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配电自动化及其发展DistributionAutomationSystemandItsDevelopment主讲教师：陈歆技Instructor:ChenXinji二零零七年七月东南大学电气工程学院SoutheastUniversity2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU2预备知识•课程简介–课程名称：配网自动化–授课教师：陈歆技–通信地址：东南大学电气工程学院–Email:chenfly163@163.com2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU3预备知识•课程的地位与任务–本课程是为电气工程及其自动化专业四年级学生开设的一门专业选修课程。配电自动化是当前国内外电力行业前沿技术之一，特别是电力走向市场和信息技术快速发展的今天，逐步开发建设配电自动化系统已是大势所趋。开设本课程的目的是使学生掌握有关电力系统专业方面配电自动化的基础知识，以便走上工作岗位后，能够深入理解和应用所学知识解决生产实际问题。本课程的先修课程是《电路基础》、《信息通信网络概论》、《电能系统基础》和其它相关基础课程，学生需要具备电力系统的相关基础知识。本课程的主要任务是通过讲课、阅读资料使学生掌握配电自动化所需要的基础知识和技能，掌握处理复杂问题的一般方法。2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU4预备知识•课程内容–1．配电自动化概述–2．配电网络及一次设备–3．配电自动化及其实现方式–4．配电自动化通信系统–5．配电自动化远方终端技术–6．配电SCADA系统–7．配电管理自动化系统–8．配电管理自动化系统的设计与实现2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU5预备知识•前修课程–电路基础–信息通讯网络概论–电能系统基础2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU6预备知识•教材–[1]陈堂，赵祖康，等•配电系统及其自动化技术。中国电力出版社，2003•参考书–[1]刘健，倪建立，邓永辉，配电自动化系统（第二版），中国水利水电出版社，2003–[2]谷永清主编，配电系统自动化，中国电力出版社，2004–[3]王明俊，于尔铿，等•配电系统自动化及其发展。中国电力出版社，19982019/8/1ChenXinji-DAS-SEU7预备知识•学习方法–1、认真消化课堂内容–2、完成课后作业–3、平时注意积累知识点–4、有疑问及时与教师联系•考核方式–大作业–开卷•总评成绩构成：–期末考试60%；大作业40%2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU8第一章、概述•本章主要内容–1、引言–2、国内配电自动化现状–3、国外配电自动化现状2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU91.1引言•基本概念：–电力系统–配电系统–低压、中压和高压2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU101.1引言•电力系统考核指标–供电可靠性•城市：＞99.9%•大城市中心：＞99.99%–电能质量•电压合格率：＞98%•其它指标2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU111.2国内配电自动化现状•国内配电自动化现状–起步晚（比国外发达国家滞后20年）–配网结构的有自身特点•架空导线•电缆•负荷接入–起步阶段配网自动化的主要工作•建立实时监控系统•实施馈线自动化2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU121.2国内配电自动化现状–其它工作•DMS(DistributionManagementSystem)–LM,LoadManagement–AM,AutomatedMapping–FM,FacilitiesManagement–GIS,GeographicInformationSystem•DSM(DemandSideManagement)•SAS(SubstationAutomationSystem)•AMR(AutomaticMeterReading)2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU131.3国外配电自动化现状•国外配电自动化现状–起步早–配网结构特点•城市外围：单环、双环或双回路•市区或农村：辐射网、环网、网格式网、复合式网或“4X6”网–通信及自动化程度高•美国长岛电力公司配电自动化系统–减少停电时间•年平均停电时间纽约109min,曼哈顿地区9min–主要功能：•SCADA、AM\FM\GIS、负荷控制(LC)等。2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU141.3国外配电自动化现状ChenXinji-DAS-SEU15第二章、配电网络与一次设备•本章主要内容–1、配电网络–2、变配电站–3、架空线和电缆–4、中性点接地方式–5、配电网一次设备ChenXinji-DAS-SEU162.1配电网络•配电网络–负荷分析•负荷密度：L1-n=A1-n╳d1-n•L:负荷数，A:地域面积，d单位面积负荷数–网络接线•树状、放射型、手拉手、环网柜、网格ChenXinji-DAS-SEU172.1配电网络–国外4x6网络接线ChenXinji-DAS-SEU182.1配电网络–国内城市配网接线ChenXinji-DAS-SEU192.1配电网络•配电网络优化准则–网络接线简洁、灵活以提高系统的可靠性和实现自动化为目的；–网络接线能满足供电安全“Ｎ-1”准则；–网络实现开环运行，分片供电，限制电网短路容量，满足电压合格率要求；–网络能灵活适应各种可能和合理的运行方式，变电站布点与网络结构能符合负荷不断增长的需要；–网络便于运行操作、维护和检修；–网络接线宜标准化、模式化；–保证电网运行安全、经济、高效；–选用性能价格比高、小型化、无油化、自动化、免维护或少维护的电气设备；–考虑城市整体布局及环保要求。