供配電電系統統自動動化目錄.ppt概述述變電所所自動動化配電系系統自自動化化本章章小小結結思考題題與習習題本章內內容概述述供配電電系統統自動動化包包括供供電系系統自自動化化及配配電系系統自自動化化,供電系系統自自動化化又由由發電電廠自自動化化、變變電站站自動動化及及變電電所自自動化化構成成，配配電系系統自自動化化在中中國電電機工工程學學會城城市供供電專專業委委員會會起草草的《配電系統自自動化規劃劃設計導則則》中給出了比比較明確的的定義。所所謂配電系系統自動化化“是利用用現代電子子、計算機機、通信及及網絡技術術，將配電電網在線數數據和離線線數據、配配電網數據據和用戶數數據、電網網結構和地地理圖形進進行信息集集成，構成成完整的自自動化系統統，實現配配電網及其其設備正常常運行及事事故狀態下下的監測、、保護、控控制、用電電和配電管管理的現代代化。”由由于篇幅所所限，本章章只對變電電所自動化化和配電系系統自動化化作以介紹紹。電力系統由由發電廠、、輸變電系系統、配電電系統和各各種不同類類型的負荷荷組成，由由各級調度度中心對電電力系統的的運行進行行控制和管管理。電力力系統是一一個大系統統，而電能能的生產、、輸送及分分配是在一一個地域廣廣闊、涉及及各行各業業的區域內內進行的,加上電磁過過程的快速速性，因此此對電力系系統運行控控制的有效效性提出了了很高的要要求。對電電力系統運運行的基本本要求是：：①保證安安全可靠地地發電及供供電，②要要有合格的的電能質量量，③要有有良好的經經濟性。概述述由于電力負負荷始終是是變動的，，加上系統統故障的不不可預見性性，電力系系統有多種種運行狀態態，要求電電力系統的的運行監視視及調度控控制系統能能夠進行快快速、有效效的判別和和處理，以以實現對電電力系統運運行的基本本要求。電力系統各各種運行狀狀態及相互互間的轉變變關系如圖圖8.1所示。圖8.1電力系統的的運行狀態態變電所自動動化一、變電所所自動化的的含義變電所自動動化是應用用控制技術術、信息處處理技術和和通信技術術，通過計計算機系統統或自動裝裝置，代替替人工進行行各種運行行作業，提提高變電所所運行管理理水平。變變電所自動動化包括綜綜合自動化化技術、遠遠動技術、、繼電保護護技術及變變電所其他他智能技術術等多種技技術。變電所綜合合自動化是是將變電所所二次回路路設備(包括控制、、信號、測測量、保護護、自動及及遠動裝置置等)利用計算機機技術和現現代通信技技術，經過過功能組合合和優化設設計，對變變電所執行行自動監視視、測量、、控制和調調節的一種種綜合性自自動化系統統。它可以以收集比較較齊全的數數據和信息息，有計算算機的高速速運行能力力和判斷功功能，可以以方便地監監視和控制制變電所內內各種設備備的運行和和操作。它它是變電所所的一種現現代化技術術裝備，是是自動化和和計算機、、通信技術術在變電所所中的綜合合應用。它它具有不同同程度的功功能綜合化化，設備及及操作、監監視計算機機化，結構構分布分層層化，通信信網絡光纜纜化及運行行管理智能能化等特征征。變電所所綜合自動動化為變電電所的小型型化、智能能化、擴大大監控范圍圍及變電所所安全、可可靠、優質質、經濟地地運行，提提供了現代代化手段和和基礎保證證。它的應應用將為變變電所無人人值班，提提供有力的的現場數據據采集和監監控支持，，在此基礎礎上可實現現高水平的的無人值班班變電所的的運行管理理。變電所自動動化二、變電所所綜合自動動化的特點點1.功能綜合化化變電所綜合合自動化系系統綜合了了變電所內內除了交、、直流電源源以外的全全部二次設設備的功能能。它以計計算機保護護和監控系系統為主體體，加上變變電所其他他智能設備備，構成功功能綜合化化的變電所所自動化系系統。根據據用戶需求求，還可以以增加故障障錄波、故故障定位和和小電流接接地選線等等功能。變變電所綜合合自動化系系統是個技技術密集，，多種專業業技術相互互交叉、相相互配合的的系統。2.設備及操作作、監視計計算機化變電所綜合合自動化系系統的各子子系統全部部計算機化化，完全摒摒棄了常規規變電所中中的各種機機電式、機機械式、模模擬式設備備、大大提提高了二次次系統的可可靠性和電電氣性能。。不論是否否有人值班班，通過計計算機上的的CRT顯示器和鍵鍵盤，就可可以監視全全變電所的的實時運行行情況和對對各開關設設備進行操操作控制。。3.結構分布、、分層化變電所綜合合自動化系系統是一個個分布式系系統，其中中計算機保保護、數據據采集和控控制及其他他智能設備備等子系統統都是按分分布式結構構設計的，，一個綜合合自動化系系統可以有有十幾個甚甚至幾十個個微處理器器同時并行行工作，實實現各種功功能。