供電系統(tǒng)變電所的自動化

1、西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置、自動重合閘裝置、中性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置、自動重合閘裝置、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，最后介紹了電力負(fù)荷管理和點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，最后介紹了電力負(fù)荷管理和控制?？刂?。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 變電所自動化系統(tǒng)的基本功能變電所自動化系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)第三節(jié) 變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自

2、動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置第五節(jié)第五節(jié) 自動重合閘裝置自動重合閘裝置第六節(jié)第六節(jié) 變電所的電壓、無功綜合控制變電所的電壓、無功綜合控制第七節(jié)第七節(jié) 中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置第八節(jié)第八節(jié) 電力負(fù)荷管理與控制電力負(fù)荷管理與控制西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護(hù)變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護(hù)裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置）通過計算機網(wǎng)絡(luò)

3、和現(xiàn)代通信裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置）通過計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)綜合集成為一體，實現(xiàn)變電所運行管理自動化的系統(tǒng)。技術(shù)綜合集成為一體，實現(xiàn)變電所運行管理自動化的系統(tǒng)。 一、變電所的自動化系統(tǒng)的定義一、變電所的自動化系統(tǒng)的定義 二、變電所的自動化系統(tǒng)的主要功能二、變電所的自動化系統(tǒng)的主要功能 具有微機保護(hù)，數(shù)據(jù)、信號采集與測量，自動控制，運行具有微機保護(hù)，數(shù)據(jù)、信號采集與測量，自動控制，運行監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測距，信息儲存與分析，自診斷，監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測距，信息儲存與分析，自診斷，與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來自線路需經(jīng)變電所傳送與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來

4、自線路需經(jīng)變電所傳送的信號等功能。的信號等功能。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類 1）在中、低壓變電所中采用自動化系統(tǒng)，取消常規(guī)的保護(hù)、監(jiān)視、）在中、低壓變電所中采用自動化系統(tǒng)，取消常規(guī)的保護(hù)、監(jiān)視、測量、控制屏，以全面提高變電所的技術(shù)水平和運行管理水平，并逐步測量、控制屏，以全面提高變電所的技術(shù)水平和運行管理水平，并逐步實行無人值班，達(dá)到減員增效的目的。實行無人值班，達(dá)到減員增效的目的。 2）對于高壓大型樞紐變電所的建設(shè)和設(shè)計來說，采用自動化系統(tǒng)，）對于高壓大型樞紐變電所的建設(shè)和設(shè)計來說，采用自動化系統(tǒng)，解決了各專

5、業(yè)在技術(shù)上保持相對獨立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚解決了各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運行可靠性的弊端。達(dá)到提高自動化水平和運行管理水平的目的。至影響運行可靠性的弊端。達(dá)到提高自動化水平和運行管理水平的目的。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第二節(jié)第二節(jié) 變電所自動化系統(tǒng)的基本功能變電所自動化系統(tǒng)的基本功能 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、一、 監(jiān)視控制功能監(jiān)視控制功能 變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變電所模擬量、狀態(tài)量、變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變電所模擬量、狀態(tài)量、脈沖量的數(shù)據(jù)采集，時間順序記錄，

6、故障錄波，諧波監(jiān)測與分析，脈沖量的數(shù)據(jù)采集，時間順序記錄，故障錄波，諧波監(jiān)測與分析，變電站操作控制，人機聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級調(diào)度通信的變電站操作控制，人機聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級調(diào)度通信的全部功能。全部功能。 1. 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集:對供電系統(tǒng)運行參數(shù)的在線實時采集是變電所自動化系統(tǒng)的基本功能之一，運行參數(shù)可分為模擬量、狀態(tài)量和脈沖量等。 2. 數(shù)據(jù)處理與記錄數(shù)據(jù)處理與記錄:數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容為電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。 (1) 變電所運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析與計算 (2) 變電所內(nèi)運行參數(shù)和設(shè)備的越限報警及記錄 (3) 變電所內(nèi)的事件記錄 3. 運行監(jiān)視運行監(jiān)視:運行監(jiān)視即

