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1、七、配电系统自动化,主要内容（1）配电系统及其特点；（2）馈线自动化；（3）负荷控制；（4）图资地理信息系统；（5）远程抄表；（6）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；位于电力系统末端，靠近用户端；低压网络：10kV，三相不平衡；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；TTU：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；FTU和TTU，除完成RTU的四遥功能外，还需完成故障电流检测
2、、低频减载、备用电源自投、过流保护等功能；,配电网的通信,点多面广；（1）多级子站：P172T6-2；（2）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、卫星通信、光纤通信等等。通信网：（1）单环网：P173T6-3，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路瘫痪；（2）自愈式双环网：P173T6-4，双环，信道故障或节点故障，则由两侧节点自愈，故障被隔离，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；,配电自动化的重要设备,开闭所（站）：高压配电所，又称开关站，为变电站的延伸，以解决变电站回路数不够且更接近负荷侧
3、。开闭所仅有开关柜，根据需要和负荷大小，电气接线可以是2进线46出线或4进线810出线（均单母分段），出线供各配电站。重合器 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障电流，并依照预定的延时和顺序进行多次地重合（典型有4分3重合）。,配电自动化的重要设备,分段器：线路自动分段器，简称分段器，它不具备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，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
4、应用于配电线路的分支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（X时限）自动合闸。在达到预定分闸次数（13次）后，或合闸后一定时间内（Y时限）检测不到电压则分闸后闭锁于分闸状态。,其它开关电器,断路器 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（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、油断路器等。负荷开关 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,不能开断故障电流,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，借助熔断器来切除短路电流。联络开关 起联络作用的开关设备。主要用在两个电源
5、、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，另一台备用。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。,馈线自动化,就地控制的馈线自动化和远方控制的馈线自动化；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P176T6-6（2）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,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Y时限，因此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X时限自动合闸，得以恢复供电。,环状网开环运行,环状网开环运行,远方控制的馈线自
6、动化,通过馈线远方终端FTU采集信息，上传到配电网调度中心，进行故障定位和确定故障隔离方案，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。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、峰谷差大；带来的问题：（1）发供电设备容量与设备利用率及用户用电的矛盾；（2）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，重点在于削峰填谷。控制手段：用户侧：（1）经济杠杆，市场调节，分时电价（白天黑夜），错时用电（错开休息日）；（2）按指标限制用电（限用电量、限最大功率）；
7、（3）先付费后用电；（4）负荷分级精细控制；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200MHz400MHz）；小功率无线收发设备，0与1的编码约定，15位信息帧的约定（7位地址码段+2位操作码段+6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：128个被控对象；2位操作码：报警、控制、开关状态显示和模拟量遥测等4类操作；6位数据码：报警号，开关号和模拟量的读数（不仅仅是控制，而且具有遥测和遥讯功能）。,负荷控制,（2）音频（实用频率范围150Hz360Hz）；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，原理类似于电力线载波；
8、（3）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近；有畸变为1，无畸变为0；我国的一种编码方式参见商国才P293；一条指令占34个工频周波：1启动，323（共11位）用3个1进行地址编码（11取3的组合数165个），2531（4位）操作码，每位代表一种操作（4取1得4种操作），34为1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。配电系统特点：（1）设备多；（2）与地理位置信息相关；标明有各种电力设备和线路的街道地理位置图，是配电系统管理维修电力设备以及寻找和排除设备
9、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、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；主要应用：（1）离线应用；（2）在线应用。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：（1）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）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数据）；（3）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）；（4）电能计费中心；,远程自动抄表计费系统,远程抄表系统可选用的通信方式（P188189）：（1）
10、直接累计脉冲电能表的脉冲数；（2）RS485网络；（3）低压配电线载波；（4）公用电话网；（5）无线电台；,远程自动抄表计费系统,利用远程抄表系统可以进行窃电定位：设置总电能表，当各分电能表电量之和与总电能表的数值相差很大（远小于）时，表明该总电能表所辖区域有窃电行为。,7.6 配电网络的重构,背景：为提高供电可靠性，配电网逐渐由辐射型发展为环型，但出于简化继电保护配置及方便整定值配合，以及故障后定位的考虑，一般采取开环方式运行；环网通过分段器的不同组合，可以构成不同的辐射状供电网络，此即“网络重构”；负荷可以通过网络重构，选择由不同供电电源供电，以提高供电可靠性和经济性，这就是网络重构的意义
11、。,网络重构,网络重构问题的描述：在既定的网络结构和当前运行网络结构条件下，根据负荷的变动，调整运行网络结构，以获得更高运行可靠性、电能质量和效益；基于两种出发点的网络重构：（1）出于经济性考虑的网络重构；（2）故障后的网络重构：重点考虑恢复供电，兼顾经济性；网络重构的研究方法：（1）最优流算法；（2）开关交换法；（3）遗传算法；（4）模拟退火法；（5）专家系统法；（6）神经网络法等等。参见：张永健电网监控与调度自动化P162165。,本章思考题,（1）分析馈线自动化的两个典型例子；（2）负荷控制的目标和手段是什么？（3）图资地理信息系统的作用有哪些？（4）远程抄表计费系统的基本组成；（5）配电网重构的意义是什么？,
