配電自動化及其發展

DistributionAutomationSystemandItsDevelopment主講教師：陳歆技Instructor:ChenXinji二零零七年七月東南大學電氣工程學院SoutheastUniversity預備知識課程簡介課程名稱：配網自動化授課教師：陳歆技通信地址：東南大學電氣工程學院Email:chenfly163@163.com預備知識課程的地位與任務本課程是為電氣工程及其自動化專業四年級學生開設的一門專業選修課程。配電自動化是當前國內外電力行業前沿技術之一，特別是電力走向市場和信息技術快速發展的今天，逐步開發建設配電自動化系統已是大勢所趨。開設本課程的目的是使學生掌握有關電力系統專業方面配電自動化的基礎知識，以便走上工作崗位后，能夠深入理解和應用所學知識解決生產實際問題。本課程的先修課程是《電路基礎》、《信息通信網絡概論》、《電能系統基礎》和其它相關基礎課程，學生需要具備電力系統的相關基礎知識。本課程的主要任務是通過講課、閱讀資料使學生掌握配電自動化所需要的基礎知識和技能，掌握處理復雜問題的一般方法。

預備知識課程內容1．配電自動化概述2．配電網絡及一次設備3．配電自動化及其實現方式4．配電自動化通信系統5．配電自動化遠方終端技術6．配電SCADA系統7．配電管理自動化系統8．配電管理自動化系統的設計與實現預備知識前修課程電路基礎信息通訊網絡概論電能系統基礎預備知識教材[1]陳堂，趙祖康，等?配電系統及其自動化技術。中國電力出版社，2003參考書[1]劉健，倪建立，鄧永輝，配電自動化系統（第二版），中國水利水電出版社，2003[2]谷永清主編，配電系統自動化，中國電力出版社，2004[3]王明俊，于爾鏗，等?配電系統自動化及其發展。中國電力出版社，1998預備知識學習方法1、認真消化課堂內容2、完成課后作業3、平時注意積累知識點4、有疑問及時與教師聯系考核方式大作業開卷總評成績構成：期末考試60%；大作業40%第一章、概述本章主要內容1、引言2、國內配電自動化現狀3、國外配電自動化現狀1.1引言基本概念：電力系統配電系統低壓、中壓和高壓1.1引言電力系統考核指標供電可靠性城市：＞99.9%大城市中心：＞99.99%電能質量電壓合格率：＞98%其它指標電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第二講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育1.2國內配電自動化現狀國內配電自動化現狀起步晚（比國外發達國家滯后20年）配網結構的有自身特點架空導線電纜負荷接入起步階段配網自動化的主要工作建立實時監控系統實施饋線自動化1.2國內配電自動化現狀其它工作DMS(DistributionManagementSystem)LM,LoadManagementAM,AutomatedMappingFM,FacilitiesManagementGIS,GeographicInformationSystemDSM(DemandSideManagement)SAS(SubstationAutomationSystem)AMR(AutomaticMeterReading)1.3國外配電自動化現狀國外配電自動化現狀起步早配網結構特點城市外圍：單環、雙環或雙回路市區或農村：輻射網、環網、網格式網、復合式網或“4X6”網通信及自動化程度高美國長島電力公司配電自動化系統減少停電時間年平均停電時間紐約109min,曼哈頓地區9min主要功能：SCADA、AM\FM\GIS、負荷控制(LC)等。電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第三講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育1.3國外配電自動化現狀第二章、配電網絡與一次設備本章主要內容1、配電網絡2、變配電站3、架空線和電纜4、中性點接地方式5、配電網一次設備2.1配電網絡配電網絡負荷分析負荷密度：L1-n=A1-n╳d1-nL:負荷數，A:地域面積，d單位面積負荷數網絡接線樹狀、放射型、手拉手、環網柜、網格2.1配電網絡國外4x6網絡接線2.1配電網絡國內城市配網接線2.1配電網絡配電網絡優化準則網絡接線簡潔、靈活以提高系統的可靠性和實現自動化為目的；網絡接線能滿足供電安全“Ｎ-1”準則；網絡實現開環運行，分片供電，限制電網短路容量，滿足電壓合格率要求；網絡能靈活適應各種可能和合理的運行方式，變電站布點與網絡結構能符合負荷不斷增長的需要；網絡便于運行操作、維護和檢修；網絡接線宜標準化、模式化；保證電網運行安全、經濟、高效；選用性能價格比高、小型化、無油化、自動化、免維護或少維護的電氣設備；考慮城市整體布局及環保要求。2.1配電網絡配電網絡設計原則：每段線路分段一般以３－５段為宜；大的分支線可安裝分支開關；每段線路下接的柱上變壓器和高壓用戶以8～10個為宜；中壓供電半徑一般為25～3km；主干線截面電纜以240mm2、架空線以185～240mm2為宜；負荷率宜在60%以下。