7、對采集到的反映變電所運行狀況和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動監(jiān)視。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 4. 故障錄波故障錄波:10kV及以上的重要配電線路距離長、發(fā)生故障影響大，當(dāng)配電線路故障時必須盡快查出故障點，以便縮短維修時間，盡快恢復(fù)供電，減少損失。 5. 事故順序記錄與事故追憶事故順序記錄與事故追憶 事故順序記錄就是對變電所內(nèi)的繼電保護(hù)、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。 事故追憶是指對變電所內(nèi)的一些主要模擬量，如線路、主變壓器的電流、有功功率、母線電壓等，在事故前后一段時間內(nèi)作連續(xù)測量記錄。 6. 控制及安全操作閉鎖：控制及安全操作閉鎖：操作人員可通過顯示器

8、屏幕對斷路器、隔離開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作；對變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對電容器組進(jìn)行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠(yuǎn)方控制、就地和遠(yuǎn)方切換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。 操作閉鎖包括以下內(nèi)容：操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、微機繼電保護(hù)功能二、微機繼電保護(hù)功能 微機繼電保護(hù)是變電所自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括線路保微機繼電保護(hù)是變電所自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動選護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動選線、自動重合閘。由于繼電保

9、護(hù)的特殊重要性，自動化系統(tǒng)絕不能降低線、自動重合閘。由于繼電保護(hù)的特殊重要性，自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性、獨立性。繼電保護(hù)的可靠性、獨立性。 微機繼電保護(hù)應(yīng)滿足的要求微機繼電保護(hù)應(yīng)滿足的要求： 1.系統(tǒng)的微機繼電保護(hù)按被保護(hù)的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨立設(shè)置，直接由相關(guān)的電流互感器和電壓互感器輸入電氣量，保護(hù)裝置的輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。 2.保護(hù)裝置設(shè)有通信接口，供接入站內(nèi)通信網(wǎng)，在保護(hù)動作后向變電所層的微機設(shè)備提供報告，但繼電保護(hù)功能完全不依賴通信網(wǎng)。 3.為避免不必要的硬件重復(fù)，以提高整個系統(tǒng)的可靠性和降低造價，對35kV及以下的變（配）電所，在不降低保護(hù)裝置可靠

10、性的前提下，可以配給保護(hù)裝置其他一些功能。 4.除保護(hù)裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)，設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、自動控制裝置的功能三、自動控制裝置的功能 變電所自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自變電所自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。因此，典型的變電所自動化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動控制裝動控制功能。因此，典型的變電所自動化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動控制裝置，如備用電源自動投入控制裝置、自動重合

11、閘裝置、電壓、無功綜合控置，如備用電源自動投入控制裝置、自動重合閘裝置、電壓、無功綜合控制裝置、小電流接地選線裝置等。制裝置、小電流接地選線裝置等。 1.備用電源自投控制備用電源自投控制 ：當(dāng)工作電源因故不能供電時，備用電源自動投入裝置應(yīng)能迅速及時將備用電源自動投入使用或?qū)⒂秒娯?fù)荷切換到備用電源上去。 2.自動重合閘裝置：自動重合閘裝置：在供電系統(tǒng)的架空線路發(fā)生“瞬時性故障”被繼電保護(hù)迅速斷開后，由于故障的瞬時性，故障點的絕緣強度會自動恢復(fù)。利用這一特點，采用自動重合閘裝置能夠自動將斷路器重新合閘，恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 4.小電流接地選

12、線裝置：小電流接地選線裝置：在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，接地保護(hù)應(yīng)能正確地選出接地線路及接地相，并予以報警。 3.電壓、無功綜合控制：電壓、無功綜合控制：變電所電壓、無功綜合控制是利用有載調(diào)壓變壓器和母線無功補償電容器及電抗器進(jìn)行局部的電壓及無功功率補償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)控制，使負(fù)荷側(cè)母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)以及用戶供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到電力部門的要求。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X四、遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能四、遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能 變電所自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動化變電所自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。系統(tǒng)

