費報表或曲線等。表或曲線等。 它包括負荷監(jiān)控與管理和遠方抄表與計費自動化兩個方它包括負荷監(jiān)控與管理和遠方抄表與計費自動化兩個方面內容。面內容。河北科技大學電氣工程

14、系河北科技大學電氣工程系112022-4-14四、實施配電網(wǎng)自動化的目的和意義四、實施配電網(wǎng)自動化的目的和意義 當配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時，迅速查出故障區(qū)段及當配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時恢復非故障區(qū)域用戶的異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時恢復非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積。在正常運行供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積。在正常運行情況下，通過監(jiān)視配電網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配電網(wǎng)運行方式；情況下，通過監(jiān)視配電網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配電網(wǎng)運行方式；根據(jù)配電網(wǎng)電壓合理控制無功功率和電壓水平，改善供電質根據(jù)配電網(wǎng)電壓合理控制無功功

15、率和電壓水平，改善供電質量，達到經濟運行目的；合理控制用電負荷，提高設備利用量，達到經濟運行目的；合理控制用電負荷，提高設備利用率；自動抄表計費，保證抄表計費的及時和準確，提高企業(yè)率；自動抄表計費，保證抄表計費的及時和準確，提高企業(yè)的經濟效益和工作效率，降低勞動強度，達到減人增效的目的經濟效益和工作效率，降低勞動強度，達到減人增效的目的；提高管理現(xiàn)代化水平和服務質量，并可為用戶提供自動的；提高管理現(xiàn)代化水平和服務質量，并可為用戶提供自動化的用電信息服務等。化的用電信息服務等。8.1 配電網(wǎng)自動化概述配電網(wǎng)自動化概述河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系122022-4-148.2 配電網(wǎng)

16、自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信一、配電自動化通信系統(tǒng)的層次一、配電自動化通信系統(tǒng)的層次 配電自動化通信系統(tǒng)一般可分為用戶級通信、主站級通配電自動化通信系統(tǒng)一般可分為用戶級通信、主站級通信和現(xiàn)場設備級通信三個層次。信和現(xiàn)場設備級通信三個層次。v用戶級通信：用戶級通信：指配電控制中心或配電子站的各計算機之間指配電控制中心或配電子站的各計算機之間的相互通信，一般通過局域網(wǎng)相連，本書不作討論。的相互通信，一般通過局域網(wǎng)相連，本書不作討論。v主站級通信：主站級通信：指配電自動化主站和子站間的通信、子站和指配電自動化主站和子站間的通信、子站和現(xiàn)場監(jiān)控單元間的通信。現(xiàn)場監(jiān)控單元間的通信。v現(xiàn)場設備級通信：現(xiàn)

17、場設備級通信：指各種遠方監(jiān)控單元相互之間的通信，指各種遠方監(jiān)控單元相互之間的通信，包括饋線遠方終端包括饋線遠方終端FTU相互間的通信，配電變壓器遠方終相互間的通信，配電變壓器遠方終端端TTU相互間的通信，以及相互間的通信，以及FTU和和TTU之間的通信。之間的通信。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系132022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信二、配電自動化對通信系統(tǒng)的要求二、配電自動化對通信系統(tǒng)的要求 配電自動化對通信系統(tǒng)的要求，取決于配電網(wǎng)的規(guī)模和配電自動化對通信系統(tǒng)的要求，取決于配電網(wǎng)的規(guī)模和要求實現(xiàn)的具體希望水平。選擇配電自動化系統(tǒng)的通信方式要求實現(xiàn)的具體

18、希望水平。選擇配電自動化系統(tǒng)的通信方式應綜合考慮以下幾點：應綜合考慮以下幾點： 通信的可靠性；通信的可靠性；雙向通信的要求；雙向通信的要求；通信速率的要求；通信速率的要求；通信不受停電的影響；通信不受停電的影響；通信系統(tǒng)建設費用；通信系統(tǒng)建設費用；使用和維護的方便性；使用和維護的方便性；可擴充性?？蓴U充性。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系142022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信三、配電自動化的通信方式三、配電自動化的通信方式1. 主站級通信方式主站級通信方式n有線通信：有線通信：包括架空明線或電纜、配電線載波、郵電本地包括架空明線或電纜、配電線載波、郵電本

19、地網(wǎng)、租用電話線、光纖、有線電視網(wǎng)（網(wǎng)、租用電話線、光纖、有線電視網(wǎng)（CATV）、專線等。）、專線等。配電線載波通信（配電線載波通信（DLC） ：是在是在610kV配電線路上的載配電線路上的載波通信，其載波頻率為波通信，其載波頻率為540kHz。 配電載波通信所用到的主要設備有：在主變電站安裝的配電載波通信所用到的主要設備有：在主變電站安裝的多路載波機（稱主站設備）、在線路各測控對象處安放的配多路載波機（稱主站設備）、在線路各測控對象處安放的配電線載波機（稱從站設備）和高頻通道。電線載波機（稱從站設備）和高頻通道。 高頻通道主要由高頻通道主要由10kV配電線路、高頻阻波器（簡稱阻波配電線路、高