ChenXinji-DAS-SEU202.1配电网络•配电网络设计原则：–每段线路分段一般以３－５段为宜；–大的分支线可安装分支开关；–每段线路下接的柱上变压器和高压用户以8～10个为宜；–中压供电半径一般为2.5～3km；–主干线截面电缆以240mm2、架空线以185～240mm2为宜；–负荷率宜在60%以下。ChenXinji-DAS-SEU212.2变配电站•变配电站–变电站选址的基本原则•尽量接近该变电站的供电中心，以节省线路投资和供电损耗；•交通方便，便于设备运输和检修、值班等；•具有进出线路走廊位置，靠近规划的变电站已有高压线路；•对周围环境影响小，如远离通信塔、机场、军用仓库、电视台、危险品贮藏地、油库等；•征用土地困难小。ChenXinji-DAS-SEU222.2变配电站–主接线选择原则•（1）可靠性。当任一电气元件（指线路或变压器）故障时，能及时切除故障，不影响其它电气元件的工作，且通过操作能恢复供电；•（2）运行灵活性。在任一断路器需要检修或停运时，通过操作能不影响该线路或变压器的运行；•（3）接线简单和标准。简单和标准的变配电站主接线，长期运行以来积累了丰富的经验，应尽量采用，以利借鉴；•（4）主接线应满足该变配电站在电网中地位的功能要求；•（5）设计或选择的变配电站主接线应符合节省投资，运行费用低的经济原则。ChenXinji-DAS-SEU232.2变配电站ChenXinji-DAS-SEU242.2变配电站ChenXinji-DAS-SEU252.2变配电站–供电安全“N-1”准则•（1）高压变电所中失去任一回路进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电；•（2）高压配电网中一条架空线或一条电缆或变压器中一组降压变压器发生故障停运时：1在正常情况下，除故障段外不能停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；2在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电。•（3）低压电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，但应尽量将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。ChenXinji-DAS-SEU262.3架空线和电缆•架空线和电缆–架空线路•杆塔类型：木杆、水泥杆、铁塔；•杆塔按用途可分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、跨越杆等。•架空线路主要由杆塔、横担、绝缘于、金具、导线地线、拉线等部件组成。–电缆线路•电缆类型：–油纸缘绝电缆；应用在6-35KV电网中；–塑料绝缘电缆；一般用于低压线路；–橡胶绝缘电缆；一般用于低压线路；–交联聚乙烯绝缘电缆；是目前可应用于各级电压电网的一种电缆；•电缆型号的选择：一般优先选用交联聚乙烯绝缘电缆。•电缆敷设方法有直埋式、电缆沟敷设和排管敷设等方法。ChenXinji-DAS-SEU272.4中性点接地方式•中性点接地方式–220kv,110kv直接接地–35kv经消弧线圈接地–10kv不接地或经消弧线圈接地–380/220V直接接地–各种接地方式发生故障时状况•正常运行时，对电网无影响，故障时，将产生影响。–中性点接地方式对配网自动化的影响•配电网中，单相接地故障占故障总数的70%。•中性点不接地系统或小电流接地系统中，馈线自动化系统无法启动故障隔离。ChenXinji-DAS-SEU282.5配电网一次设备•一次设备–分段器•是一种智能化的负荷开关，能够和断路器或重合器配合使用。–重合分段器•是一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关，又称自动配电开关。•Ｘ时限是重合分段器端电压恢复至自动合闸的时延；•Ｙ时限是重合分段器合闸后又失压的时限；如未超过此时限，重合分段器分闸后闭锁，不再重合。–重合器•是一种带有自动重合功能和智能判据的负荷开关。–负荷开关•是在配电网络中应用最广泛的一种配电设备。能够分合正常负荷电流。–高压熔断器•依靠熔体或熔丝在电路出现短路电流时，熔丝熔断，保护用电设备。2019/8/1ChenXinji-DAS-SEU302019/8/1ChenXinji-DAS-SEU312019/8/1ChenXinji-DAS-SEU322019/8/1ChenXinji-DAS-SEU332019/8/1ChenXinji-DAS-SEU342019/8/1ChenXinji-DAS-SEU352019/8/1ChenXinji-DAS-SEU362019/8/1ChenXinji-DAS-SEU372019/8/1ChenXinji-DAS-SEU382019/8/1ChenXinji-DAS-SEU392019/8/1ChenXinji-DAS-SEU402019/8/1ChenXinji-DAS-SEU412019/8/1ChenXinji-DAS-SEU422019/8/1ChenXinji-DAS-SEU432019/8/1ChenXinji-DAS-SEU442019/8/1ChenXinji-DAS-SEU452019/8/1ChenXinji-DAS-SEU462019/8/1ChenXinji-DAS-SEU472019/8/1ChenXinji-DAS-SEU482019/8/1ChenXinji-DAS-SEU502019/8/1ChenXinji-DAS-SEU512019/8/1ChenXinji-DAS-SEU522019/8/1ChenXinji-DAS-SEU532019/8/1ChenXinji-DAS-SEU542019/8/1ChenXinji-DAS-SEU552019/8/1ChenXinji-DAS-SEU562019/8/1ChenXinji-DAS-SEU572019/8/1ChenXinji-DAS-SEU582019/8/1ChenXinji-DAS-SEU592019/8/1ChenXinji-DAS-SEU602019/8/1ChenXinji-DAS-SEU612019/8/1ChenXinji-DAS-SEU622019/8/1ChenXinji-DAS-SEU632019/8/1ChenXinji-DAS-SEU642019/8/1ChenXinji-DAS-SEU652019/8/1ChenXinji-DAS-SEU662019/8/1ChenXinji-DAS-SEU