13、與上級調(diào)度的通信兩部分。 1)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通信，主要解決變電所內(nèi)部自動化各子系統(tǒng)間和各子系統(tǒng)與上位機(監(jiān)控主機)間的數(shù)據(jù)和信息交換問題。它們的通信范圍是變電站內(nèi)部。對于集中組屏結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，實際上是在變電所主控室內(nèi)部；對于分散分層結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，其通信范圍擴(kuò)大至主控室與現(xiàn)場單元的安裝地。 2)自動化系統(tǒng)必須兼有遠(yuǎn)動終端（Remote Terminal Unit, RTU）的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關(guān)量信息，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至上級調(diào)度中心；同時應(yīng)該能夠接收調(diào)度中心下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第三

14、節(jié)第三節(jié) 變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、一、 變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則 根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮可靠、實用、先進(jìn)的原則。構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮可靠、實用、先進(jìn)的原則。 可靠性可靠性是變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，系統(tǒng)本身應(yīng)有較強的抗干擾能力和自檢恢復(fù)功能，在系統(tǒng)運行中，繼電保護(hù)的動作行為僅與保護(hù)裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)和其他環(huán)節(jié)，保證自動化系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實現(xiàn)，不影響保

15、護(hù)子系統(tǒng)的正常工作。且都應(yīng)設(shè)有手動跳、合閘功能及防跳功能。 變電所自動化系統(tǒng)的實用性實用性是要求對自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計從實際應(yīng)用的對象出發(fā)。從而提高變電所自動化系統(tǒng)性能價格比，減少投資。同時系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)配置上應(yīng)有可擴(kuò)充余地、通用性要強、操作使用要方便、便于修改和增刪。 變電所自動化系統(tǒng)的先進(jìn)性先進(jìn)性通常是以系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、功能水平及其可靠性、實用性等綜合指標(biāo)為衡量依據(jù)的。變電所自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能水平設(shè)計，要求安全可靠、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益等綜合指標(biāo)好，并為變電所的進(jìn)一步自動化和人工智能應(yīng)用提供平臺，滿足和促進(jìn)變電所無人值班的實施。同時應(yīng)符合國家或部頒標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)開放性能好，便于升

16、級。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、二、 變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為集中式集中式、分布分散式分布分散式和分散分散 集中組屏式集中組屏式三種類型。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖7-1 集中式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 1、集中式變電所自動化系統(tǒng)、集中式變電所自動化系統(tǒng) 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1） 結(jié)構(gòu)簡單，投資少。結(jié)構(gòu)簡單，投資少。 2） 功能簡單，綜合性能差，通常要采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能功能簡單，綜合性能差，通常要采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。提高可

17、靠性。 3） 程序設(shè)計復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)不方便。程序設(shè)計復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)不方便。 4） 組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，不利于推廣。必須另行設(shè)計，不利于推廣。 集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造小型變電所的新建或改造。集中式變電所自動化系統(tǒng)的集中式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點基本特點是：是：西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng) 圖7-2 分布集中組屏的變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

18、圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護(hù)方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高，便于擴(kuò)充和維護(hù)，而且其中一個環(huán)節(jié)故障，不會影響其他部分的正常運行。適用于主變電所的回路數(shù)相對較少，一次設(shè)備比較集中，從一次設(shè)備到數(shù)據(jù)采集柜和控制柜等所用的信號電纜不長，易于設(shè)計、安裝和維護(hù)管理的1035kV供電系統(tǒng)變電所。 分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)的分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點基本特點:西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X3、分布分散式變電所自動化系統(tǒng)、分布分散式變電所自動化系統(tǒng) 圖73 分布分散式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示