20、頻阻波器（簡稱阻波器）、耦合電容器和結合濾波器組成。器）、耦合電容器和結合濾波器組成。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系152022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信高頻阻波器的作用：防止高頻信號向不需要的方向傳輸；高頻阻波器的作用：防止高頻信號向不需要的方向傳輸；耦合電容器的作用：將載波設備與饋線上的高電壓、操作耦合電容器的作用：將載波設備與饋線上的高電壓、操作過電壓及雷電過電壓等隔開，以防止高電壓進入通信設備，過電壓及雷電過電壓等隔開，以防止高電壓進入通信設備，同時使高頻載波信號能順利地耦合到饋線上；同時使高頻載波信號能順利地耦合到饋線上；結合濾波器的作用：

21、與耦合電容器配合將載波信號耦合到結合濾波器的作用：與耦合電容器配合將載波信號耦合到饋線上，并抑制干擾進入載波機。饋線上，并抑制干擾進入載波機。 結合濾波器由接地刀閘結合濾波器由接地刀閘QS、避雷器、避雷器F、排流線圈、排流線圈L1、調諧網(wǎng)絡調諧網(wǎng)絡C1、L2和匹配變壓器和匹配變壓器T組成，如圖組成，如圖8-1所示。所示。圖圖8-1 結合濾波器的組成結合濾波器的組成河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系162022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信光纖通信：光纖通信：是以光波作為信息載體，以光導纖維為傳輸媒是以光波作為信息載體，以光導纖維為傳輸媒介的一種嶄新的通信方式。

22、介的一種嶄新的通信方式。 優(yōu)點：優(yōu)點：傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸速率高、傳輸損耗小、誤碼率低、傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸速率高、傳輸損耗小、誤碼率低、可靠性高、不受電磁干擾、組網(wǎng)靈活方便?？煽啃愿?、不受電磁干擾、組網(wǎng)靈活方便。 優(yōu)點：優(yōu)點：配電載波機的傳輸率可達到配電載波機的傳輸率可達到150300bit/s，可滿足雙向通信的，可滿足雙向通信的要求，在配電網(wǎng)監(jiān)控、遠方抄表和負荷控制等領域得到廣泛的應用要求，在配電網(wǎng)監(jiān)控、遠方抄表和負荷控制等領域得到廣泛的應用。 光纖通信系統(tǒng)由電端機、光端機、中繼器和光纜組成，光纖通信系統(tǒng)由電端機、光端機、中繼器和光纜組成，如圖如圖8-2所示。所示。 圖圖8

23、-2 光纖通信系統(tǒng)的組成光纖通信系統(tǒng)的組成河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系172022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信電話線通信：電話線通信：分為租用電話專線和公用電話撥號兩種方式。分為租用電話專線和公用電話撥號兩種方式。 租用電話專線方式：傳輸速率高，但租金較貴，成本高，租用電話專線方式：傳輸速率高，但租金較貴，成本高，適用于對通信速率要求較高的場所，如配電子站與主站之間適用于對通信速率要求較高的場所，如配電子站與主站之間的通信；的通信；公用電話網(wǎng)撥號方式：費用較低，但撥號電話的連接時間公用電話網(wǎng)撥號方式：費用較低，但撥號電話的連接時間長且有時接不通，因此只

24、適用于對通信速率要求不高的場所，長且有時接不通，因此只適用于對通信速率要求不高的場所，如遠程抄表等。如遠程抄表等。 電話線通信的缺點：電話線通信的缺點：電力部門無法完全掌握電話線通信電力部門無法完全掌握電話線通信的維護以確保其可靠運行，而且還有許多電話線未能覆蓋到的維護以確保其可靠運行，而且還有許多電話線未能覆蓋到的區(qū)域。的區(qū)域。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系182022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信n無線通信：無線通信：包括調幅（包括調幅（AM）廣播、調頻（）廣播、調頻（FM）廣播、無）廣播、無線尋呼網(wǎng)、高頻通信（線尋呼網(wǎng)、高頻通信（HF）、無線擴頻通

25、信、微波通信、）、無線擴頻通信、微波通信、衛(wèi)星通信、數(shù)控電臺等。衛(wèi)星通信、數(shù)控電臺等。 高頻通信：高頻通信：擴頻通信的頻率范圍在擴頻通信的頻率范圍在150800MHz。特點：特點：通信速度不高，傳輸距離較短，但繞射能力較強，比較適合中小通信速度不高，傳輸距離較短，但繞射能力較強，比較適合中小城市和大城市近郊及廣大農村地區(qū)的配電自動化設備間的通信。城市和大城市近郊及廣大農村地區(qū)的配電自動化設備間的通信。擴頻通信：擴頻通信：擴頻通信的頻率范圍為擴頻通信的頻率范圍為9001000MHz。特點：特點：傳輸速率高，發(fā)射功率小，抗干擾能力強，但要求通信兩端無阻傳輸速率高，發(fā)射功率小，抗干擾能力強，但要求通

