配电网及其自动化技术概况(许继郭上华).ppt

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1、郭上华2011年7月,配电网及其自动化技术概况,主 要 内 容,配电网基本概况,1,2,3,4,配电一次设备与自动化配套,配电终端与自动化数据传输,配电主站与自动化监控,5,配电网领域许继优势特色,配电网基本概况,电力系统定义及组成配电网供电方式配电网规模配电网建设目标配电网建设思路配电网实现自动化的体系构架,3,定义：把由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。,配电网,电力系统定义及组成,4,配电网供电方式,配电线路接线方式 中性点接地方式 负荷转供方式,5,“手拉手”环网接线,辐射网接线,配电线路接线方式架空线路,6

2、,单环网,配电线路接线方式电缆线路或架空电缆混合线路,7,双环网,配电线路接线方式电缆线路或架空电缆混合线路,双射网,双射网,=双射网+双射网,8,中性点经消弧线圈接地,补偿接地点流过的容性电流，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复 减少系统弧光接地过电压的概率 降低了接地残流和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差 系统可带故障运行一段时间,中性点经小电阻接地,降低操作过电压。单相接地故障时，可准确判断并快速切断故障线路 中性点电阻为耗能元件，有效限制弧光接地过电压 对电容电流变化的适用范围较大，简单、可靠、经济,中性点不接地,非接地相对地电压升高3倍，稳定性电弧可烧毁设备或引起相间短路 间歇

3、性电弧可使电网电感、电容形成震荡回路而产生弧光接地过电压 当发生弧光接地故障时，非故障相电压可升高到2.5-3倍Un,配电网供电方式中性点接地方式,9,配电网供电方式中性点接地方式,10,10kV配电网3分段4连接,主干线路由分段开关分为3部分，每一段都通过联络开关和其他配电线路相连，正常工作时联络开关处于分闸状态，当发生事故时，联络开关合闸，分别从相连的其他配电线上进行负荷转供。,分段开关（分闸）,联络开关（合闸）,其他配电线路开关（合闸）,配电网供电方式负荷转供方式,国家电网公司数据,配电网规模,如何实时监测配电网运行工况、优化运行方式如何实现故障快速定位、故障快速隔离如何远方快速转供电、

4、减少倒闸操作时间等,对策,全面推进配电自动化建设，提高配电网管理水平,困难,12,网架坚强：优化配电线路结构和配电接线方式，合理分段、合理选择开关，有效提高供电可靠性、供电能力和供电经济性 网络智能：实现配电线路的灵活联络，自动隔离故障区段，缩小故障停电范围，减少故障停电时间，提高供电可靠性和配电网运行管理水平，降低维护工作量,配电网建设目标,13,不停电,生产,实现思路,系统应用,管理,实现思路,自动化系统充当“千里眼”实现配电网风吹草动监视 一遥、两遥,实现自愈，缩短停电时间 远方操作提升效率 提升自动化覆盖率,对计划、故障停电的风险分析与管控 与95598的联动 电网、生产效率提升,新供

5、电方式 分布式电源 智能设备、智能小区、智能用户,配电网信息化（GIS）。95598配电自动化（监测）,线路智能自愈。用户看门狗带电作业全面的自动化,停电管理。风险管控95598联动生产运营指挥平台,互动化。分布式电源管理新型保护新配电自动化,配电网信息化静态管理 日清日结 台帐清晰,知停电,少停电,防停电,管,监,控,优,配电网异常监视，统计 运行记录经验积累 管理提升找到方向,配电网掌控力提升。电网效率、生产效率提升 用户交互频繁,信息化、自动化、互动化情况下，配网经济运行、业务高效 电网、生产效率提升,核心目标：以停电管控为主线，实现配电网的优化管理,配电网建设思路,配电网实现自动化的体

6、系构架,14,14,配 电 主 站 系 统,子站（变电站）,通信主干网,DTU,通信接入网,FTU,网架及一次设备,TTU,大 脑,神经躯干,手 脚,珠海许继,珠海经纬,许继(芝),配电一次设备与自动化配套,配电一次设备一次设备自动化配套技术,16,架空开关,共箱式真空断路器,电压型真空负荷开关,电流型真空负荷开关,旁路开关,分界型真空负荷开关,永磁真空断路器,极柱式真空断路器,配电一次设备架空开关,17,电缆开关柜,美式电缆分接箱,VSR3真空环网柜,智能高压电缆分接箱,SF6环网柜,智能化预装式变电站,配电一次设备电缆开关柜,18,配电一次设备主要技术参数,19,一次设备自动化配套技术操作