19、意圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 減少了所內(nèi)的二次設(shè)備及信號電纜，避免了電纜傳送信息時的電磁干擾，節(jié)省了投資，簡化了維護(hù)，同時最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。由于裝置相互獨立，系統(tǒng)中任一部分故障時，只影響局部，因此提高了整個系統(tǒng)的可靠性，也增強了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運行的靈活性。分布分散式變電所自動化分布分散式變電所自動化系統(tǒng)特點系統(tǒng)特點:西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第四節(jié)第四節(jié) 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、備用電源自動投入裝置的作用與類型一、備用電源自動投入裝置的作用與類型 作

20、用作用：用于兩路及以上電源進(jìn)線的變配電所中，提高供電可靠性。：用于兩路及以上電源進(jìn)線的變配電所中，提高供電可靠性。 工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用明備用: : 在正常時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時才投在正常時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時才投 入工作。入工作。暗備用暗備用: : 在正常時，兩電源都投入，互為備用。在正常時，兩電源都投入，互為備用。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 在正常情況下，在正常情況下，QF1閉合，閉合，QF2斷開，負(fù)荷由工作電源供斷開，負(fù)荷由工作電源供電。電。

21、 QF2QF1TV2備用電源工作電源TV1APD 當(dāng)工作電源故障時，當(dāng)工作電源故障時，APD動作，將動作，將QF1斷開，切除斷開，切除故障電源，然后將故障電源，然后將QF2閉合，閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。供電。APD圖74 備用電源接線方式示意圖a)明備用 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 正常情況下，正常情況下，QF1,QF2閉合，閉合，QF3斷斷開，兩個電源分別向開，兩個電源分別向兩段母線供電。兩段母線供電。 TV1QF3TV2APDQF1QF2工作電源B工作電源A 若電源若電源A(B)發(fā)生發(fā)生故障，故障，APD動作，將動作，將QF1(Q

22、F2)斷開，隨即將斷開，隨即將QF3閉合，此時全部負(fù)閉合，此時全部負(fù)荷均由荷均由B(A)電源供電。電源供電。APD圖74 備用電源接線方式示意圖 b)暗備用 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1）不論什么原因失去工作電源，）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅速起動并投入備用電源；都能迅速起動并投入備用電源； 2）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源；）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源； 3）APD應(yīng)只動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中；應(yīng)只動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中； 4）

23、當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時，）當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時，APD不應(yīng)誤動作。不應(yīng)誤動作。二、對備用電源自動投入裝置的基本要求二、對備用電源自動投入裝置的基本要求西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、備用電源自動投入裝置的原理三、備用電源自動投入裝置的原理 12QF2QF1QF1-+-1KO3-24KT工作電源QF2-+YC備用電源西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第五節(jié)第五節(jié) 自動重合閘裝置自動重合閘裝置 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、自動重合閘的作用和類型一、自動重合閘的作用和類型 運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大

24、多是暫運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動重合閘裝置時性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動重合閘裝置（ARD），迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。 自動重合閘裝置分三相一次重合閘、二次重合閘和三次重合閘三種形式自動重合閘裝置分三相一次重合閘、二次重合閘和三次重合閘三種形式 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、對自動重合閘裝置的基本要求二、對自動重合閘裝置的基本要求 1) 線路正常運行時，自動重合閘裝置（ARD）應(yīng)投入，當(dāng)值班人員利用控制開關(guān)或遙控裝置將斷路器斷開時

25、，ARD不應(yīng)動作。當(dāng)值班人員手動合閘，由于線路上有永久性故障而隨即由保護(hù)裝置將斷路器斷開時，ARD亦不應(yīng)動作。 2) 除上述情況外，當(dāng)斷路器因繼電保護(hù)裝置或其他原因跳閘時，ARD均應(yīng)動作。 3) ARD可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則啟動重合閘裝置，即當(dāng)控制開關(guān)處在合閘位置而斷路器實際上處于斷開位置的情況下，使ARD啟動動作。 4) ARD的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（如一次重合閘只應(yīng)動作一次）。無特殊要求時對架空線路只重合一次，而對電纜線路一般不采用ARD，因其瞬時性故障極少發(fā)生。 5）ARD的動作時限應(yīng)大于故障點滅弧并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度所需時間和斷路器及操作機構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再