這樣樣一個由龐龐大的CPU群構成的綜綜合系統用用以實現變變電所自動動化的所有有綜合功能能。另外按按變電所的的物理位置置和各子系系統的不同同功能，其其綜合自動動化系統的的總體結構構又按IEC標準分為兩兩層，即變變電所層和和間隔層，，由此可構構成分散(層)分布式綜合合自動化系系統。4.通信局域網網絡化、光光纜化從而使變電電所綜合自自動化系統統具有較高高的抗電磁磁干擾的能能力，能實實現數據據的高速傳傳輸，滿足足實時要求求，組態更更靈活，可可靠性也大大大提高，，而且大大大簡化了常常規變電所所繁雜量大大的各種電電纜。5.運行管理智智能化變電所自動動化智能化的含含義不僅是是能實現自自動化功能能，如自動動報警、報報表生成、、無功調節節、小電流流接地選線線、故障錄錄波、事故故判別與處處理等以外外，智能化化還表現為為能實現故故障分析和和故障恢復復操作智能能化，而且且能實現自自動化系統統本身的故故障自診斷斷、自閉鎖鎖和自恢復復功能，并并實時地將將其送往調調度(控制)中心。此外外，用戶可可以根據運運行管理的的要求對其其不斷擴展展和完善。。總之，變電電所實現綜綜合自動化化可以全面面的提高變變電所的技技術水平和和運行管理理水平，使使其能適應應現代化大大電力系統統運營的需需要。三、變電所所綜合自動動化的基本本功能1.計算機保保護計算機保保護包括括線路保保護、變變壓器保保護、饋饋出線保保護、母母線保護護、電容容器保護護、備用用電源自自動投入入裝置以以及接地地選線裝裝置等，，變壓器器及高壓壓線路則則包括主主保護和和后備保保護。作作為綜合合自動化化重要環環節的計計算機保保護應具具有以下下功能。。(1)故障記錄錄報告(分辨率2ms)，且掉電電保持。。(2)時鐘校時時(中斷或廣廣播方式式或其他他方式)。(3)存儲多套套整定值值，并能能顯示整整定值和和當地修修改整定定值。(4)實時顯示示保護狀狀態(功能投入入情況及及輸入量量等)。變電所自自動化(5)與監控系系統通信信，主動動上傳故故障信息息、動作作信息、、動作值值及自診診斷信息息，接受受監控系系統選擇擇保護類類型和修修改保護護整定值值的命令令等，與與監控系系統通信信應采用用標準規規約。2.數據采集集對變電站站運行狀狀態的監監視和運運行參數數的實時時采集是是變電站站綜合自自動化的的基本功功能之一一。變電電站的運運行參數數包括狀狀態量、、模擬量量、脈沖沖量。(1)狀態量。。變電站內內檢測的的狀態量量主要有有：斷路路器、隔隔離開關關的分合合位置，，變電站站一次設設備狀態態及報警警信號，，變壓器器分接頭頭位置信信號等。。(2)模擬量。。變電站監監測的典典型模擬擬量有：：各段母母線電壓壓，線路路電壓、、電流和和功率值值，饋線線電流、、電壓及及功率值值，頻率率等。此此外還有有變壓器器油溫、、變電器器室溫、、直流電電源電壓壓、所用用電壓和和功率等等。(3)脈沖量。。指脈沖電電能表輸輸出的以以脈沖信信號表示示的電度度量。3.數據處理理與記錄錄變電站綜綜合自動動化系統統處理和和記錄的的數據主主要包括括如下。。變電所自自動化變電站運運行參數數。包括輸輸電線路路，變壓壓器的有有功、無無功、電電壓、電電流、功功率因數數、電能能的統計計計算；；進線和和母線電電壓各次次諧波電電壓畸變變率的分分析；各各類負荷荷報表的的生成和和負荷曲曲線的繪繪制。變電站事事件記錄錄。例如，，斷路器器動作次次數；斷斷路器切切除故障障時故障障電流和和跳閘操操作次數數的累計計數；斷斷電保護護裝置和和各種自自動裝置置動作的的類型、、時間等等。越限報警警和記錄錄。當變電電所內設設備運行行參數越越限時，，在發出出聲光報報警的同同時，記記錄監測測量的名名稱、限限值越限限值、時時間等信信息。4.控制與操操作閉鎖鎖斷路器和和隔離開開關的分分合，變變壓器分分接頭的的調節以以及電容容器組的的投切都都可以通通過綜合合自動化化系統的的CRT屏幕進行行操作。為防止止計算機機系統故故障時無無法操作作被控設設備，變變電站綜綜合自動動化系統統應當保保留人工工直接跳跳合閘手手段。變電所自自動化變電所自自動化操作閉鎖鎖應包括括以下內內容：(1)操作出口口具有跳跳、合閉閉鎖功能能。(2)操作出口口具有并并發性操操作閉鎖鎖功能。。(3)根據實時時信息，，實現斷斷路器、、刀閘操操作閉鎖鎖功能。。適應一次次設備現現場維修修操作的的“計算機五五防操作作及閉鎖鎖”功能，，即：防防止帶負負荷拉、、合隔離離開關；；防止誤誤入帶電電間隔；；防止誤誤分、合合斷路器器；防止止帶電掛掛接地線線；防止止帶地線線合隔離離開關。。CRT屏幕操作作閉鎖功功能，只只有輸入入正確的的操作口口令和監監護口令令才有權權進行操操作控制制。