內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置、自動重合閘裝置、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，最后介紹了電力負荷管理和控制。第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化系第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化第一節(jié)概述第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)備用電源自動投入裝置第五節(jié)自動重合閘裝置第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置第八節(jié)電力負荷管理與控制第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化第一節(jié)概述第一節(jié)概述

第一節(jié)概述變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置）通過計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)綜合集成為一體，實現(xiàn)變電所運行管理自動化的系統(tǒng)。一、變電所的自動化系統(tǒng)的定義二、變電所的自動化系統(tǒng)的主要功能具有微機保護，數(shù)據(jù)、信號采集與測量，自動控制，運行監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測距，信息儲存與分析，自診斷，與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來自線路需經(jīng)變電所傳送的信號等功能。變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類1）在中、低壓變電所中采用自動化系統(tǒng)，取消常規(guī)的保護、監(jiān)視、測量、控制屏，以全面提高變電所的技術(shù)水平和運行管理水平，并逐步實行無人值班，達到減員增效的目的。

2）對于高壓大型樞紐變電所的建設(shè)和設(shè)計來說，采用自動化系統(tǒng)，解決了各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運行可靠性的弊端。達到提高自動化水平和運行管理水平的目的。

三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類1）在中、第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能

第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能一、

監(jiān)視控制功能

變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變電所模擬量、狀態(tài)量、脈沖量的數(shù)據(jù)采集，時間順序記錄，故障錄波，諧波監(jiān)測與分析，變電站操作控制，人機聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級調(diào)度通信的全部功能。1.數(shù)據(jù)采集:對供電系統(tǒng)運行參數(shù)的在線實時采集是變電所自動化系統(tǒng)的基本功能之一，運行參數(shù)可分為模擬量、狀態(tài)量和脈沖量等。2.數(shù)據(jù)處理與記錄:數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容為電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。(1)變電所運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析與計算(2)變電所內(nèi)運行參數(shù)和設(shè)備的越限報警及記錄(3)變電所內(nèi)的事件記錄3.運行監(jiān)視:運行監(jiān)視即對采集到的反映變電所運行狀況和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行自動監(jiān)視。一、監(jiān)視控制功能變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變4.故障錄波:10kV及以上的重要配電線路距離長、發(fā)生故障影響大，當配電線路故障時必須盡快查出故障點，以便縮短維修時間，盡快恢復(fù)供電，減少損失。

5.事故順序記錄與事故追憶

事故順序記錄就是對變電所內(nèi)的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。事故追憶是指對變電所內(nèi)的一些主要模擬量，如線路、主變壓器的電流、有功功率、母線電壓等，在事故前后一段時間內(nèi)作連續(xù)測量記錄。6.控制及安全操作閉鎖：操作人員可通過顯示器屏幕對斷路器、隔離開關(guān)進行分、合閘操作；對變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)控制；對電容器組進行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。操作閉鎖包括以下內(nèi)容：操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。4.故障錄波:10kV及以上的重要配電線路二、微機繼電保護功能

微機繼電保護是變電所自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括線路保護、電力變壓器保護、母線保護、電容器保護、小電流接地系統(tǒng)自動選線、自動重合閘。由于繼電保護的特殊重要性，自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護的可靠性、獨立性。

微機繼電保護應(yīng)滿足的要求：

1.系統(tǒng)的微機繼電保護按被保護的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨立設(shè)置，直接由相關(guān)的電流互感器和電壓互感器輸入電氣量，保護裝置的輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。

2.保護裝置設(shè)有通信接口，供接入站內(nèi)通信網(wǎng)，在保護動作后向變電所層的微機設(shè)備提供報告，但繼電保護功能完全不依賴通信網(wǎng)。