7、机构类型与电源要求,马达驱动弹簧操作机构储能过程与合分闸过程顺序执行合分闸过程耗时长、功耗相对小操作电压有交流直流之分各类开关产品操作功耗差异较大,永磁/电磁式操作机构储能过程与合分闸过程同期进行合分闸过程耗时短、瞬时功耗大操作电压一般为直流各类开关产品操作功耗差异较大,电源配套关联技术,PT负载能力,终端驱动能力,推荐操作机构驱动电压DC48或DC24V推荐操作机构驱动功耗小于80W。,合/分闸电压合/分闸电流合/分闸时间储能电压/时间,一次设备自动化配套技术架空开关配套电压互感器PT,选型原理,浇注绝缘电压互感器,油浸式电压互感器,双侧电源组合PT,架空开关,电压互感器功率输出参数：二次绕

8、组额定输出500VA短时1s输出3000VA,关键技术,耐候性,过载保护,绝缘安全,功率输出,外力损伤防护,密封防护,21,电缆开关柜配套PT的选型原理,母线接入式,空间问题,连接问题,检维问题,一次设备自动化配套技术电缆开关柜配套电压互感器PT,PT采用相间接线PT接入方式应保证运行方式改变时，装置不失去电压,PT输出功率符合操作机构要求PT二次侧必须安装快速熔断器进行短路保护,22,贯穿式零序CT和三相CT的零序电流合成,一次设备自动化配套技术测量CT及保护CT,空间问题,精度问题,饱和问题,配套贯穿式零序CT（满足接地故障精确测量要求）合成零序电流（仅适用于低值电阻接地系统）,配套测量C

9、T（满足负荷电流监测及故障判定要求）配套测量+保护组合式CT（满足负荷电流及故障电流监测要求）,CT的低值测量精度与饱和特性,一次设备自动化配套技术电流互感器CT常用接线方式,两相不完全Y形接线,三相Y形接线,三相Y形+零序电流合成接线,配电终端与自动化数据传输,配电终端设备自动化数据传输技术,配电终端设备类型,25,馈线终端FTU,站所终端DTU,配变终端TTU,自动化接口,26,配电终端设备类型,电流型电压时间型电压电流型电流计数型,一遥故指型二遥故指型,用户分界型分支分界型,新,新,27,配电终端设备馈线终端FTU,架空线路馈线终端FTU,分段型馈线终端（无后备电源）,分段型馈线终端（电

10、池型后备电源）,分界型馈线终端（电容型后备电源）,28,配电终端设备站所终端DTU,电缆线路集中监控DTU,环网柜终端（户内型）,环网柜终端（户外型）,站所终端,环网柜终端（故指型）,29,保护测控一体化智能开网柜,用户分界负荷开关柜用户分界断路器柜,电缆智能成套设备,配电终端设备电缆智能成套设备,30,配电终端主要技术参数,自动化数据传输,31,配电终端自动化数据传输技术通信网络组网方式,FTU,DTU,TTU,32,32,配电终端自动化数据传输技术多种通信方式接入可靠性,站端设备,局端系统,配电终端与通信设备电气接口匹配，如电源功率、负载能力系统与终端通信介质接口匹配，如：光设备类型/厂家

11、匹配,硬接口,软接口,系统与终端通信规约匹配，如IEC60870-5-101/104信息点表匹配，通信数据流量可控,33,33,安全加密,安全加密,进行身份验证数字签名,通信数据使用密文传输,专网VPN+防火墙设计,正反向物理隔离防护,通信骨干网,通信接入网,配电终端自动化数据传输技术无线数据传输安全防护,分层多重防护策略,34,34,自适应总召轮询工作模式,传输数据分级打包及缓存技术,传输数据采用压缩、合成技术,多级门限设定和当地数据存储,终端设备,数据压缩,通信机制,主站系统,配电终端自动化数据传输技术无线通信数据流量控制,数据流量=费用,配电主站与自动化监控,配电自动化系统构架配电自动化