5.電壓、無無功綜合合控制在供配電電系統中中，保證證電壓合合格，實實現無功功基本就就地平衡衡是非常常重要的的控制目目標。在運行行中，通通常通過過調整變變壓器的的分接頭頭，投切切電容器器組、電電抗器組組以及調調整同步步調相器器，將電電壓和無無功潮流流調整到到預定值值。6.通信功能能變電所自自動化變電站綜綜合自動動化系統統的通信信功能兼兼有RTU的全部功功能，在在實現遙測、遙遙信、遙遙控、遙遙調的基礎上上還增加加了遠方方修改整整定保護護定值、、故障錄錄波與測測距信號號的遠傳傳等功能能。系統統的通信信功能既既包括系系統內部部各子系系統與上上位機(監控主機機)及各子系系統之間間的數據據通信，，還包括括系統與與上級(電力部門門調度中中心的信信息交換換)。通信系系統的通通信規約約應符合合國家標標準和IEC標準。7.人機聯系系功能四、變變電所綜綜合自動動化的結結構變電所綜綜合自動動化系統統的結構構模式可可分為集集中式、、分布集集中組屏屏和分布布分散式式三種類類型。1.集中式結結構這種結構構的特點點是將變變電所中中所有的的保護、、控制、、數據采采集、測測量、遠遠動等都都集中在在一個控控制器上上，完成成了變電電所的集集中控制制，如圖圖8.2所示。但但正是由由于全部部集中于于一個控控制器處處理，導導致控制制器承擔擔的工作作太多，，常常顧顧此失彼彼，反映映速度慢慢。集中中式系統統結構的的可靠性性低，功功能有限限，其系系統的擴擴展性和和維護性性都較差差，遠遠遠不能滿滿足國家家標準和和變電站站實際運運行要求求。變電所自自動化圖8.2集中式結結構示意意圖2.分布分散散式結構構變電站綜綜合自動動化系統統的分布布分散結結構如圖圖8.3所示，是是按回路路設計的的，它將將變電站站內各回回路的數數據采集集，計算算機保護護和監控控單元組組合成一一套裝置置，就地地安裝在在數據源源現場的的開關柜柜上。每條回路路對應一一套裝置置，裝置置的設備備及裝置置與裝置置之間相相互獨立立，通過過網絡電電纜連接接，與變變電站主主控機通通信。該結構的的特點是是減少了了變電站站內的二二次設備備和電纜纜，節省省了投資資，簡化化了維護護。具有有模塊化化的特點點，裝置置相互獨獨立，系系統中任任一部分分故障時時，只影影響部分分，因此此，提高高了整個個系統的的可靠性性，也增增強了系系統的可可擴展性性和運行行的靈活活性變電所自自動化圖8.3分布分散散式結構構示意圖圖變電所自自動化圖8.4分散式集集中組屏屏結構3.分散式集集中組屏屏結構分散式集集中組屏屏結構按按功能劃劃分成數據采集集單元，，控制單單元和計計算機保保護單元元等若干干子模塊塊，然后分分別集中中安裝在在變電站站控制室室的數據據采集屏屏，控制制屏和計計算機保保護屏上上，通過過網絡與與主控機機相連，，如圖8.4所示。變電所自自動化這種按功功能設計計的模塊塊結構的的軟件相相對簡單單，調試試維護方方便，組組態靈活活。系統統便于擴擴充和維維護，整整體可靠靠性高，，其中一一個環節節故障，，不會影影響其他他部分的的正常運運行。但但因為采采用集中中組屏方方式，所所需連接接電纜和和信號電電纜較多多。因此此，分布式集集中組屏屏結構適適用于主主變電所所的回路路數相對對較少，，一次設設備比較較集中，，從一次次設備到到數據采采集柜和和控制柜柜等所用用的信號號電纜不不長，易易于設計計，安裝裝和維護護管理的的10kV～35kV供配電系系統變電電所。配電系統統自動化化一、概述述隨著我國國在經濟濟上的可可持續發發展和人人民物質質文化水水平的不不斷提高高,用戶對電電力需求求越來越越大，對對供電質質量和供供電可靠靠性的要要求越來來越高。。尤其是是在國家家頒發的的《中華人民民共和國國電力法法》貫徹實施施以后，，電力已已經作為為一種商商品進入入市場，，接受用用戶的監監督和選選擇，對對電力供供應中的的停電影影響要追追究經營營者的責責任。還還有，高高技術和和精密裝裝備對電電能也隨隨之提高高，配電電網供電電可靠性性已是電電力經營營者必須須考慮的的主要問問題。為為此，加加快城鄉鄉電網的的改造，，加快配配電系統統自動化化的進程程就顯得得尤為重重要。配電系統統自動化化是電力力系統自自動化的的必然趨趨勢，是是綜合應應用現代代電子技技術、通通信技術術、網絡絡技術和和圖形技技術，將將配電系系統在正正常和事事故情況況下的監監督、保保護、控控制和供供電企業業的工作作管理有有機融合合在一起起的綜合合性先進進技術。。目前，歐美美和日本等等發達工業業國家正在在大力使用用和推廣該該技術，國國內部分電電力企業也也對此生產產了濃厚的的興趣。