3.為避免不必要的硬件重復(fù)，以提高整個系統(tǒng)的可靠性和降低造價，對35kV及以下的變（配）電所，在不降低保護裝置可靠性的前提下，可以配給保護裝置其他一些功能。4.除保護裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)，設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。二、微機繼電保護功能微機繼電保護是變電所自動三、自動控制裝置的功能變電所自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。因此，典型的變電所自動化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動控制裝置，如備用電源自動投入控制裝置、自動重合閘裝置、電壓、無功綜合控制裝置、小電流接地選線裝置等。1.備用電源自投控制：當工作電源因故不能供電時，備用電源自動投入裝置應(yīng)能迅速及時將備用電源自動投入使用或?qū)⒂秒娯摵汕袚Q到備用電源上去。2.自動重合閘裝置：在供電系統(tǒng)的架空線路發(fā)生“瞬時性故障”被繼電保護迅速斷開后，由于故障的瞬時性，故障點的絕緣強度會自動恢復(fù)。利用這一特點，采用自動重合閘裝置能夠自動將斷路器重新合閘，恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。三、自動控制裝置的功能變電所自動化系統(tǒng)必須具有4.小電流接地選線裝置：在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，接地保護應(yīng)能正確地選出接地線路及接地相，并予以報警。3.電壓、無功綜合控制：變電所電壓、無功綜合控制是利用有載調(diào)壓變壓器和母線無功補償電容器及電抗器進行局部的電壓及無功功率補償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)控制，使負荷側(cè)母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)以及用戶供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達到電力部門的要求。4.小電流接地選線裝置：在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)四、遠動及數(shù)據(jù)通信功能變電所自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。1)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通信，主要解決變電所內(nèi)部自動化各子系統(tǒng)間和各子系統(tǒng)與上位機(監(jiān)控主機)間的數(shù)據(jù)和信息交換問題。它們的通信范圍是變電站內(nèi)部。對于集中組屏結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，實際上是在變電所主控室內(nèi)部；對于分散分層結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，其通信范圍擴大至主控室與現(xiàn)場單元的安裝地。

2)自動化系統(tǒng)必須兼有遠動終端（RemoteTerminalUnit,RTU）的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關(guān)量信息，以及事件順序記錄等遠傳至上級調(diào)度中心；同時應(yīng)該能夠接收調(diào)度中心下達的各種操作、控制、修改定值等命令。四、遠動及數(shù)據(jù)通信功能變電所自動化的通信功能包第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則

根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮可靠、實用、先進的原則。

可靠性是變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，系統(tǒng)本身應(yīng)有較強的抗干擾能力和自檢恢復(fù)功能，在系統(tǒng)運行中，繼電保護的動作行為僅與保護裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)和其他環(huán)節(jié)，保證自動化系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實現(xiàn)，不影響保護子系統(tǒng)的正常工作。且都應(yīng)設(shè)有手動跳、合閘功能及防跳功能。變電所自動化系統(tǒng)的實用性是要求對自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計從實際應(yīng)用的對象出發(fā)。從而提高變電所自動化系統(tǒng)性能價格比，減少投資。同時系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)配置上應(yīng)有可擴充余地、通用性要強、操作使用要方便、便于修改和增刪。變電所自動化系統(tǒng)的先進性通常是以系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、功能水平及其可靠性、實用性等綜合指標為衡量依據(jù)的。變電所自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能水平設(shè)計，要求安全可靠、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟效益等綜合指標好，并為變電所的進一步自動化和人工智能應(yīng)用提供平臺，滿足和促進變電所無人值班的實施。同時應(yīng)符合國家或部頒標準，使系統(tǒng)開放性能好，便于升級。一、變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則根據(jù)變電二、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布分散式和分散集中組屏式三種類型。二、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所自動化系圖7-1集中式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1、集中式變電所自動化系統(tǒng)

圖7-1集中式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1、集中式變1）結(jié)構(gòu)簡單，投資少。2）功能簡單，綜合性能差，通常要采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。3）程序設(shè)計復(fù)雜，調(diào)試和維護不方便。4）組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，不利于推廣。

集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造。集中式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點是：集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造。集2、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)圖7-2分布集中組屏的變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)圖7-2分布集中組屏的這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高，便于擴充和維護，而且其中一個環(huán)節(jié)故障，不會影響其他部分的正常運行。適用于主變電所的回路數(shù)相對較少，一次設(shè)備比較集中，從一次設(shè)備到數(shù)據(jù)采集柜和控制柜等所用的信號電纜不長，易于設(shè)計、安裝和維護管理的10~35kV供電系統(tǒng)變電所。分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點:這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便3、分布分散式變電所自動化系統(tǒng)圖7－3分布分散式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3、分布分散式變電所自動化系統(tǒng)圖7－3分布分散式變電所

減少了所內(nèi)的二次設(shè)備及信號電纜，避免了電纜傳送信息時的電磁干擾，節(jié)省了投資，簡化了維護，同時最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。由于裝置相互獨立，系統(tǒng)中任一部分故障時，只影響局部，因此提高了整個系統(tǒng)的可靠性，也增強了系統(tǒng)的可擴展性和運行的靈活性。分布分散式變電所自動化系統(tǒng)特點:分布分散式變電所自動化系統(tǒng)特點:第四節(jié)備用電源自動投入裝置