26、次動作的時間，一般采用0.51s。 6) ARD動作后，應(yīng)能自動復(fù)歸，為下一次動作做好準(zhǔn)備。 7) 應(yīng)能和保護(hù)裝置配合，使保護(hù)裝置在ARD前加速動作或ARD后保護(hù)加速動作。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理 （1）重合閘啟動 （2）重合閘時間 （3）一次合閘脈沖 （4）手動跳閘后閉鎖 （5）重合閘后加速保護(hù)跳閘回路 圖7-5 三相一次重合閘的工作原理框圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X在供電系統(tǒng)中，利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障 1、自動重合閘前加速保護(hù)、自動重合閘前加速保

27、護(hù)：重合閘前加速保護(hù)一般又簡稱“前加速”。 圖7-6 重合閘前加速保護(hù)方式的構(gòu)成原理示意圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖 （b）時間配合關(guān)系 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2、自動重合閘后加速保護(hù)、自動重合閘后加速保護(hù)：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當(dāng)線路第一次出現(xiàn)故障時，利用線路上設(shè)置的保護(hù)裝置按照整定的動作時限動作。然后相應(yīng)的ARD動作，使斷路器重合一次。 圖77 自動重合閘裝置后加速保護(hù)動作原理圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第六節(jié)第六節(jié) 變電所的電壓、無功綜合控制變電所的電壓、無功綜合控制 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 變電所電壓、無功

28、綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)壓變壓器的分接頭和在低壓母線上設(shè)置的并聯(lián)補償電容器組?？刂频哪康氖潜ＷC主變壓器低壓側(cè)母線電壓在允許范圍內(nèi)，且盡可能提高進(jìn)線的功率因數(shù)。 一、變電所電壓、無功綜合控制的目的一、變電所電壓、無功綜合控制的目的 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理 圖7-8 運行區(qū)域圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 1區(qū)間區(qū)間進(jìn)線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超越上限，控制器發(fā)出指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。如分接頭已調(diào)到極限而電壓仍高于上限，則強切補償電容器組以調(diào)節(jié)

29、電壓。 2區(qū)間區(qū)間母線電壓和進(jìn)線功率因數(shù)均超越上限，此時往往電力負(fù)荷較小，控制器發(fā)出指令應(yīng)先切補償電容器組，一方面改善進(jìn)線功率因數(shù)使其在正常值范圍內(nèi)，另一方面降低母線電壓。如電壓仍超越上限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。 3區(qū)間區(qū)間母線電壓正常，但進(jìn)線功率因數(shù)超越上限，控制器發(fā)出指令逐步切除補償電容器組，以調(diào)節(jié)進(jìn)線功率因數(shù)。 4區(qū)間區(qū)間電壓低于下限，但進(jìn)線功率因數(shù)超越上限。此時若先切補償電容器調(diào)節(jié)進(jìn)線功率因數(shù)，則母線電壓會更低，所以指控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，待電壓滿足運行要求后，再切補償電容器組來調(diào)節(jié)進(jìn)線的功率因數(shù)。 5區(qū)間區(qū)間該區(qū)間的母線電壓低于下限，而進(jìn)線功率因數(shù)在要求范圍內(nèi)，則控制

30、器指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓。如果變壓器分接頭已調(diào)至極限位限時，則強制投入補償電容器組來改善母線電壓。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 6區(qū)間區(qū)間進(jìn)線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，此時，控制器優(yōu)先發(fā)出投入補償電容器組的指令。這樣一方面提高進(jìn)線功率因數(shù)；另一方面可改善母線電壓，若母線電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，使母線電壓水平滿足要求。 7區(qū)間區(qū)間電壓正常，但進(jìn)線功率因數(shù)低于下限要求，則指令投入補償電容器組，以提高進(jìn)線功率因數(shù)。 8區(qū)間區(qū)間運行參數(shù)是電壓越上限，而進(jìn)線功率因數(shù)低于下限值，如果此時，僅投入補償電容器組來提高進(jìn)線功率因數(shù)，會使母線電壓進(jìn)一步升高。因此，

