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1、七、配电系统自动化主要内容主要内容（1）配电系统及其特点；）配电系统及其特点；（2）馈线自动化；）馈线自动化；（3）负荷控制；）负荷控制；（4）图资地理信息系统；）图资地理信息系统；（5）远程抄表；）远程抄表；（6）配电网网络重构；）配电网网络重构；7.1 配电系统及其特点 配电系统含：供电、配电和用电；配电系统含：供电、配电和用电； 位于电力系统末端，靠近用户端；位于电力系统末端，靠近用户端； 低压网络：低压网络：10kV，三相不平衡；，三相不平衡； 监控对象多，通常比输电系统多一个数量监控对象多，通常比输电系统多一个数量级；数据分散、点多面广，操作频繁，测级；数据分散、点多面广，操作频繁，
2、测控实时性要求更高；控实时性要求更高； 故障率高，要求具有自动故障隔离和自动故障率高，要求具有自动故障隔离和自动恢复供电的能力；恢复供电的能力；配电系统的信息终端 RTU：远方终端，位于变电站内；：远方终端，位于变电站内； TTU：配电变压器监测终端，随安装地点分布；：配电变压器监测终端，随安装地点分布； FTU：馈线终端，沿馈线分布；：馈线终端，沿馈线分布； FTU和和TTU，除完成，除完成RTU的四遥功能外，还需完成的四遥功能外，还需完成故障电流检测、低频减载、备用电源自投、过流保故障电流检测、低频减载、备用电源自投、过流保护等功能；护等功能；配电网的通信 点多面广；点多面广；（1）多级子
3、站：）多级子站：P172T6-2；（2）多种通信方式：配电线载波、电话线、调幅）多种通信方式：配电线载波、电话线、调幅调频广播、甚高频通信、特高频通信、微波通信、调频广播、甚高频通信、特高频通信、微波通信、卫星通信、光纤通信等等。卫星通信、光纤通信等等。 通信网：（通信网：（1）单环网：）单环网：P173T6-3，多节点逐级，多节点逐级传送构成闭环，若信道或节点故障将导致整个环传送构成闭环，若信道或节点故障将导致整个环路瘫痪；（路瘫痪；（2）自愈式双环网：）自愈式双环网：P173T6-4，双环，双环，信道故障或节点故障，则由两侧节点自愈，故障信道故障或节点故障，则由两侧节点自愈，故障被隔离，其
4、余部分照常工作。被隔离，其余部分照常工作。7.2 馈线自动化 任务：隔离故障区域，恢复正常区域供电；任务：隔离故障区域，恢复正常区域供电；配电自动化的重要设备 开闭所（站）：高压配电所，又称开关站，为变电站的延开闭所（站）：高压配电所，又称开关站，为变电站的延伸，以解决变电站回路数不够且更接近负荷侧。开闭所仅伸，以解决变电站回路数不够且更接近负荷侧。开闭所仅有开关柜，根据需要和负荷大小，电气接线可以是有开关柜，根据需要和负荷大小，电气接线可以是2进线进线46出线或出线或4进线进线810出线（均单母分段），出线供各出线（均单母分段），出线供各配电站。配电站。 重合器重合器 是一种自具控制功能（即
5、本身具备故障电流检测是一种自具控制功能（即本身具备故障电流检测和操作顺序控制与执行功能，无需提供附加继电保护和操和操作顺序控制与执行功能，无需提供附加继电保护和操作装置）和保护功能的高压开关设备。它能够自动检测通作装置）和保护功能的高压开关设备。它能够自动检测通过重合器主回路的电流，故障时按反时限保护自动开断故过重合器主回路的电流，故障时按反时限保护自动开断故障电流，并依照预定的延时和顺序进行多次地重合（典型障电流，并依照预定的延时和顺序进行多次地重合（典型有有4分分3重合）。重合）。配电自动化的重要设备分段器分段器 ：线路自动分段器，简称分段器，它不具备：线路自动分段器，简称分段器，它不具备