26、信兩端無阻擋擋，因此對位于高樓林立之中的城市配電網(wǎng)應用效果不佳。用于通信點因此對位于高樓林立之中的城市配電網(wǎng)應用效果不佳。用于通信點不多，通信速率要求較高的場合，例如子站與配電控制中心間的通信。不多，通信速率要求較高的場合，例如子站與配電控制中心間的通信。微波通信（也稱視距通信）：微波通信（也稱視距通信）：微波通信是采用微波通信是采用1GHz以上的以上的頻率，外加特有的設備構成的通信方式。頻率，外加特有的設備構成的通信方式。特點：特點：傳輸容量大，傳輸距離長，穩(wěn)定性能好，配置靈活傳輸容量大，傳輸距離長，穩(wěn)定性能好，配置靈活 。微波通信同光波一微波通信同光波一樣是直線傳播的，樣是直線傳播的，因而

27、也稱視距通信因而也稱視距通信 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系192022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信衛(wèi)星通信：衛(wèi)星通信：衛(wèi)星通信是通過同步軌道上的通信衛(wèi)星作為中衛(wèi)星通信是通過同步軌道上的通信衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)或發(fā)射無線電信號，在地面站間進行通信的。繼站來轉發(fā)或發(fā)射無線電信號，在地面站間進行通信的。優(yōu)點：優(yōu)點：不受地形和距離的限制，通信容量大，不受大氣層騷動的影響，不受地形和距離的限制，通信容量大，不受大氣層騷動的影響，通信可靠。通信可靠。2. 現(xiàn)場設備級通信方式現(xiàn)場設備級通信方式n現(xiàn)場總線：現(xiàn)場總線：是連接智能現(xiàn)場設備與控制系統(tǒng)和控制室之間是連接智能現(xiàn)

28、場設備與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種數(shù)字式、雙向、串行、多點通信的系統(tǒng)。其傳輸介的一種數(shù)字式、雙向、串行、多點通信的系統(tǒng)。其傳輸介質主要采用雙絞線。質主要采用雙絞線。優(yōu)點：優(yōu)點：可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，通信速率高，造價低廉，可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，通信速率高，造價低廉，維護成本低維護成本低 。 在配電自動化系統(tǒng)中，在配電自動化系統(tǒng)中，LonWorks總線和總線和CAN總線是較?？偩€是較常用的兩種現(xiàn)場總線通信方式。用的兩種現(xiàn)場總線通信方式。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系202022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信LonWorks總線總線：Lo

29、nWorks技術是由美國技術是由美國Echelon公司開發(fā)，公司開發(fā)，并與并與Motorola和東芝公司共同倡導的現(xiàn)場總線技術。它采用和東芝公司共同倡導的現(xiàn)場總線技術。它采用了了ISO/OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)模型全部的七層協(xié)議結構，是唯一開放系統(tǒng)互聯(lián)模型全部的七層協(xié)議結構，是唯一提供全部服務的現(xiàn)場總線。提供全部服務的現(xiàn)場總線。CAN總線：總線：CAN最早由德國最早由德國Bosch公司推出，是一種具有公司推出，是一種具有很高可靠性、支持分布式實時控制的串行通信網(wǎng)絡。它是目很高可靠性、支持分布式實時控制的串行通信網(wǎng)絡。它是目前唯一被批準為國際標準的現(xiàn)場總線。前唯一被批準為國際標準的現(xiàn)場總線。LonWo

30、rks支持雙絞線、電力線、同軸電纜和光纖等多種網(wǎng)絡傳輸介質支持雙絞線、電力線、同軸電纜和光纖等多種網(wǎng)絡傳輸介質并支持多種拓撲結構，組網(wǎng)方式靈活，其通信速率為并支持多種拓撲結構，組網(wǎng)方式靈活，其通信速率為78kbit/s/2700m、1.25Mbit/s/130m，節(jié)點數(shù)，節(jié)點數(shù)32000個。個。 CAN可以采用點對點、一點對多點及全局廣播多種方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)，可以采用點對點、一點對多點及全局廣播多種方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)，可以多主方式工作?？梢远嘀鞣绞焦ぷ?。CAN總線采用雙絞線或光纖串行通信方式，其通信總線采用雙絞線或光纖串行通信方式，其通信速率為速率為5kbit/s/10kM、1Mbit/s/40

31、m，節(jié)點數(shù)，節(jié)點數(shù)110個。個。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系212022-4-148.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信nRS-485標準接口：標準接口：RS-485是一種改進的串行接口標準，其是一種改進的串行接口標準，其接口環(huán)節(jié)簡單且不含接口環(huán)節(jié)簡單且不含CPU。RS-485最多可支持最多可支持64256個發(fā)個發(fā)送送/接收器對，最遠傳輸距離為接收器對，最遠傳輸距離為2.5km（9600bit/s），最高），最高傳輸速率為傳輸速率為2.4Mbit/s。 用于一些對實時性要求不高的場合，比如遠方自動抄表。用于一些對實時性要求不高的場合，比如遠方自動抄表。四、配電自動化系統(tǒng)