31、控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器的分接頭降壓，然后再投入補償電容器組來提高進(jìn)線的功率因數(shù)。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理 1) 當(dāng)電容器組因故障保護(hù)動作切除后，應(yīng)能自動閉鎖控制在未排除故障前不能再發(fā)出投入電容器組的指令。 2) 當(dāng)電壓太低時(如低于額定電壓的80%)，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。 3) 在變壓器過負(fù)荷時，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。 4) 為了避免控制器過于頻繁動作，除在電壓限值的上、下限范圍內(nèi)設(shè)置一定的調(diào)節(jié)死區(qū)處，還應(yīng)在控制動作一次后，有一定的延時，在此時間內(nèi)只監(jiān)視運行情況，而不發(fā)出新的控制命令。西安理工大學(xué)自動化與信息工程

32、學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第七節(jié)第七節(jié) 中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點 中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，用于在不停電的情況下尋找故障線路。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X 二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動選線裝置的工作原理自動選線裝置的工作原理 1）由于單相接地故障，全系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流。 2）非故障回路（包括電源變壓器回

33、路）中的零序電流有效值等于正常情況下該回路每相對地的電容電流的3倍，其方向由母線指向線路。 3）故障回路上的零序電流為全系統(tǒng)非故障回路對地電容電流之總和，其方向由線路指向母線。 4）變電所低壓母線上出線回路越多，則故障回路上反映的零序電流就越大，也越有利于單相接地自動選線裝置的故障選線判斷。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖7-9 中性點不接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X在線路 上k點發(fā)生A相接地故障后 3lCB03CUjIII CB03CUjIII )(3TCTBTCBCBCTBTCBCBCBCB0CCCUjIIII

34、IIIIIIIIIIIII）（）（）（）（）（）（TCTBT0T3CUjIII西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖710 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件XLUjCCCUjIIIIIIII)(3TLCTBTCBCB0）（西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X第八節(jié)第八節(jié) 電力負(fù)荷管理與控制電力負(fù)荷管理與控制 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X一、電力負(fù)荷管理一、電力負(fù)荷管理 電力負(fù)荷管理從整體上講，應(yīng)包括負(fù)荷特性調(diào)查與管理決策、負(fù)荷分析與預(yù)測、負(fù)荷調(diào)整及直接控制等內(nèi)容。 負(fù)荷特性調(diào)

35、查與管理決策負(fù)荷特性調(diào)查與管理決策 不同類型的電力消費，有其不同的負(fù)荷特性。負(fù)荷特性調(diào)查的目的在于了解其特有的用電規(guī)律，以便為科學(xué)地管理負(fù)荷提供決策依據(jù)。負(fù)荷分析與預(yù)測負(fù)荷分析與預(yù)測 研究各類用電負(fù)荷的構(gòu)成以及隨時間的變化規(guī)律，了解用電負(fù)荷的均衡程度，從中分析用電負(fù)荷調(diào)整的潛力。而正確預(yù)測負(fù)荷的增長，是確定電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，擬定系統(tǒng)運行方式，確定市場營銷策略的基本依據(jù)。負(fù)荷調(diào)整及直接控制負(fù)荷調(diào)整及直接控制 負(fù)荷調(diào)整是用電負(fù)荷管理的一項主要內(nèi)容。在電力系統(tǒng)合理調(diào)度、及時調(diào)整發(fā)電廠發(fā)電出力的同時，合理調(diào)整用戶供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷，減小系統(tǒng)運行的負(fù)荷峰谷差，促使用電負(fù)荷曲線趨向平坦。負(fù)荷直接控制是指當(dāng)