實實踐表明，，配電系統自自動化可以以大大提高高配電網安安全運行水水平，提高高供電質量量，降低人人們的勞動動強度并充充分利用現現有設備的的能力配電系統自自動化二、配電電系統及其其特點電能是一種種特殊的商商品。為了了遠距離傳傳送中降低低損耗，需需要提高電電壓，實施施高壓輸電電；為了分分配和使用用，需要降降低電壓，，實施低壓壓配電、供供電和用電電。這樣，，發電—輸電—配電就構成成了一個有有機系統。。通常把由由各種類型型的發電廠廠、輸電設設施和配電電設施以及及用電設備備組成的電電能生產與與消費系統統稱為電力力系統。發發電廠包括括水電站、、火電廠及及核電站等等；輸電設設施包括輸輸電線路、、變電站和和開關站等等，配電實施包包括配電線線路、配電電變電站和和配電變壓壓器等。電力系統統的功能是是將自然界界的一次能能源通過發發電動力裝裝置轉化成成電能，再再經輸電、、變電和配配電將電能能供應到用用戶。1.配電系統概概念在電力系統統中，各級級電壓的電電力線路及及其聯系的的變電站組組成的統一一體，稱為為電力網。。電力網又又可分為輸輸電網和配配電網。從從發電廠發發出的電能能通過輸電電網送往消消費電能的的地區，再再由配電網網將電力分分配至用戶戶。配電區區域內的配配電線及配配電設施的的總稱叫配配電系統，，如圖8.5所示。配電系統自自動化它由變電站站、配電站站、配電變變壓器及二二次變電站站以下各級級電力線路路、發電廠廠直配線路路和進戶線線及用電設設備組成。。配電網的主主要功能是是從輸電網網接受電能能，并逐級級分配或就就地消費，，即將高壓壓電能降低低至方便運運行又適合合用戶需要要的各級電電壓，組成成多層次的的配電網向向用戶供電電。配電網按配配電線路形形式分，有有架空配電電網和電纜纜配電網。。按電壓等級級分，有高高壓配電網網(10kV以上)、中壓配電電網(10kV、6kV、3kV)圖8.5配電系統配電系統自自動化和低壓配電電網(1kV以下)；按所在的的地域或服服務對象分分，有城市市配電網(向一個城市市及其郊區區分配和供供應電能的的電力網)和農村配電電網(向縣范圍內內的農村、、鄉鎮、縣縣城供電的的電力網)。2.電網特點1)城市配電網網的主要特特點(1)配電網的設設計標準較較高，在安安全與經濟濟合理平衡衡下，要求求供電有較較高的可靠靠性。(2)用戶對供電電質量要求求較高。(3)深入城市中中心地區和和居民密集集區，負載載相對集中中，發展速速度快，因因此在規劃劃時應留有有發展余地地。(4)配電網的接接線較復雜雜，要保證證調度上的的靈活性、、運行上的的供電連續續性和經濟濟性。(5)對配電設施施要求高。。因為城市市配電網的的線路和變變電站要考考慮占地面面積小、容容量大、安安全可靠、、維護量小小及城市景景觀等各方方面因素。。(6)隨著配電網網自動化水水平的提高高，對供電電管理水平平的要求越越來越高。。2)農村配電網網的主要特特點配電系統自自動化(1)存在建設無無規劃，布布局不合理理，施工無無設計，設設備質量差差等先天不不足。(2)供電分布面面積廣，線線路長，負負載小而分分散；用電電的季節性性強，設備備利用率低低。(3)農電隊伍不不穩定，專專業水平不不理想。(4)農電用戶多多數是鄉鎮鎮企業、農農業排灌和和農民生活活用電，專專業安全用用電知識較較欠缺，嚴嚴重影響安安全供用電電。另外，我國國配電網還還有一個顯顯著特點，，就是中性性點不接地地或經消弧弧線圈接地地，目前還還有采用中中性點經電電阻接地方方案的。這這些接地方方式的選擇擇主要是從從供電的可可靠性、電電網的各種種運行工況況、故障時時異常電壓壓和電流對對供電設備備的影響、、有關的設設備供應情情況、有關關的設計技技術和繼電電保護技術術要求等方方面考慮的的。所以，，配電系統統自動化的的實施必須須結合我國國配電網的的具體實際際情況來進進行。三、配配電系統自自動化的概概念配電系統自自動化中國電機工工程學會城城市供電專專業委員會會起草的《配電系統自自動化規劃劃設計導則則》給配電系統統自動化作作了比較明明確的定義義，本章開開始即作了了介紹。配配電系統自自動化的內內容眾多，，但可以根根據自動化化設備、裝裝置、系統統所涉及的的職能部門門進行劃分分，大致由由以下幾個個方面的內內容組成。。(1)配電網調度度自動化。。包括配電網網數據采集集和監控(SCADA)、配電網監監控和數據據采集系統統，以輔助助調度員做做好配電網網運行工作作。(2)配電自動化化。它包含變電電站自動化化和饋線自自動化。①變電站站自動化(SubstationAutomation，SA)包括配電站站、開閉所所自動化。。