第四節(jié)備用電源自動投入裝置

一、備用電源自動投入裝置的作用與類型

作用：用于兩路及以上電源進線的變配電所中，提高供電可靠性。

工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用:在正常時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時才投入工作。暗備用:在正常時，兩電源都投入，互為備用。一、備用電源自動投入裝置的作用與類型作用：用于兩在正常情況下，QF1閉合，QF2斷開，負荷由工作電源供電。當工作電源故障時，APD動作，將QF1斷開，切除故障電源，然后將QF2閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖a)明備用在正常情況下，QF1閉合，QF2斷開，負荷由正常情況下，QF1,QF2閉合，QF3斷開，兩個電源分別向兩段母線供電。若電源A(B)發(fā)生故障，APD動作，將QF1(QF2)斷開，隨即將QF3閉合，此時全部負荷均由B(A)電源供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖

b)暗備用正常情況下，QF1,QF2閉合，QF3斷開，1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅速起動并投入備用電源；2）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源；3）APD應(yīng)只動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中；4）當電壓互感器二次回路斷線時，APD不應(yīng)誤動作。二、對備用電源自動投入裝置的基本要求1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅三、備用電源自動投入裝置的原理

三、備用電源自動投入裝置的原理第五節(jié)自動重合閘裝置

第五節(jié)自動重合閘裝置

一、自動重合閘的作用和類型

運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動重合閘裝置（ARD），迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。自動重合閘裝置分三相一次重合閘、二次重合閘和三次重合閘三種形式

一、自動重合閘的作用和類型運行經(jīng)驗表二、對自動重合閘裝置的基本要求

1)線路正常運行時，自動重合閘裝置（ARD）應(yīng)投入，當值班人員利用控制開關(guān)或遙控裝置將斷路器斷開時，ARD不應(yīng)動作。當值班人員手動合閘，由于線路上有永久性故障而隨即由保護裝置將斷路器斷開時，ARD亦不應(yīng)動作。

2)除上述情況外，當斷路器因繼電保護裝置或其他原因跳閘時，ARD均應(yīng)動作。

3)ARD可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則啟動重合閘裝置，即當控制開關(guān)處在合閘位置而斷路器實際上處于斷開位置的情況下，使ARD啟動動作。4)ARD的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（如一次重合閘只應(yīng)動作一次）。無特殊要求時對架空線路只重合一次，而對電纜線路一般不采用ARD，因其瞬時性故障極少發(fā)生。5）ARD的動作時限應(yīng)大于故障點滅弧并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度所需時間和斷路器及操作機構(gòu)恢復(fù)原狀，準備好再次動作的時間，一般采用0.5～1s。6)ARD動作后，應(yīng)能自動復(fù)歸，為下一次動作做好準備。

7)應(yīng)能和保護裝置配合，使保護裝置在ARD前加速動作或ARD后保護加速動作。二、對自動重合閘裝置的基本要求三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理

（1）重合閘啟動（2）重合閘時間（3）一次合閘脈沖（4）手動跳閘后閉鎖（5）重合閘后加速保護跳閘回路圖7-5三相一次重合閘的工作原理框圖三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理（1）重合閘啟動圖在供電系統(tǒng)中，利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障1、自動重合閘前加速保護：重合閘前加速保護一般又簡稱“前加速”。圖7-6重合閘前加速保護方式的構(gòu)成原理示意圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖（b）時間配合關(guān)系在供電系統(tǒng)中，利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障12、自動重合閘后加速保護：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當線路第一次出現(xiàn)故障時，利用線路上設(shè)置的保護裝置按照整定的動作時限動作。然后相應(yīng)的ARD動作，使斷路器重合一次。圖7－7自動重合閘裝置后加速保護動作原理圖2、自動重合閘后加速保護：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當線第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制

第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制變電所電壓、無功綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)壓變壓器的分接頭和在低壓母線上設(shè)置的并聯(lián)補償電容器組。控制的目的是保證主變壓器低壓側(cè)母線電壓在允許范圍內(nèi)，且盡可能提高進線的功率因數(shù)。

一、變電所電壓、無功綜合控制的目的

變電所電壓、無功綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)

二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理

圖7-8運行區(qū)域圖二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理圖7-8

1區(qū)間——進線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超越上限，控制器發(fā)出指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。如分接頭已調(diào)到極限而電壓仍高于上限，則強切補償電容器組以調(diào)節(jié)電壓。