36、電網(wǎng)發(fā)生事故或出現(xiàn)電力供應(yīng)不足時，為保證電網(wǎng)的安全運行和重要負(fù)荷的用電，利用技術(shù)手段限制某些具有可控性、可替代性的負(fù)荷的運行；或在負(fù)荷高峰時段，對某些用電進(jìn)行削峰或避峰施行的中斷供電措施。西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X二、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能二、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 綜合利用計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)，對用電負(fù)荷實施廣泛的監(jiān)測、控制和管理的技術(shù)手段即為電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。 （一）分散型負(fù)荷管理裝置（一）分散型負(fù)荷管理裝置 分散型負(fù)荷管理裝置一般安裝在電力用戶的供電線路或需監(jiān)控的大型設(shè)備上，按預(yù)先整定的時間或分時段定值對用電狀況進(jìn)行監(jiān)控。 1.電力定量器 2

37、.電力時控開關(guān) 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X（二）集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)（二）集中型負(fù)荷管理系統(tǒng) 集中型負(fù)荷管理系統(tǒng)由電力負(fù)荷管理中心、數(shù)據(jù)傳輸信道及安裝在被監(jiān)控側(cè)的控制終端構(gòu)成。其主要功能有：監(jiān)測變電所饋電線路負(fù)荷、變電所饋電線路斷路器、饋電線路末端電壓和用戶各種表計；在正常和緊急情況下，進(jìn)行過負(fù)荷減載，削峰、填谷，調(diào)整負(fù)荷曲線，改善負(fù)荷率，包括降壓減負(fù)荷、用戶負(fù)荷周期控制和用戶負(fù)荷切除；通過控制終端，將用戶各種負(fù)荷信息傳送給負(fù)荷管理中心，使供電部門掌握用戶的負(fù)荷情況，進(jìn)行跟蹤處理。包括設(shè)備管理、負(fù)荷預(yù)計、負(fù)荷管理方案研究和評價等。根據(jù)所采用的信息傳輸方式有：音頻電負(fù)荷管理

38、、無線電負(fù)荷管理和電力線載波負(fù)荷管理。1.無線電力負(fù)荷管理無線電力負(fù)荷管理 無線電負(fù)荷管理系統(tǒng)采用特高頻（我國為230MHz頻段）無線電信號傳送信息和數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的特點是遠(yuǎn)方終端數(shù)量多，但每個終端的實時信息量不大，而且對實時性的要求也比變電站自動化系統(tǒng)或電力調(diào)度系統(tǒng)要低些。且具有雙向通信、不與強電系統(tǒng)耦合、安裝調(diào)試和運行方便等優(yōu)點，因而在工程中獲得廣泛應(yīng)用。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X圖7-11 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)管理中心組成示意圖 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X無線電力負(fù)荷管理的主要功能有： 1）利用遙測、遙控以及當(dāng)?shù)毓β识炕螂娏慷靠刂频裙δ軐V大

39、用戶負(fù)荷實時監(jiān)控，迅速調(diào)整電網(wǎng)負(fù)荷，保證電網(wǎng)安全。 2）對采集的各類負(fù)荷數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測和電力市場預(yù)測。 3）對上網(wǎng)電廠的上網(wǎng)電力進(jìn)行監(jiān)控，保證大電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運行和環(huán)境保護(hù)。 4）對大中型電力用戶的電能計量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)方自動抄表，并與變電所、配電變壓器等電能量抄表相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的線損分析和處理。 5）實施催交電費。并及時發(fā)現(xiàn)電能表故障和竊電現(xiàn)象。 6）利用系統(tǒng)的遙測遙控功能，實現(xiàn)電壓合格率監(jiān)測、用戶電容器自動投切、柱上開關(guān)的控制等。 7）利用裝置的顯示、打印及通信接口，為電力用戶提供數(shù)據(jù)，協(xié)助用戶對內(nèi)部用電實施經(jīng)濟(jì)調(diào)度和管理。 西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院供電技術(shù)電子課件X2.音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng)音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng) 音頻電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸方式是在輸