12、系统设计思路业务/控制系统一体化应用,配电自动化系统构架,36,自动化数据接入,配电自动化系统设计思路,37,配电主站模型,38,配电主站业务/控制系统一体化应用,39,客户,配电设备,管辖营业所,电话中心系统,本地系统,基干信息,电话中心,计算机中心,現场,赶赴现场,巡视,保修,設计移动,設计,巡视手机,取得现场所需的信息,共享工作人员的信息,配电自动化系统,系统状況的自动連系,停电之外的故障,配电业务IT（移动）化系统,手机网,配电网领域许继优势特色,许继核心产品构成许继主站系统优势特色许继一二次设备优势特色行业领先的线路自动化解决方案东芝理念、许继原创,41,许继核心产品构成涵盖自动化系

13、统各核心层面,42,自主产品成套能力：主站系统与配电终端自主成套配电网一二次设备自主成套,与其他厂家产品集成能力：主站系统能与其他厂家配电终端良好交互使用配电终端设备能与其他厂家通信设备、主站系统无缝连接配电网一二次设备可与其他厂家设备交叉配套集成应用,许继核心产品构成综合集成能力,配电主站系统优势特色,43,基于地理背景信息的自动化系统监控GIS互操作，与数据中心良性互动业务系统和控制系统的一体化应用基于主配网全网拓扑下的调控一体化健全的事故处理功能把握全局的生产运营指挥平台的建设,许继一二次设备优势特色,44,许继一二次设备优势特色,45,重点解决了运行防护、后备电源、远程维护、电缆接插件

14、防护等关键产品技术问题，形成了,稳定性、可靠性和可维护性特色优势,软硬件可组态，实现集中式或分布式保护测控的一体化应用具备分界保护控制功能，该技术已获得国家发明专利设备状态预警和远程程序升级，已申请国家发明专利 户外防护达到IP67等级 提供EPON无源光网、以太网交换机、无线GPRS等多种通信产品及集成配套方案,许继一二次设备优势特色,46,通过一二次电气、通信单元、电源、结构一体化集成成套，形成,智能成套特色优势,基于一设备ZCT、ZPT和终端综合判据成套的小电流接地系统中单相接地故障检测技术，该技术已获国家发明专利基于传感器、自诊断的状态预警成套技术基于超级电容、电源、内置PT的后备电源

15、系统一体化集成技术基于电气接插和结构户外防护的一体化集成技术,5、分支线短路故障（断路器看门狗FDK）,4、分支线短路故障+瞬时故障（FFK）,3、分支线接地故障（负荷开关看门狗FFK）,2、主干线接地故障,1、主干线短路故障,1、主干线短路故障,2、主干线接地故障,3、分支线接地故障（负荷开关看门狗FFK）,4、分支线短路故障+瞬时故障（FFK）,5、分支线短路故障（断路器看门狗FDK）,47,永久故障，VSP5跳闸并正向闭锁，切除接地故障,1,3,VSP5,FDK,FFK,RL27,VSP5,联络点,VSP5,VSP5,闭锁,闭锁,45S后由联络点转供，恢复非故障区供电,联络点45S计时中

16、,母线拉线后，试送电,直接切除接地故障,1,4,7,1,4,7,1,4,7,1,35,45,1,10,20,FFK单侧带电20s后启动重合，若是永久故障FFK再次跳闸，与第一次发生短路故障处理过程一致，但不第二次重合,5,H区若是瞬时故障，则重合成功，自动躲避,直接切除短路故障,3.3.5 电压-时间型馈线自动化模式,主干线电压时间型智能设备+分支线看门狗智能设备，不依赖主站和通信，依据智能设备与站内出线开关的时序逻辑配合，自动完成故障隔离和非故障区段恢复供电,行业领先的线路自动化解决方案,48,珠海许继经配电自动化十余年发展历程，通过长期与日本东芝的研讨与合作，在配电装备技术和配电自动化主站技术方面始终保持与国际先进技术同步，是我国配电自动化技术领域的领跑者。,东芝理念、许继原创,49,谢 谢！,