32、的通信方案四、配電自動化系統(tǒng)的通信方案 配網(wǎng)自動化工程所使用的通信介質主要有光纖、屏蔽雙配網(wǎng)自動化工程所使用的通信介質主要有光纖、屏蔽雙絞線和配電線。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般可分為主站層、子站層絞線和配電線。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般可分為主站層、子站層和饋線層三層，在不同的層次上應采用不同的通信介質。和饋線層三層，在不同的層次上應采用不同的通信介質。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系222022-4-14主站與子站之間：一般采用單模光纖通信。光纖通信的組主站與子站之間：一般采用單模光纖通信。光纖通信的組網(wǎng)方式一般分為兩種：光纖以太網(wǎng)和光纖環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)方式一般分為兩種：光纖以太網(wǎng)和光纖環(huán)網(wǎng)。子站與饋線

33、之間：一般采用光纖、雙絞線、電力線載波、子站與饋線之間：一般采用光纖、雙絞線、電力線載波、無線等多種通信手段混合的方式。無線等多種通信手段混合的方式。低壓抄表系統(tǒng)：采用低壓配電線載波通信。低壓抄表系統(tǒng)：采用低壓配電線載波通信。8.2 配電網(wǎng)自動化的通信配電網(wǎng)自動化的通信 圖圖8-3為北京四方華能公司生產的為北京四方華能公司生產的CSDA2000配網(wǎng)自動化配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的總體結構圖，各層之間采用的通信介質如圖所示。系統(tǒng)的總體結構圖，各層之間采用的通信介質如圖所示。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系232022-4-14圖圖8-3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的總體結構配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的總體結構河北科技

34、大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系242022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化一、概述一、概述 饋線自動化的實現(xiàn)方式有以下兩種：饋線自動化的實現(xiàn)方式有以下兩種：當?shù)乜刂品绞剑寒數(shù)乜刂品绞剑阂揽恐悄芘潆婇_關設備（重合器和分段依靠智能配電開關設備（重合器和分段器等）間的相互配合來實現(xiàn)故障區(qū)域自動隔離和健全區(qū)域器等）間的相互配合來實現(xiàn)故障區(qū)域自動隔離和健全區(qū)域自動恢復供電的功能；自動恢復供電的功能；遠方控制方式：遠方控制方式：通過通信網(wǎng)絡及配電子站把戶外分段開通過通信網(wǎng)絡及配電子站把戶外分段開關處的柱上關處的柱上FTU和配電網(wǎng)控制中心的和配電網(wǎng)控制中心的SCADA計算機系統(tǒng)連

35、計算機系統(tǒng)連接起來，由計算機系統(tǒng)完成故障定位，然后以遙控方式隔接起來，由計算機系統(tǒng)完成故障定位，然后以遙控方式隔離故障區(qū)域，恢復非故障區(qū)域供電。離故障區(qū)域，恢復非故障區(qū)域供電。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系252022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化二、當?shù)乜刂品绞降酿伨€自動化二、當?shù)乜刂品绞降酿伨€自動化 1. 重合器與分段器重合器與分段器n重合器：重合器：是一種自身具有控制及保護功能的開關設備。它是一種自身具有控制及保護功能的開關設備。它能進行故障電流檢測和按預先整定的分合操作次數(shù)自動完能進行故障電流檢測和按預先整定的分合操作次數(shù)自動完成分合操作，并在動作

36、后能自動復位或閉鎖。成分合操作，并在動作后能自動復位或閉鎖。重合器的功能：重合器的功能：當線路發(fā)生故障后，重合器通過檢測確認當線路發(fā)生故障后，重合器通過檢測確認為故障電流時將自動跳閘，并按預先整定的動作順序及時間為故障電流時將自動跳閘，并按預先整定的動作順序及時間間隔進行若干次合、分循環(huán)操作間隔進行若干次合、分循環(huán)操作。重合器的時間重合器的時間電流特性曲線電流特性曲線TCC：指重合器的開斷時間指重合器的開斷時間與開斷電流之間的關系曲線。與開斷電流之間的關系曲線。 重合器一般有兩種重合器一般有兩種tI特性曲線，一種為快速動作特性曲線，一種為快速動作tI特性曲線，一特性曲線，一般只有一條；另一種為

37、慢速動作般只有一條；另一種為慢速動作tI特性曲線，可以有多條。特性曲線，可以有多條。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系262022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化n分段器：分段器：是一種與電源側前級開關（重合器或斷路器）配是一種與電源側前級開關（重合器或斷路器）配合，在失壓或無流的情況下自動分閘的開關設備。合，在失壓或無流的情況下自動分閘的開關設備。分段器與重合器的主要區(qū)別是不能開斷短路電流，但是能分段器與重合器的主要區(qū)別是不能開斷短路電流，但是能在線路短路時承受短路電流的力效應和熱效應。在線路短路時承受短路電流的力效應和熱效應。分段器的關鍵部件是故障檢測繼電器