電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第四講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育2.2變配電站變配電站變電站選址的基本原則盡量接近該變電站的供電中心，以節省線路投資和供電損耗；交通方便，便于設備運輸和檢修、值班等；具有進出線路走廊位置，靠近規劃的變電站已有高壓線路；對周圍環境影響小，如遠離通信塔、機場、軍用倉庫、電視臺、危險品貯藏地、油庫等；征用土地困難小。2.2變配電站主接線選擇原則（1）可靠性。當任一電氣元件（指線路或變壓器）故障時，能及時切除故障，不影響其它電氣元件的工作，且通過操作能恢復供電；（2）運行靈活性。在任一斷路器需要檢修或停運時，通過操作能不影響該線路或變壓器的運行；（3）接線簡單和標準。簡單和標準的變配電站主接線，長期運行以來積累了豐富的經驗，應盡量采用，以利借鑒；（4）主接線應滿足該變配電站在電網中地位的功能要求；（5）設計或選擇的變配電站主接線應符合節省投資，運行費用低的經濟原則。2.2變配電站2.2變配電站電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第五講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育2.2變配電站供電安全“N-1”準則（1）高壓變電所中失去任一回路進線或一組降壓變壓器時，必須保證向下一級配電網供電；（2）高壓配電網中一條架空線或一條電纜或變壓器中一組降壓變壓器發生故障停運時：1在正常情況下，除故障段外不能停電，并不得發生電壓過低和設備不允許的過負荷；2在計劃停運情況下，又發生故障停運時，允許部分停電，但應在規定時間內恢復供電。（3）低壓電網中當一臺變壓器或電網發生故障時，允許部分停電，但應盡量將完好的區段在規定時間內切換至鄰近電網恢復供電。2.3架空線和電纜架空線和電纜架空線路桿塔類型：木桿、水泥桿、鐵塔；桿塔按用途可分為直線桿、耐張桿、轉角桿、終端桿、跨越桿等。架空線路主要由桿塔、橫擔、絕緣于、金具、導線地線、拉線等部件組成。電纜線路電纜類型：油紙緣絕電纜；應用在6-35KV電網中；塑料絕緣電纜；一般用于低壓線路；橡膠絕緣電纜；一般用于低壓線路；交聯聚乙烯絕緣電纜；是目前可應用于各級電壓電網的一種電纜；電纜型號的選擇：一般優先選用交聯聚乙烯絕緣電纜。電纜敷設方法有直埋式、電纜溝敷設和排管敷設等方法。電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第六講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育2.4中性點接地方式中性點接地方式220kv,110kv接地35kv經消弧線圈接地10kv不接地或經消弧線圈接地380/220V直接接地各種接地方式發生故障時狀況正常運行時，對電網無影響，故障時，將產生影響。中性點接地方式對配網自動化的影響配電網中，單相接地故障占故障總數的70%。中性點不接地系統或小電流接地系統中，饋線自動化系統無法啟動故障隔離。2.5配電網一次設備一次設備分段器是一種智能化的負荷開關，能夠和斷路器或重合器配合使用。重合分段器是一種帶有自動重合功能和智能判據的負荷開關，又稱自動配電開關。Ｘ時限是重合分段器端電壓恢復至自動合閘的時延；Ｙ時限是重合分段器合閘后又失壓的時限；如未超過此時限，重合分段器分閘后閉鎖，不再重合。重合器是一種帶有自動重合功能和智能判據的負荷開關。負荷開關是在配電網絡中應用最廣泛的一種配電設備。能夠分合正常負荷電流。高壓熔斷器依靠熔體或熔絲在電路出現短路電流時，熔絲熔斷，保護用電設備。電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第七講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第八講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第九講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十一講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十二講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十三講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十四講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十五講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十六講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十七講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十八講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第十九講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第二十講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工程系

配網自動化第二十一講主講教師：陳歆技東南大學遠程教育電能系統基礎東南大學電氣工