2區(qū)間——母線電壓和進線功率因數(shù)均超越上限，此時往往電力負荷較小，控制器發(fā)出指令應(yīng)先切補償電容器組，一方面改善進線功率因數(shù)使其在正常值范圍內(nèi)，另一方面降低母線電壓。如電壓仍超越上限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。

3區(qū)間——母線電壓正常，但進線功率因數(shù)超越上限，控制器發(fā)出指令逐步切除補償電容器組，以調(diào)節(jié)進線功率因數(shù)。

4區(qū)間——電壓低于下限，但進線功率因數(shù)超越上限。此時若先切補償電容器調(diào)節(jié)進線功率因數(shù)，則母線電壓會更低，所以指控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，待電壓滿足運行要求后，再切補償電容器組來調(diào)節(jié)進線的功率因數(shù)。

5區(qū)間——該區(qū)間的母線電壓低于下限，而進線功率因數(shù)在要求范圍內(nèi)，則控制器指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓。如果變壓器分接頭已調(diào)至極限位限時，則強制投入補償電容器組來改善母線電壓。

1區(qū)間——進線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超

6區(qū)間——進線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，此時，控制器優(yōu)先發(fā)出投入補償電容器組的指令。這樣一方面提高進線功率因數(shù)；另一方面可改善母線電壓，若母線電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，使母線電壓水平滿足要求。

7區(qū)間——電壓正常，但進線功率因數(shù)低于下限要求，則指令投入補償電容器組，以提高進線功率因數(shù)。

8區(qū)間——運行參數(shù)是電壓越上限，而進線功率因數(shù)低于下限值，如果此時，僅投入補償電容器組來提高進線功率因數(shù)，會使母線電壓進一步升高。因此，控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器的分接頭降壓，然后再投入補償電容器組來提高進線的功率因數(shù)。6區(qū)間——進線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，

三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理

1)當電容器組因故障保護動作切除后，應(yīng)能自動閉鎖控制在未排除故障前不能再發(fā)出投入電容器組的指令。2)當電壓太低時(如低于額定電壓的80%)，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。3)在變壓器過負荷時，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。4)為了避免控制器過于頻繁動作，除在電壓限值的上、下限范圍內(nèi)設(shè)置一定的調(diào)節(jié)死區(qū)處，還應(yīng)在控制動作一次后，有一定的延時，在此時間內(nèi)只監(jiān)視運行情況，而不發(fā)出新的控制命令。三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理1)當電容器第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置

第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置

一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，用于在不停電的情況下尋找故障線路。一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點

二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動選線裝置的工作原理1）由于單相接地故障，全系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流。2）非故障回路（包括電源變壓器回路）中的零序電流有效值等于正常情況下該回路每相對地的電容電流的3倍，其方向由母線指向線路。3）故障回路上的零序電流為全系統(tǒng)非故障回路對地電容電流之總和，其方向由線路指向母線。4）變電所低壓母線上出線回路越多，則故障回路上反映的零序電流就越大，也越有利于單相接地自動選線裝置的故障選線判斷。二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動圖7-9中性點不接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖圖7-9中性點不接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖在線路上k點發(fā)生A相接地故障后

在線路上k點發(fā)生A相接地故障后圖7－10中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖圖7－10中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布供電系統(tǒng)變電所的自動化培訓(xùn)課件第八節(jié)電力負荷管理與控制

第八節(jié)電力負荷管理與控制一、電力負荷管理電力負荷管理從整體上講，應(yīng)包括負荷特性調(diào)查與管理決策、負荷分析與預(yù)測、負荷調(diào)整及直接控制等內(nèi)容。負荷特性調(diào)查與管理決策不同類型的電力消費，有其不同的負荷特性。負荷特性調(diào)查的目的在于了解其特有的用電規(guī)律，以便為科學(xué)地管理負荷提供決策依據(jù)。負荷分析與預(yù)測研究各類用電負荷的構(gòu)成以及隨時間的變化規(guī)律，了解用電負荷的均衡程度，從中分析用電負荷調(diào)整的潛力。而正確預(yù)測負荷的增長，是確定電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，擬定系統(tǒng)運行方式，確定市場營銷策略的基本依據(jù)。負荷調(diào)整及直接控制負荷調(diào)整是用電負荷管理的一項主要內(nèi)容。在電力系統(tǒng)合理調(diào)度、及時調(diào)整發(fā)電廠發(fā)電出力的同時，合理調(diào)整用戶供電系統(tǒng)的電力負荷，減小系統(tǒng)運行的負荷峰谷差，促使用電負荷曲線趨向平坦。負荷直接控制是指當電網(wǎng)發(fā)生事故或出現(xiàn)電力供應(yīng)不足時，為保證電網(wǎng)的安全運行和重要負荷的用電，利用技術(shù)手段限制某些具有可控性、可替代性的負荷的運行；或在負荷高峰時段，對某些用電進行削峰或避峰施行的中斷供電措施。一、電力負荷管理電力負荷管理從整體上講，應(yīng)包括負荷特性二、電力負荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