38、，根據(jù)判斷故障方式分段器的關鍵部件是故障檢測繼電器，根據(jù)判斷故障方式的不同，分段器可分為過流脈沖計數(shù)型分段器和電壓的不同，分段器可分為過流脈沖計數(shù)型分段器和電壓時間時間型分段器兩類。型分段器兩類。過流脈沖計數(shù)型分段器：過流脈沖計數(shù)型分段器：又稱自動分段器，它是以檢測線路電流來又稱自動分段器，它是以檢測線路電流來判斷故障并進行分合閘操作的。判斷故障并進行分合閘操作的。電壓電壓時間型分段器：時間型分段器：又稱自動配電開關或重合分段器，它是憑借又稱自動配電開關或重合分段器，它是憑借加壓或失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或加壓或失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或

39、閉鎖。閉鎖。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系272022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化 2. 重合器與其它元件的配合重合器與其它元件的配合n重合器與重合器的配合重合器與重合器的配合 圖圖8-4所示是一個由五臺所示是一個由五臺重合器配合隔離環(huán)網(wǎng)故障過重合器配合隔離環(huán)網(wǎng)故障過程示意圖，每條線路設置一程示意圖，每條線路設置一臺出線重合器和一臺中間重臺出線重合器和一臺中間重合器，兩條線路通過一個常合器，兩條線路通過一個常開的聯(lián)開的聯(lián) 絡重合器相連。這些絡重合器相連。這些重合器在線路發(fā)生過電流或重合器在線路發(fā)生過電流或低電壓時動作。低電壓時動作。圖圖8-4 多個重合器

40、配合隔離環(huán)網(wǎng)故障過程多個重合器配合隔離環(huán)網(wǎng)故障過程河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系282022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化n重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合圖圖8-5 重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合隔離永久性故障過程重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合隔離永久性故障過程 圖圖8-5為一樹狀網(wǎng)采用重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配為一樹狀網(wǎng)采用重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合隔離永久性故障過程示意圖。圖中合隔離永久性故障過程示意圖。圖中A采用重合器，采用重合器，B和和C采采用過流脈沖計數(shù)型分段器，它們的記數(shù)次數(shù)均整定為用過流脈沖計數(shù)

41、型分段器，它們的記數(shù)次數(shù)均整定為2次。次。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系292022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化n重合器與電壓重合器與電壓時間型分段器配合時間型分段器配合簡單輻射狀網(wǎng)的故障處理過程：圖簡單輻射狀網(wǎng)的故障處理過程：圖8-6為一簡單輻射狀網(wǎng)采為一簡單輻射狀網(wǎng)采用重合器與電壓用重合器與電壓時間型分段器配合隔離故障區(qū)段的過程示時間型分段器配合隔離故障區(qū)段的過程示意圖。意圖。 圖中圖中A采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時間為間為15s，第二次重合時間為，第二次重合時間為5s。B、C、D和和E均采用電

42、壓均采用電壓時間型分段器，其中時間型分段器，其中B和和D的的X時限均整定為時限均整定為7s；C和和E的的X時時限均整定為限均整定為14s；它們的；它們的 Y時限均整定為時限均整定為5s。分段器均設置在。分段器均設置在第一套功能。第一套功能。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系302022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化圖圖8-6 輻射狀網(wǎng)隔離故障區(qū)段的過程輻射狀網(wǎng)隔離故障區(qū)段的過程河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系312022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化圖圖8-7 輻射網(wǎng)分隔故障區(qū)段的時間特性輻射網(wǎng)分隔故障區(qū)段的時間特性上述輻射

43、網(wǎng)分隔故障區(qū)段過程的時間特性如圖上述輻射網(wǎng)分隔故障區(qū)段過程的時間特性如圖8-7所示。所示。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系322022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化簡單環(huán)網(wǎng)的故障處理過程：圖簡單環(huán)網(wǎng)的故障處理過程：圖8-8為一典型的開環(huán)運行的環(huán)為一典型的開環(huán)運行的環(huán)狀網(wǎng)采用重合器與電壓狀網(wǎng)采用重合器與電壓時間型分段器配合隔離故障區(qū)段的時間型分段器配合隔離故障區(qū)段的過程示意圖。過程示意圖。 圖中圖中A采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時間為間為15s，第二次重合時間為，第二次重合時間為5s。B、C和和D采用電壓采

44、用電壓時間時間型分段器并且設置在第一套功能，它們的型分段器并且設置在第一套功能，它們的X時限均整定為時限均整定為7s，Y時限均整定為時限均整定為5s；E也采用電壓也采用電壓時間型分段器并且設置在時間型分段器并且設置在第二套功能，它的第二套功能，它的XL時限均整定為時限均整定為45s，Y時限均整時限均整 定為定為5s。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系332022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化圖圖8-8 環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運行時隔離故障區(qū)段的過程環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運行時隔離故障區(qū)段的過程河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系342022-4-14上述輻射網(wǎng)分隔故障區(qū)段過程