它是利用現現代計算機機技術、通通信技術將將變電站的的二次設備備(包括信號系系統、測量量儀表、繼繼電保護、、自動裝置置和遠動裝裝置等)經過功能組組合和優化化設計，利利用先進的的計算機技技術、現代代電子技術術、通信技技術和信號號處理技術術，實現對對全變電站站的主要設設備和輸、、配電線路路的自動監監視、測量量、自動控控制和計算算機保護以以及與調度度通信等綜綜合性的自自動化功能能,實現變電站站的自動化化。配電系統自自動化②饋線自自動化(FeederAutomation，FA)是指配電線線路的自動動化，包括括故障自動動隔離和恢恢復供電系系統，饋線線數據檢測測和電壓、、無功控制制系統。主要是在正正常情況下下，遠方適適時監視饋饋線分段開開關與聯絡絡開關的狀狀態及饋線線電流、電電壓情況，，并實現線線路開關的的遠方分合合閘操作；；在線路故故障時，能能自動的記記錄故障信信息、自動動判別和隔隔離饋線故故障區段以以及恢復對對故障區段段的供電。(3)配電管理系系統(DistributionManagementSystem，DMS)就是把配電電網控制中中心的各種種監視、控控制和管理理功能，其其內容包括括配電網數數據采集和和監控(SCADA)和各種高級級應用軟件件(PAS)等，連同配配電自動化化(DA)一起，稱為為配電管理理系統。(4)配電圖資系系統(AM/FM/GIS)。配電圖資資系統是自自動繪圖(AutomaticMapping，AM)、設備管理理(FacilitiesManagement，FM)、地理信息息系統(GeographicInformationSystem，GIS)的總稱，也也是配電系系統自動化化的基礎。。AM就是自動繪繪圖，包括括制作、編編輯、修改改與管理圖圖形，這些些圖形可以以是地圖、、設計圖或或各種其他他圖形。一一般是用數數字化儀器器將以城市市街區地圖圖為背景的的配電網絡絡接線圖及及其供電區區域，按一一定的規定定輸入到計計算機中，，形成一種種由數據支支持的可檢檢索的配電電網地理位位置數字地地圖。FM是利用數字字化地圖及及其數據庫庫，進行配配電設備的的管理。GIS是為了獲取取、存儲、、檢索、分分析與顯示示空間定位位數據而建建立的計算算機化的數數據庫管理理系統配電系統自自動化(5)需方用電管管理(DemandSideManagement，DSM)。與傳統的負負荷管理不不同，它不不是由電力力部門(供方)單方面管理理用戶負荷荷，而是千方百百計地調動動用戶的積積極性，使使電力的供供需雙方共共同對用電電市場進行行管理，以達到提提高供電可可靠性，減減少能源消消耗和供需需雙方的費費用支出的的目的。其內容包括括負荷監控控、管理和和遠方抄表表、計費自自動化兩方方面。隨著計算機機網絡技術術、多媒體體技術和信信息集成技技術的發展展和應用，，配電自動動化中的適適時數據和和歷史數據據庫與配電電管理系統統及配電圖圖資系統相相結合，進進行信息集集成，構成成完整的自自動化系統統，也就是是我們目前前所說的配配電系統自自動化。四、、配配電電系系統統自自動動化化的的意意義義和和目目的的我國國配配電電系系統統自自動動化化的的發發展展是是電電力力市市場場和和經經濟濟建建設設的的必必然然結結果果。。長長期期以以來來配配電電網網的的建建設設未未得得到到應應有有的的重重視視，，建建設設資資金金短短缺缺，，設設備備技技術術性性能能落落后后，，事事故故不不斷斷發發生生，，嚴嚴重重影影響響了了人人民民生生活活和和經經濟濟建建設設的的發發展展，，隨著著電電力力的的發發展展和和電電力力市市場場的的建建立立，，配配電電網網的的薄薄弱弱環環節節顯顯得得尤尤為為突突出出，，形形成成電電力力需需求求與與電電網網設設施施不不協協調調的的局局面面。。隨著著市市場場觀觀念念的的轉轉變變和和電電力力發發展展的的需需求求，，配配電電系系統統的的自自動動化化已已經經作作為為供供電電企企業業十十分分緊緊迫迫的的任任務務。。城城市市電電網網，，從從20世紀紀80年代代就就意意識識到到配配電電網網的的潛潛在在危危險險，，1990年5月召召開開了了全全國國城城網網工工作作會會議議，，指指出出了了城城市市配配電電網網在在電電力力系系統統的的重重要要位位置置，，要要求求采采取取性性能能優優良良的的電電力力設設備備，，以以提提高高供供電電能能力力，，保保證證供供電電質質量量。。配電電網網綜綜合合實實施施改改造造是是實實施施配配電電系系統統自自動動化化的的前前提提，，沒沒有有合合理理的的電電網網結結構構、、優優良良的的設設備備是是不不可可能能實實現現配配電電系系統統自自動動化化的的。。