綜合利用計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)，對用電負荷實施廣泛的監(jiān)測、控制和管理的技術(shù)手段即為電力負荷管理系統(tǒng)。（一）分散型負荷管理裝置分散型負荷管理裝置一般安裝在電力用戶的供電線路或需監(jiān)控的大型設(shè)備上，按預(yù)先整定的時間或分時段定值對用電狀況進行監(jiān)控。1.電力定量器2.電力時控開關(guān)二、電力負荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能綜合利用計（二）集中型負荷管理系統(tǒng)集中型負荷管理系統(tǒng)由電力負荷管理中心、數(shù)據(jù)傳輸信道及安裝在被監(jiān)控側(cè)的控制終端構(gòu)成。其主要功能有：監(jiān)測變電所饋電線路負荷、變電所饋電線路斷路器、饋電線路末端電壓和用戶各種表計；在正常和緊急情況下，進行過負荷減載，削峰、填谷，調(diào)整負荷曲線，改善負荷率，包括降壓減負荷、用戶負荷周期控制和用戶負荷切除；通過控制終端，將用戶各種負荷信息傳送給負荷管理中心，使供電部門掌握用戶的負荷情況，進行跟蹤處理。包括設(shè)備管理、負荷預(yù)計、負荷管理方案研究和評價等。根據(jù)所采用的信息傳輸方式有：音頻電負荷管理、無線電負荷管理和電力線載波負荷管理。1.無線電力負荷管理無線電負荷管理系統(tǒng)采用特高頻（我國為230MHz頻段）無線電信號傳送信息和數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的特點是遠方終端數(shù)量多，但每個終端的實時信息量不大，而且對實時性的要求也比變電站自動化系統(tǒng)或電力調(diào)度系統(tǒng)要低些。且具有雙向通信、不與強電系統(tǒng)耦合、安裝調(diào)試和運行方便等優(yōu)點，因而在工程中獲得廣泛應(yīng)用。（二）集中型負荷管理系統(tǒng)集中型負荷管理系統(tǒng)由電力負荷圖7-11電力負荷管理系統(tǒng)管理中心組成示意圖圖7-11電力負荷管理系統(tǒng)管理中心組成示意圖無線電力負荷管理的主要功能有：1）利用遙測、遙控以及當?shù)毓β识炕螂娏慷靠刂频裙δ軐V大用戶負荷實時監(jiān)控，迅速調(diào)整電網(wǎng)負荷，保證電網(wǎng)安全。2）對采集的各類負荷數(shù)據(jù)分析處理，進行負荷預(yù)測和電力市場預(yù)測。3）對上網(wǎng)電廠的上網(wǎng)電力進行監(jiān)控，保證大電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行和環(huán)境保護。4）對大中型電力用戶的電能計量裝置進行遠方自動抄表，并與變電所、配電變壓器等電能量抄表相結(jié)合，進行科學(xué)的線損分析和處理。5）實施催交電費。并及時發(fā)現(xiàn)電能表故障和竊電現(xiàn)象。6）利用系統(tǒng)的遙測遙控功能，實現(xiàn)電壓合格率監(jiān)測、用戶電容器自動投切、柱上開關(guān)的控制等。7）利用裝置的顯示、打印及通信接口，為電力用戶提供數(shù)據(jù)，協(xié)助用戶對內(nèi)部用電實施經(jīng)濟調(diào)度和管理。無線電力負荷管理的主要功能有：2.音頻電力負荷管理系統(tǒng)音頻電力負荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸方式是在輸電線路上耦合音頻信號，借以傳輸監(jiān)控用戶電力負荷的信息。圖7-13音頻電力負荷控制系統(tǒng)框圖2.音頻電力負荷管理系統(tǒng)音頻電力負荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳采用音頻傳輸用戶電力負荷的信息的特點是輸送距離較長，衰減小，不易受外界電磁波干擾，但是發(fā)射裝置數(shù)量多，尤其是需要反饋信息的雙向監(jiān)控管理時，還需要在用戶接收端另增設(shè)音頻發(fā)生器和耦合設(shè)備，因而總造價昂貴，限制了該裝置在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。采用音頻傳輸用戶電力負荷的信息的特點是輸送距離3.電力線載波負荷管理系統(tǒng)圖7-14載波電力負荷控制系統(tǒng)框圖載波電力負荷管理系統(tǒng)，借助在輸電線路上的載波信號，傳輸用戶的電力負荷信息。3.電力線載波負荷管理系統(tǒng)圖7-14載波電力負荷控制系統(tǒng)載波電力負荷管理系統(tǒng)與音頻電力負荷管理系統(tǒng)除在電力線路上傳輸?shù)妮d波頻率不一樣外，其余結(jié)構(gòu)基本相同，由于電力載波的信號頻率比音頻高100倍，故其傳輸信息的速率較高，相關(guān)設(shè)備體積小，容易實現(xiàn)雙向信息的傳輸。但利用載波傳輸數(shù)據(jù)信息的方式與電力線路關(guān)系密切，在比較復(fù)雜的配電網(wǎng)中還需加裝阻波器、增音器，在實際施工、系統(tǒng)安全及信號傳輸?shù)确矫娑加幸欢ǖ睦щy。載波電力負荷管理系統(tǒng)與音頻電力負荷管理系統(tǒng)除在例：用電管理中的自動抄表與遠程電能計費系統(tǒng)（一）多功能電子式電能表