6、开断短路故障电流的能力，不能单独作为主保护开断短路故障电流的能力，不能单独作为主保护开关设备，只能与电源侧前级开关设备相配合，开关设备，只能与电源侧前级开关设备相配合，在无电流（无电压）的情况下自动分闸，是配电在无电流（无电压）的情况下自动分闸，是配电网的一个重要设备，广泛应用于配电线路的分支网的一个重要设备，广泛应用于配电线路的分支线或区段线路用来隔离永久故障；线或区段线路用来隔离永久故障； 分段器工作原理：无压自动分闸、有压延时（分段器工作原理：无压自动分闸、有压延时（X时时限）自动合闸。在达到预定分闸次数（限）自动合闸。在达到预定分闸次数（13次）次）后，或合闸后一定时间内（后，或合闸后
7、一定时间内（Y时限）检测不到电时限）检测不到电压则分闸后闭锁于分闸状态。压则分闸后闭锁于分闸状态。其它开关电器 断路器断路器 具有切断故障电流能力的开关设备。根据具有切断故障电流能力的开关设备。根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、断路器、油断路器等。油断路器等。 负荷开关负荷开关 能切断负荷电流的开关。负荷开关具能切断负荷电流的开关。负荷开关具有简单的灭弧装置，灭弧能力较弱有简单的灭弧装置，灭弧能力较弱,不能开断故障不能开断故障电流电流,只能开断系统正常运行情况下的负荷
8、电流。只能开断系统正常运行情况下的负荷电流。负荷开关通常与高压熔断器串联使用，借助熔断负荷开关通常与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。器来切除短路电流。 联络开关联络开关 起联络作用的开关设备。主要用在两个起联络作用的开关设备。主要用在两个电源、两台变压器的配电系统中。一般两台变压电源、两台变压器的配电系统中。一般两台变压器要形成互锁，不能同时使用，一台使用，另一器要形成互锁，不能同时使用，一台使用，另一台备用。台备用。 隔离开关：没有灭弧装置的开关设备，其主要功隔离开关：没有灭弧装置的开关设备，其主要功能是隔离电源，不允许带负荷操作。能是隔离电源，不允许带负荷操作。馈线自动化 就
9、地控制的馈线自动化和远方控制的馈线就地控制的馈线自动化和远方控制的馈线自动化；自动化； 就地控制的馈线自动化工作原理：就地控制的馈线自动化工作原理：（1）辐射状网的故障隔离；举例）辐射状网的故障隔离；举例P176T6-6（2）环状网开环运行时的故障隔离；举例）环状网开环运行时的故障隔离；举例P177T6-8。辐射状网 辐射状网故障隔离和恢复供电举例开关设备类型A重合器第一次重合时间15s第二次重合时间5sB分段器X时限7sY时限5sC分段器X时限14sY时限5sD分段器X时限7sY时限5sE分段器X时限14sY时限5s辐射状网故障隔离和恢复供电举例 C分段器合闸后带电时间少于分段器合闸后带电时
10、间少于Y时限，因此时限，因此分闸后闭锁于分闸状态，故障得到隔离；分闸后闭锁于分闸状态，故障得到隔离； 其它分段器有压延时其它分段器有压延时X时限自动合闸，得以时限自动合闸，得以恢复供电。恢复供电。环状网开环运行 环状网开环运行开关设备 类型A重合器第一次重合时间15s第二次重合时间5sB分段器X时限7sY时限5sC分段器X时限7sY时限5sD分段器X时限7sY时限5sE分段器X时限45s（单侧失压延时合闸）Y时限5s远方控制的馈线自动化 通过馈线远方终端通过馈线远方终端FTU采集信息，上传到采集信息，上传到配电网调度中心，进行故障定位和确定故配电网调度中心，进行故障定位和确定故障隔离方案，借助
11、遥控功能进行远方开关障隔离方案，借助遥控功能进行远方开关操作，隔离故障区段，恢复正常区段供电。操作，隔离故障区段，恢复正常区段供电。 特点：恢复快，开关动作次数少，投资大。特点：恢复快，开关动作次数少，投资大。7.3 负荷控制与需方用电管理 负荷控制：不加控制的负荷功率变化频繁、峰谷负荷控制：不加控制的负荷功率变化频繁、峰谷差大；差大； 带来的问题：（带来的问题：（1）发供电设备容量与设备利用）发供电设备容量与设备利用率及用户用电的矛盾；（率及用户用电的矛盾；（2）保证电能质量（负）保证电能质量（负荷变化频繁导致发电机组频繁起停）与经济性及荷变化频繁导致发电机组频繁起停）与经济性及安全性的矛盾