但但由由于于早早期期的的配配電電網網已已經經基基本本形形成成，，只只能能在在原原來來配配電電網網的的基基礎礎上上進進行行改改造造，，因因此此難難度度大大，，要要力力爭爭達達到到自自動動化化的的目目的的，，做做好好統統籌籌規規劃劃，，從從設設備備上上符符合合現現代代城城市市的的發發展展要要求求。。對對城城市市配配電電網網電電力力設設備備的的基基本本要要求求是是技技術術上上先先進進、、運運行行安安全全可可靠靠、、操操作作維維護護簡簡單單、、經經濟濟合合理理、、節節約約能能源源及及符符合合環環境境保保護護要要求求。。實現現配配電電系系統統自自動動化化的的意意義義在在于于：：有有利利于于在在配配電電網網正正常常運運行行時時，，通通過過監視視配配網網運運行行工工況況，，優優化化配配網網運運行行方方式式；；有有利利于于滿滿足足和和保保證證供供電電的的質質量量，，符符合合高高新新技技術術裝裝備備和和居居民民家家用用電電器器的的要要求求，，避避免免高高峰峰低低谷谷，，電電壓壓幅幅值值和和頻頻率率以以及及諧諧波波對對用用戶戶所所產產生生的的不不良良影影響響；；有有利利于于在在保保證證供供電電可可靠靠性性的的前前提提下下，，確確保保電電力力用用戶戶用用電電的的時時效效性性，，滿滿足足電電力力用用戶戶的的供供電電需需求求；；有有利利于于降降低低配電電系系統統自自動動化化配電電系系統統自自動動化化電網網的的損損耗耗，，提提高高網網絡絡的的供供電電能能力力，，減減少少用用戶戶的的停停電電機機率率；；有有利利于于提提高高配配電電網網設設備備的的可可靠靠性性運運行行能能力力，，大大大大地地減減輕輕運運行行人人員員的的勞勞動動強強度度和和維維護護費費用用；；由由于于實實現現了了配配電電系系統統自自動動化化，，可可以以合合理理控控制制用用電電負負荷荷，，從從而而提提高高了了設設備備的的利利用用率率；；由由于于采采用用了了自自動動化化設設備備，，當當配配電電網網發發生生故故障障或或異異常常運運行行時時，，能能快快速速隔隔離離故故障障區區段段，，及及時時恢恢復復非非故故障障區區域域用用戶戶的的供供電電，，縮縮短短對對用用戶戶的的停停電電時時間間，，減減少少停停電電面面積積，，這這樣樣就就有有利利于于提提高高設設備備的的故故障障判判斷斷能能力力和和自自動動隔隔離離故故障障，，恢恢復復非非故故障障線線路路的的供供電電條條件件；采用自動抄抄表記費，可可以保證抄表表記費的及時時和準確，提提高企業的經經濟效益和工工作效率，并并可為用戶提提供自動化的的用電信息服服務。例如，山東省省高密城區在在城區配電網網改造調整之之前，城區10kV線路的線損率率為2.67%，配網自動化化工程實施之之后，線損率率降為1.52%，下降了1.15個百分點；可可靠率由原來來的96%提高到99.96%；1999年供電量為30732.2萬kW·h，按此計算每每年節約電量量為353.4萬kW·h，節能效益按按0.40元/(kW·h)計算，每年節節約141.36萬元。由于在在配網自動化化工程實施過過程中，運用用了大量新技技術、新產品品和免維護設設備，并實現現了環網供電電，有效減少少了事故、檢檢修的停電范范圍，減少了了停電次數和和停電時間，，帶來了可觀觀的社會效益益和經濟效益益。每年按多多供電50h計算，多供電電量為175.4萬kW·h，多供電效益益為87.7萬元。配電系統自動動化實現配電系統統自動化的主主要目的是：：(1)提高電網供電電的可靠性。。這是配電自動動化最根本和和最首要的目目的。目前我我國的現狀供供電可靠率還還不能滿足現現代工業和居居民生活用電電的要求，與與發達國家相相比差距較大大。通過城市市電網改造，，到“九五””末，全國大大多數城市電電網的供電可可靠率RS3(不記限電)應當達到99.7%以上，有一批批城市電網供供電可靠率RS3應達99.95%以上，RS1(計入全部影響響停電因素)達到99.8%，爭取部分供供電企業達到到先進水平，，即RS3達到99.98%、RS1達到99.9%。如果不采用配配電自動化，，要實現這個個目標是根本本不可能的。。(2)提高配電網的的供電質量和和降低線損。。目前，用電市市場對供電系系統的電能質質量提出了新新的、更高的的要求，所以以提高供電質質量和降低線線損，也是城城市電網自動動化的重要目目的。我國電電網1995年的統計網損損率為8.77%，而世界經濟濟發達國家的的平均網損率率僅為3%～5%。以某城區供供電局為例，，該局年最高高負荷約為150MW，年售電量約約8億kW·h，如果能加強城城網改造，合合理進行網絡絡配置以及優優化無功補償償，降低線損率0.10%，經初步測算算就可節省300萬元以上。