45、的時間特性如圖上述輻射網(wǎng)分隔故障區(qū)段過程的時間特性如圖8-9所示。所示。8.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化圖圖8-9 環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行時分隔故障區(qū)段的時間特性環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行時分隔故障區(qū)段的時間特性河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系352022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化三、遠方控制方式的饋線自動化三、遠方控制方式的饋線自動化 遠方控制方式的饋線自動化系統(tǒng)是建立在計算機監(jiān)控系遠方控制方式的饋線自動化系統(tǒng)是建立在計算機監(jiān)控系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡的基礎上，它所需用的主要設備是具有數(shù)據(jù)采統(tǒng)和通信網(wǎng)絡的基礎上，它所需用的主要設備是具有數(shù)據(jù)采集和通信能力的饋線遠方終端單元（

46、集和通信能力的饋線遠方終端單元（FTU）。）。 它的功能有：它的功能有： 在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線開關的狀態(tài)和饋線電流、在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線開關的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，實現(xiàn)線路開關的遠方合閘和分閘操作；電壓情況，實現(xiàn)線路開關的遠方合閘和分閘操作；在負荷不均勻時，通過負荷均衡化達到優(yōu)化運行方式的目在負荷不均勻時，通過負荷均衡化達到優(yōu)化運行方式的目的；的；在故障時獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段在故障時獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復對非故障區(qū)段的供電。以及恢復對非故障區(qū)段的供電。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系362022-4-148

47、.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化1. FTU的基本功能和性能的基本功能和性能FTU的基本功能：的基本功能：遙信功能；遙測功能；遙控功能；統(tǒng)計遙信功能；遙測功能；遙控功能；統(tǒng)計功能；對時功能；事件順序記錄（功能；對時功能；事件順序記錄（SOE）；事故記錄；定值）；事故記錄；定值遠方修改和召喚定值；自檢和自恢復功能；遠方控制閉鎖與遠方修改和召喚定值；自檢和自恢復功能；遠方控制閉鎖與手動操作功能；遠程通信功能。手動操作功能；遠程通信功能。 FTU除上述功能外，還有以下三項可選配的功能：電度除上述功能外，還有以下三項可選配的功能：電度采集；微機保護；故障錄波。采集；微機保護；故障錄波。FTU

48、的性能要求：的性能要求：抗惡劣環(huán)境的能力；具有良好的維修抗惡劣環(huán)境的能力；具有良好的維修性；可靠的電源。性；可靠的電源。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系372022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化2. FTU的組成的組成遠方終端控制器：遠方終端控制器：作為整個作為整個FTU的核心模塊需完成的核心模塊需完成FTU的的主要功能，如模擬和數(shù)字信號測量、邏輯計算、控制輸出和主要功能，如模擬和數(shù)字信號測量、邏輯計算、控制輸出和通信處理。通信處理。充電器：充電器：完成交流降壓、整流及隔離，蓄電池充放電管理，完成交流降壓、整流及隔離，蓄電池充放電管理，多電源自動投切，蓄電

49、池容量監(jiān)視等功能。多電源自動投切，蓄電池容量監(jiān)視等功能。蓄電池：蓄電池：作為作為FTU所有供電電源的后備電源。所有供電電源的后備電源。機箱外殼：機箱外殼：由于大多由于大多FTU安裝在戶外，受酸雨等的腐蝕較安裝在戶外，受酸雨等的腐蝕較嚴重，因而機箱外殼宜采用耐腐蝕的材料做成，最好采用不嚴重，因而機箱外殼宜采用耐腐蝕的材料做成，最好采用不銹鋼材料銹鋼材料。 河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系382022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化各種附件：各種附件：包括遠方控制閉鎖開關、分合閘按鈕、跳合位包括遠方控制閉鎖開關、分合閘按鈕、跳合位置指示燈、接線端子排、航空接插件、

50、空氣開關、除濕和加置指示燈、接線端子排、航空接插件、空氣開關、除濕和加熱器等。熱器等。3. FTU的分類的分類柱上柱上FTU：安裝在戶外柱上或路邊等處，主要監(jiān)視的是單安裝在戶外柱上或路邊等處，主要監(jiān)視的是單一的柱上開關。一的柱上開關。環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜FTU：安裝在環(huán)網(wǎng)柜內，環(huán)網(wǎng)柜一般都為兩路進線，安裝在環(huán)網(wǎng)柜內，環(huán)網(wǎng)柜一般都為兩路進線，多路出線，因此環(huán)網(wǎng)柜多路出線，因此環(huán)網(wǎng)柜FTU至少要監(jiān)控四條線路，要求至少要監(jiān)控四條線路，要求FTU有很大的數(shù)據(jù)容量。有很大的數(shù)據(jù)容量。開閉所開閉所FTU（或者稱（或者稱DTU）：）：所要監(jiān)控的開關和線路的數(shù)所要監(jiān)控的開關和線路的數(shù)量就更多了，因此對數(shù)據(jù)容量的要求就