12、；安全性的矛盾； 控制目标：尽可能使负荷曲线平坦，重点在于削控制目标：尽可能使负荷曲线平坦，重点在于削峰填谷。峰填谷。 控制手段：用户侧：（控制手段：用户侧：（1）经济杠杆，市场调节，）经济杠杆，市场调节，分时电价（白天黑夜），错时用电（错开休息分时电价（白天黑夜），错时用电（错开休息日）；（日）；（2）按指标限制用电（限用电量、限最）按指标限制用电（限用电量、限最大功率）；（大功率）；（3）先付费后用电；（）先付费后用电；（4）负荷分级）负荷分级精细控制；系统侧：抽水蓄能等精细控制；系统侧：抽水蓄能等负荷控制的信息传播方式（1）无线电（特高频）无线电（特高频200MHz400MHz）；）；小
13、功率无线收发设备，小功率无线收发设备，0与与1的编码约定，的编码约定，15位信息帧的约定（位信息帧的约定（7位地址码段位地址码段+2位操作码段位操作码段+6位数据码段）；位数据码段）；P180181。无线电负荷控制 无线电负荷控制编码 7位地址码：位地址码：128个被控对象；个被控对象；2位操作码：位操作码：报警、控制、开关状态显示和模拟量遥测报警、控制、开关状态显示和模拟量遥测等等4类操作；类操作；6位数据码：报警号，开关号位数据码：报警号，开关号和模拟量的读数（不仅仅是控制，而且具和模拟量的读数（不仅仅是控制，而且具有遥测和遥讯功能）。有遥测和遥讯功能）。负荷控制（2）音频（实用频率范围）
14、音频（实用频率范围150Hz360Hz）；将音频）；将音频发生器输出音频信号直接迭加在工频电力波形上传输，发生器输出音频信号直接迭加在工频电力波形上传输，原理类似于电力线载波；原理类似于电力线载波；（3）电力线载波；载波频率）电力线载波；载波频率5kHz30kHz。（4）工频；产生工频脉冲作用于电力波形的过零点附）工频；产生工频脉冲作用于电力波形的过零点附近；有畸变为近；有畸变为1，无畸变为，无畸变为0；我国的一种编码方式；我国的一种编码方式参见商国才参见商国才P293；一条指令占；一条指令占34个工频周波：个工频周波：1启动，启动，323（共（共11位）用位）用3个个1进行地址编码（进行地址
15、编码（11取取3的组的组合数合数165个），个），2531（4位）操作码，每位代表一位）操作码，每位代表一种操作（种操作（4取取1得得4种操作），种操作），34为为1表示结束。表示结束。7.4 图资地理信息系统 图资地理信息系统是自动绘图、设备管理图资地理信息系统是自动绘图、设备管理和地理信息系统的总称，是配电系统自动和地理信息系统的总称，是配电系统自动化软件的公共平台。化软件的公共平台。 配电系统特点：（配电系统特点：（1）设备多；（）设备多；（2）与地）与地理位置信息相关；理位置信息相关； 标明有各种电力设备和线路的街道地理位标明有各种电力设备和线路的街道地理位置图，是配电系统管理维修电力
16、设备以及置图，是配电系统管理维修电力设备以及寻找和排除设备故障的有力工具。寻找和排除设备故障的有力工具。配电图资地理信息系统 可以查到任意地理位置的设备分布信息、可以查到任意地理位置的设备分布信息、安装位置、安装方式、设备详细规格参数、安装位置、安装方式、设备详细规格参数、维修历史资料、实时运行参数等；维修历史资料、实时运行参数等； 主要应用：（主要应用：（1）离线应用；（）离线应用；（2）在线应）在线应用。参见用。参见P185186。7.5 远程自动抄表计费系统 远程电能自动抄表系统的构成：远程电能自动抄表系统的构成：（1）电能表：脉冲电能表（输出脉冲的频率正）电能表：脉冲电能表（输出脉冲的频率正比于功率，对脉冲进行累计计数就得到电能）比于功率，对脉冲进行累计计数就得到电能）和智能电能表（直接输出电能数据）；和智能电能表（直接输出电能数据）；（2）抄表集中器（汇集计算若干个电能表电能）抄表集中器（汇集计算若干个电能表电能数据）；数据）；（3）交换机（利用公用电话网上传电能数据）交换机（利用公用电话网上传电能数据）或无线电台（专用无线通信）；或无线电台（专用无线通信）；（4）电能计费中