配電系統自動動化(3)提高用戶滿意意度。供電部門除了了在供電可靠靠性和電壓質質量上要使用用戶滿意外，，還應當使用用戶不為用電電煩惱。例如如，對實行分時電電價制的用戶戶，可利用配配電自動化通通道協助他們們合理停用或或投入一些耗耗能設備，既保證設備備發揮作用，，又可節約電電費。(4)提高供電部門門的勞動生產產率。供電部門提高高勞動生產率率的主要途徑徑是實現配電電自動化，例例如，變電站站實現綜合自自動化后為實實現無人職守守創造了條件件，配電線路路的在線監測測和遙控為及及時提供線路路運行狀況，，減少故障巡巡查和處理創創造了條件，，這些都有利利于提高勞動動生產率。當前我國配電電網仍處于方方案的探索時時期，特別是是我國配電網網的規模及覆覆蓋面，市場場之大是任何何一個經濟發發達或發展中中國家無法比比擬的，而我國配電電網的發展也也是隨經濟發發展同步進行行的，我國的的配電網與國國外配電網有有多方面的區區別，不可能能完全照搬，，應該在吸收收國外先進技技術和設備的的基礎上，進進行中國配電電網改造和自自動化的研究究。五、配電系統統自動化的基基本功能及實實現原則配電系統自動動化由于配電系統統自動化所包包含的功能五五花八門，不不可能用一個個單一簡單的的方式來說明明配電系統自自動化所包含含的各種功能能。本書遵循循以下3個分析原則來來說明配電系系統自動化的的功能。原則一，電網網功能和用戶戶功能區別開開來；原則二二，在線功能能和計劃功能能區別開來；；原則三，運運行工作和維維修工作區別別開來。因此此配電系統自自動化的主要要功能有：配配電網運行和和管理功能，，運行計劃模模擬和優化功功能，運行分分析和維護管管理功能，用用戶負荷監控控和故障報修修功能。1.配電網運行和和管理功能1)配電網運行監監視對配電網的運運行監視是指指通過采集配配電網上的狀狀態量(如開關位置和和保護動作情情況等)和模擬量(電壓、電流和和功率等)及能量，從而而對配電網的的運行狀況進進行監視。它包括配電網及變電電站運行狀態態監視、電網網負荷監視、、電網拓撲結結構監視、切切換動作監視視、報警監視視和設備越限限運行的監視視。配電網運行狀狀態監視能使使電力公司隨隨時掌握電網網接線狀況和和負荷狀況，，也可幫助判判明用戶故障障報修和管理理現場工作班班的地點。配電系統自動動化電網負荷監視視是對中壓和和低壓電網的的負荷提供最最佳可能的估估算，也能計計算整個電網網的電壓和設設備負載，并并能檢測出過過電壓或負載載等問題。電網拓撲結構構監視是當高高壓/中壓變電站或或中壓電網中中的開關位置置變化時，自自動而且幾乎乎是同時地更更新網絡拓撲撲結構。切換動作監視視是記錄所有有進入系統的的工作內容，，對每組切換換動作的細節節全都記錄下下來。2)配電網運行的的控制對配電網運行行的控制是指指在需要的時時候，遠方控控制開關的合合閘或跳閘以以及有載調壓壓變壓器的分分接頭，以達達到所期望的的目的(如滿足電壓質質量的要求、、負荷平衡和和無功補償等等)。其內容包括括就地自動控制和地地區遙控。就地自動控控制是僅需要要就地信息而而無需要知道道電網接線狀狀況就可進行行控制的動作作。它是由變電站站的控制設備備就地實現的的操作，如通通過本身安裝裝的繼電保護護和重合閘裝裝置實現自動動跳閘或重合合閘；變壓器器的有載分接接開關、電容容器的投切開開關通過按遠遠方整定的整整定值就地自自動控制切換換或投切等，，都屬于就地地自動控制功功能。地區遙控是是協調各個就就地功能，它它是由運行人人員通過各類通道道向設備發出出投切的控制制而完成的操操作的，也可可以由運行人人員通過流動動終端站向現現場工作班發發出工作命令令后再就地實實現操作。配電系統自動動化3)配電網的保護護配電網的的保護功功能是指指檢測和和判斷故故障區段段，并隔隔離故障障區域，，維持正正常區域域供電。。4)故障診斷斷分析與與恢復供供電它包括用用戶故障障信息的的收集，，根據用用戶故障障報修對對低壓電電網的故故障進行行診斷與與定位分分析；根根據繼電電保護及及斷路器器動作情情況和故故障檢測測動作情情況對中壓電電網的故故障進行行診斷與與定位分分析，恢恢復供電電操作和和現場搶搶修的安安排。5)運行情況況統計及及報告它包括運運行計劃劃資料、、管理控控制資料料和維修修資料，，在配電電網數據據管理中中的配電電運行動動態數據據中記錄錄和更新新。2.運行計劃劃模擬和和優化功功能1)配電網運運行模擬擬它包括配配電網負負荷的估估計、有有功和無無功潮流流計算、、倒閘操操作的模模擬(例如確定定最合理理的變壓壓器分接接頭位置置、電容容器投切切的整定定、確定定環網中中開環點點的最適適當位置置等)和事故的的模擬計計算等。。