配电网自动化系统

目录

1 绪论 (3)

1.1 配电自动化的概述3

1.2国外配电自动化的发展4

1.3我国配电自动化的发展5

1.4 开展配电自动化的意义与未来趋势6

2 配电自动化的内容 (9)

2.1配电自动化的主要内容9

2.2馈线自动化系统三种应用模式与分析10

2.3电压时间型馈线自动化优势11

3 电压时间型馈线自动化的实现 (13)

3.1实现电压-时间型馈线自动化的设备13

3.2电压时间型柱上负荷开关功能特点14

3.3馈线终端功能模式14

3.3.1馈线终端用于辐射状电网结构的故障检测及恢复供电的原理（S功能）15

3.3.2馈线终端用于环状电网结构的故障检测及恢复供电的原理（L功能）17

3.3.3馈线终端闭锁功能的原理19

3.4电压时间型馈线自动化模式动作实例20

4 电压-时间型开关控制器的功能需求 (23)

4.1概述23

4.2电压时间型开关控制器的功能要求23

4.3电压时间型开关控制器的实现 24

5 电压时间型开关控制器核心电路图 (26)

5.1 控制器核心CPU 26

5.2CPU相关电路 27

5.2.1晶振回路27

5.2.2CPU电源电压回路27

5.2.3复位电路28

5.3模拟量输入和采集28

5.4遥信输入回路 31

5.5信号输出回路 32

5.6通信部分33

6 失效中继模块 (34)

6.1概述34

6.2电压监测回路 34

6.2.1电压检测34

6.2.2故障电压指示 35

6.3电源切换回路 36

6.4合闸回路36

6.5分合闸控制回路37

6.6结合CPU控制整体分析装置运行38

6.6.1装置正常工作：38

6.6.2装置未正常工作：39

7 电压时间型开关控制器仪器测试 (39)

7.1概述39

7.2 X-时间闭锁功能测试39

7.3Y--时间闭锁功能测试40

7.4瞬时加压闭锁功能测试41

7. 5两侧电压闭锁功能测试42

7.6失效中继模块功能测试43

8 总结 (45)

1 绪论

1.1 配电自动化的概述

在电力系统的发输变电、供配电环节中，配电是直接面对用户的环节，与人们日常用电质量关系密切，提高配电自动化水平，能够大大提高供电可靠性，减少停电时间，提高供电质量。因此对于配电自动化的研究是十分有意义的。

根据国家电网公司印发的Q/GDW382-2009《配电网自动化技术导则》，配电自动化的定义是：“以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对配电网（含分布式电源、微网等）的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电网的科学管理。”

配电自动化系统(distribution automation system，简称为DAS)包括了配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等部分，系统的构成如图1-1所示，其中，配电终端是数据处理/存储、人机联系和实现各种应用功能的核心；配电终端是安装在一次设备运行现场的自动化装置，可分为馈线终端（feeder terminal unit，简称FTU)、配变终端单元(transformer terminal unit，简称TTU)、站所终端单元(distribution terminal unit，简称DTU）；配电子站是主站与终端的中间层设备，一般用于通信汇集，也可以根据需要实现区域监控功能，子站的设置可以选择的，配电终端也可以通过通信网直接与主站进行信息交互；通信通道是连接配电主站、配电终端和配电子站之间实现信息传输的通信网络。

图1-1配电自动化系统构成

配电自动化在建设与发展过程中，通过计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术与高性能电力设备的有机结合，更好地实现了对配电网的运行监视和控制。将配电网在正常以及事故情况下的监测、保护、控制、计量等信息及时有效的传递给供电部门，使供电部门的管理工作融合在一起，改善供电质量，与用户之间建立起更加密切更加人性化的关系，以合理的价格和服务满足用户的多样性要求，力求达到供电经济性最好，企业管

理更为有效。从力求保证用户供电质量，提高电力行业服务水平，缩减电力系统运行成本的观点来看，配电自动化是一个有机统一的整体。

配电自动化系统从功能上主要可以分为三大部分的内容：基础配电自动化层、图资系统、配电管理层。基础配电自动化层主要实现数据采集、运行工况监视和控制、故障实时处理，包括变电站(配电所)自动化系统、馈线自动化(Feeder Automation ，简称为FA)、配电网数据采集与监控系统（Supervisory Control And Data Acquisition，简称为SCADA）。图资系统的目的是形成以地理背景为依托的分布概念，以及电网资料分层管理的基础数据库，包括地理信息系统(Geographic Information System，简称为GIS)，自动制图（AM），设备管理（FM）。配电管理层主要实现配电管理、停电管理、工程管理、电能计量管理及配电高级应用，其内容包括配电系统运行管理自动化系统、用电管理自动化系统、配电网分析软件系统(DPAS)。配电自动化个功能部分关系如图1-2所示。

图1-2配电自动化系统

配电网自动化除了配电线路及相应的电力设备，还包括了通讯、计算机应用、电力(负荷)监控、节能、电网规约等，通过多种技术与高性能电力设备的有机结合，更好地实现了对配电网运行的科学管理。基础自动化层的功能保证了配电网的可靠运行：配电SCADA 对电网系统的运行状况进行监控，并及时向电网的调度、管理人员提供配电网的运行信息，还给电力系统的高级应用软件提供信息，实现对整个电网的优化控制；馈线自动化实现对故障的自动判断和隔离，同时能够最大限度的恢复对非故障线路的供电；变电站自动化为变电站的运行提供了微机保护与控制。图资系统实现了电网线路图形与数据的结合，能够对实际线路进行理论计算。配电管理层保障了电力调度，根据电网运行情况和用户的重要程度，供电部门通过调节系统负荷曲线，提高电网经济运行。配电自动化的功能保障了供电可靠性，改善供电质量，提升电网运营效率和满足用户需求

1.2国外配电自动化的发展

欧美国家的配网自动化发展较早。美国社会发展水平较高，配电网管理水平较好，对