51、更大，但對體積的大量就更多了，因此對數(shù)據(jù)容量的要求就更大，但對體積的大小要求不是很嚴。小要求不是很嚴。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系392022-4-148.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化4. 遠方控制方式饋線自動化系統(tǒng)的組成遠方控制方式饋線自動化系統(tǒng)的組成 典型的由典型的由FTU、計算機系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡組成的遠方控制、計算機系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡組成的遠方控制方式饋線自動化系統(tǒng)如圖方式饋線自動化系統(tǒng)如圖8-10所示。所示。圖圖8-10 遠方控制方式饋線自動化系統(tǒng)的組成遠方控制方式饋線自動化系統(tǒng)的組成河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系402022-4-14四、兩種饋線自

52、動化系統(tǒng)的總體評價四、兩種饋線自動化系統(tǒng)的總體評價（見表（見表8-2）8.3 配電網(wǎng)的饋線自動化配電網(wǎng)的饋線自動化表表8-2 兩種饋線自動化系統(tǒng)的總體評價兩種饋線自動化系統(tǒng)的總體評價當?shù)乜刂品绞降酿伨€自動化系統(tǒng)當?shù)乜刂品绞降酿伨€自動化系統(tǒng)遠方控制方式的饋線自動化系統(tǒng)遠方控制方式的饋線自動化系統(tǒng)主要優(yōu)點主要優(yōu)點結構簡單，建設費用低，不需要建設通信結構簡單，建設費用低，不需要建設通信網(wǎng)絡，不存在電源提取問題網(wǎng)絡，不存在電源提取問題故障時隔離故障區(qū)域，正常時監(jiān)控配網(wǎng)運故障時隔離故障區(qū)域，正常時監(jiān)控配網(wǎng)運行，可以優(yōu)化運行方式，實現(xiàn)安全經濟運行，可以優(yōu)化運行方式，實現(xiàn)安全經濟運行；適應靈活的運行方式；恢

53、復健全區(qū)段行；適應靈活的運行方式；恢復健全區(qū)段供電時，可以采取安全和最佳措施；可以供電時，可以采取安全和最佳措施；可以和和GIS、MIS等聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全局信息化等聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全局信息化主要缺點主要缺點只在線路發(fā)生故障時起作用，正常運行時只在線路發(fā)生故障時起作用，正常運行時不能起監(jiān)控作用，因而不能優(yōu)化運行方式；不能起監(jiān)控作用，因而不能優(yōu)化運行方式；調整運行方式后，需要重新到現(xiàn)場修改元調整運行方式后，需要重新到現(xiàn)場修改元件整定值；恢復健全區(qū)段供電時，無法采件整定值；恢復健全區(qū)段供電時，無法采取安全和最佳措施；需要經過多次重合，取安全和最佳措施；需要經過多次重合，對設備的沖擊大對設備的沖擊大結構復雜，建

54、設費用高，需要建設通信網(wǎng)結構復雜，建設費用高，需要建設通信網(wǎng)絡，存在電源提取等問題絡，存在電源提取等問題所需主要所需主要設備設備重合器、分段器等重合器、分段器等FTU、通信網(wǎng)絡、區(qū)域工作站、配電自動、通信網(wǎng)絡、區(qū)域工作站、配電自動化計算機系統(tǒng)化計算機系統(tǒng)適用范圍適用范圍 農網(wǎng)、負荷密度小的偏遠地區(qū)、供電途農網(wǎng)、負荷密度小的偏遠地區(qū)、供電途徑少于兩條的網(wǎng)徑少于兩條的網(wǎng)城網(wǎng)、負荷密度大的地區(qū)、重要工業(yè)園區(qū)、城網(wǎng)、負荷密度大的地區(qū)、重要工業(yè)園區(qū)、供電途徑多的網(wǎng)格狀配電網(wǎng)、其他對供電供電途徑多的網(wǎng)格狀配電網(wǎng)、其他對供電可靠性要求較高的區(qū)域可靠性要求較高的區(qū)域河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系

55、412022-4-14一、配電圖資地理信息系統(tǒng)一、配電圖資地理信息系統(tǒng)8.4 配電及用電管理自動化配電及用電管理自動化1. 地理信息系統(tǒng)的概念與功能地理信息系統(tǒng)的概念與功能地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機軟件、硬件支持下，以是在計算機軟件、硬件支持下，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述各種地理空間信息，采集、存儲、管理、檢索、分析和描述各種地理空間信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)與圖形產品的計算機系統(tǒng)。其基本結構以多種形式輸出數(shù)據(jù)與圖形產品的計算機系統(tǒng)。其基本結構如圖如圖8-11所示。所示。圖圖8-11 地理信息系統(tǒng)的基本結構地理信息系統(tǒng)的基本結構河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣

56、工程系422022-4-148.4 配電及用電管理自動化配電及用電管理自動化地理信息系統(tǒng)的主要功能有：地理信息系統(tǒng)的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入與編輯整理；數(shù)數(shù)據(jù)的輸入與編輯整理；數(shù)據(jù)的存儲與管理；數(shù)據(jù)的檢索與查詢；數(shù)據(jù)的分析與處理；據(jù)的存儲與管理；數(shù)據(jù)的檢索與查詢；數(shù)據(jù)的分析與處理；數(shù)據(jù)的輸出。數(shù)據(jù)的輸出。2. 配電圖資地理信息系統(tǒng)的概念與功能配電圖資地理信息系統(tǒng)的概念與功能配電圖資地理信息系統(tǒng)配電圖資地理信息系統(tǒng)是自動繪圖（是自動繪圖（AM）、設備管理）、設備管理（FM）和地理信息系統(tǒng)（）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的總稱，它是利用地理信）的總稱，它是利用地理信息技術和配電網(wǎng)規(guī)劃技術、生產運行管理技

57、術等，實現(xiàn)配電息技術和配電網(wǎng)規(guī)劃技術、生產運行管理技術等，實現(xiàn)配電管理的計算機系統(tǒng)，為了簡便，可簡記為管理的計算機系統(tǒng)，為了簡便，可簡記為AM/FM/GIS。AM/FM/GIS系統(tǒng)的功能有：系統(tǒng)的功能有：拓撲網(wǎng)絡著色；自動動態(tài)連拓撲網(wǎng)絡著色；自動動態(tài)連接；小區(qū)分割管理；接；小區(qū)分割管理；AutoCAD雙向接口；跳閘事件報告；雙向接口；跳閘事件報告；能接入第三方軟件。能接入第三方軟件。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系432022-4-148.4 配電及用電管理自動化配電及用電管理自動化3. AM/FM/GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的實際應用系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的實際應用nAM/FM/GIS系統(tǒng)在離

58、線方面的應用系統(tǒng)在離線方面的應用在設備管理系統(tǒng)中的應用：在設備管理系統(tǒng)中的應用：在以地理圖為背景所繪制的單在以地理圖為背景所繪制的單線圖上，能分層顯示變電站、線路、變壓器、斷路器、隔離線圖上，能分層顯示變電站、線路、變壓器、斷路器、隔離開關直至電桿路燈和電力用戶的地理位置。只要激活一下所開關直至電桿路燈和電力用戶的地理位置。只要激活一下所檢索的廠站或設備圖標，就可以顯示有關廠站或設備的相關檢索的廠站或設備圖標，就可以顯示有關廠站或設備的相關信息。信息。在用電管理系統(tǒng)中的應用：在用電管理系統(tǒng)中的應用：業(yè)務報表、查表收費、負荷管業(yè)務報表、查表收費、負荷管理等是供電部門最為繁重的幾項用電管理任務。使

59、用系統(tǒng)，理等是供電部門最為繁重的幾項用電管理任務。使用系統(tǒng)，可以方便基層人員核對現(xiàn)場設備運行狀況，及時更新配電、可以方便基層人員核對現(xiàn)場設備運行狀況，及時更新配電、用電的各項信息數(shù)據(jù)。用電的各項信息數(shù)據(jù)。河北科技大學電氣工程系河北科技大學電氣工程系442022-4-148.4 配電及用電管理自動化配電及用電管理自動化在規(guī)劃設計上的應用：在規(guī)劃設計上的應用：配電系統(tǒng)在合理分割變電站負荷、配電系統(tǒng)在合理分割變電站負荷、饋電線路負荷調整以及增設配電變電站、開關站、聯(lián)絡線和饋電線路負荷調整以及增設配電變電站、開關站、聯(lián)絡線和饋電線路，直至配電網(wǎng)改造、發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃設計任務都比饋電線路，直至配電網(wǎng)改造、

60、發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃設計任務都比較煩瑣，一般都由供電部門自行完成。采用地理圖上所提供較煩瑣，一般都由供電部門自行完成。采用地理圖上所提供的設備管理和用電管理信息和數(shù)據(jù)，與小區(qū)預報的數(shù)據(jù)相結的設備管理和用電管理信息和數(shù)據(jù)，與小區(qū)預報的數(shù)據(jù)相結合，共同構成配電網(wǎng)規(guī)劃和設計計算的基礎。合，共同構成配電網(wǎng)規(guī)劃和設計計算的基礎。nAM/FM/GIS系統(tǒng)在在線方面的應用系統(tǒng)在在線方面的應用反映配電網(wǎng)的運行狀況：反映配電網(wǎng)的運行狀況：讀取讀取SCADA系統(tǒng)遙信量，通過網(wǎng)系統(tǒng)遙信量，通過網(wǎng)絡拓撲著色，能直觀地反映配電網(wǎng)運行實時狀況。絡拓撲著色，能直觀地反映配電網(wǎng)運行實時狀況。在線操作：在線操作：可在地理圖上直接對開