事故的模模擬計算算包括饋饋線的各各種類型型短路的的計算和和冷負荷荷起動的的計算(冷負荷起起動的計計算是用用于估計計電網上上重新接接通的負負荷值)。2)倒閘操作作計劃的的編制它包括編編制遙控控或遙控控操作命命令及委委派現場場操作人人員的操操作任務務的計劃劃，對倒倒閘操作作后可能能影響用用戶用電電的分析析和及時時通知用用戶等內內容。3)入網關口口電量的的計劃和和優化根據配電電網的負負荷及潮潮流，合合理安排排各入網網關口的的電量，，這樣不不僅使購購買成本本最低，，損耗最最小，又又能保證證供電質質量。3.運行分析析和維護護管理功功能它主要是是對配電電網故障障和供電電質量反反饋的信信息進行行運行分分析(如控制裝裝置及配配電設備備的誤動動作及故故障分析析、電網網故障分分析和電電能質量量分析等等)，以及根根據設備備狀況進進行維修修計劃的的編排，，制定打打印工作作任務單單，對維維修工作作的班組組進行跟跟蹤管理理及對維維修結果果進行分分析以得得知維修修的費用用和效益益。配電系統統自動化化配電系統統自動化化4.用戶負荷荷監控和和故障報報修功能能1)用戶端負負荷和電電能質量量的遙測測通過對用用戶端負負荷的遙遙測，可可以了解解該用戶戶的負荷荷曲線和和特性，，用于統計計分析以以建立負負荷預測測模型；；通過對對電流、、電壓、、三相不不平衡度度、短時時或瞬時時斷電、、電壓偏偏移率以以及諧波波的測量量，可以以診斷向向用戶供供應的電電能質量量。2)用戶端負負荷和表表計的控控制根據與用用戶的合合同遙控控整定表表計的參參數，可可按日和和季度不不同電費費的分時時電價來來調節用用戶的用用電量，，通過自動動裝置遙遙控用戶戶的大型型空調機機、電熱熱水器等等的分時時投切，，使其隨隨電價的的變化而而調節用用電。在電網網發生意意外情況況時遙控控改變用用戶的電電力供應應整定值值以實現現有效的的電力平平衡等。。3)用戶故障障報修處處理系統統它包括用用戶故障障報修的的人工應應接記錄錄和自動動應接記記錄。將將用戶報報修信息息輸入配電網地地理信息息系統，為分析析事故提提供準確確的信息息，根據據調度對對事故的的分析和和處理估估計向用用戶提供供可能恢恢復供電電的大致致時間，，并列入入語音處處理裝置置，作為為對用戶戶應答的的內容。。配電系統自動動化目前，配電系系統自動化的的功能還在進進一步的完善善之中。配電系統自動動化是電力發發展到一定階階段的必然產產物。隨著電電力市場及水水平的提高，，配電系統面面臨著一場新新的改革和發發展，配電系系統自動化必必將進一步得得到完善。但但是配電系統統自動化在中中國仍然是一一種新生事物物，要采取科科學的態度、、實事求是的的原則，加強強我國配電網網自動化的研研究，因地制制宜地進行配配電網的改造造。因此，無論是大中城城市配電網還還是小型城市市、縣級城市市甚至農村配配網，在實施施配電系統自動化過程程中主要應應考慮以下下幾個原則則：(1)統籌考慮，，全面規劃劃。主要是需密密切結合配配電系統建建設改造規規劃，同步步制定配電電系統自動動化規劃，，同時要同同步考慮通通信規劃，，以確保數數據和信息息的快速通通暢傳遞，，既利于快快速監視控控制，又利利于信息共共享。例如如農村電網網即將結束束的二改三三工程就為為以后的配配電系統自自動化打下下了堅實的的基礎。(2)分析現狀，，優化設計計。自動化規劃劃必須從現現狀出發，，分析地區區配電網的的實際應用用情況，如如本地區配配電網絡結結構、設備備狀況、現現有自動化化程度、現現有負荷及及其發展趨趨勢(數量及用電電特性、用用電性質、、對電能質質量和供電電可靠性要要求等)。找出本地地區配電網網存在的問問題，本著著實事求是是的精神，，進行優化化設計并確確定具體目目標。要充充分注意自自動化系統統的標準性、開開放性、集集成性、可可擴充性、、安全性和和可維護性性。配電系統自自動化(3)因地制宜，，分布實施施。我國各地經經濟基礎不不同，發展展很不平衡衡。可先粗粗略地分為為幾類，并并制定出自自動化功能能的基本配配置，各城城市進一步步制定實施施細則和具具體方案。。由于各城城市經濟發發展水平不不同，配電電網及其自自動化程度度當然也不不同，所以以各城市首首先要實事事求是地正正確定位，，然后根據當當地的實際際，恰當選選定自動化化的裝置配配備和功能能配置，構構成符合實實際的、切切實可行的的、有效益益的配電系系統自動化化規劃。制訂規劃劃后，要有有計劃的分分布實施，，并應先作作試點，經經技術上、、效益上和和經濟上的的綜合評估估后，再作作改進，然然后逐步推推廣。(4)信息共享,增強效益。。遠方通信是是自動化的的關鍵技術術,RTU要符合配電電網分布