1．電子式電能表的性能及組成原理

（1）用電計測功能

2．多功能電子式電能表的功能

（2）監(jiān)視功能

（3）控制功能

（4）管理功能

（5）存貯功能

（6）自恢復(fù)與自檢測

例：用電管理中的自動抄表與遠程電能計費系統(tǒng)（一）多功能

（二）自動抄表技術(shù)本地自動抄表方式

移動式自動抄表方式預(yù)付費電能計費方式遠程自動抄表方式（二）自動抄表技術(shù)本地自動抄表方式移動式自動抄表方式

1）本地自動抄表方式

2）移動式自動抄表方式

3）預(yù)付費電能計費方式

4）遠程自動抄表方式

1）本地自動抄表方式2）移動式自動抄表方式供電系統(tǒng)變電所的自動化培訓(xùn)課件（三）遠程電能計費系統(tǒng)

一個典型的遠程電能計費系統(tǒng)主要由具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機和中央信息處理機等組成。

（三）遠程電能計費系統(tǒng)一個典型的遠程電能計費系電子式電能表三相電子式多費率電能表單相電子式多費率電能表三相電子式多功能電能表電子式電能表三相電子式多費率電能表單相電子式多費率電能表三相內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還介紹了備用電源投入裝置、自動重合閘裝置、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，最后介紹了電力負荷管理和控制。第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化內(nèi)容提要：本章介紹了供電系統(tǒng)的基本功能以及變電所綜合自動化系第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化第一節(jié)概述第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)備用電源自動投入裝置第五節(jié)自動重合閘裝置第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置第八節(jié)電力負荷管理與控制第7章供電系統(tǒng)變電所的自動化第一節(jié)概述第一節(jié)概述

第一節(jié)概述變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括：繼電保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置）通過計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)綜合集成為一體，實現(xiàn)變電所運行管理自動化的系統(tǒng)。一、變電所的自動化系統(tǒng)的定義二、變電所的自動化系統(tǒng)的主要功能具有微機保護，數(shù)據(jù)、信號采集與測量，自動控制，運行監(jiān)視，打印記錄，故障錄波與測距，信息儲存與分析，自診斷，與調(diào)度所通信以及接受、處理和傳送來自線路需經(jīng)變電所傳送的信號等功能。變電所的自動化系統(tǒng)就是將變電所的二次設(shè)備（包括三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類1）在中、低壓變電所中采用自動化系統(tǒng)，取消常規(guī)的保護、監(jiān)視、測量、控制屏，以全面提高變電所的技術(shù)水平和運行管理水平，并逐步實行無人值班，達到減員增效的目的。

2）對于高壓大型樞紐變電所的建設(shè)和設(shè)計來說，采用自動化系統(tǒng)，解決了各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運行可靠性的弊端。達到提高自動化水平和運行管理水平的目的。

三、變電所的自動化系統(tǒng)的分類1）在中、第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能

第二節(jié)變電所自動化系統(tǒng)的基本功能一、

監(jiān)視控制功能

變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變電所模擬量、狀態(tài)量、脈沖量的數(shù)據(jù)采集，時間順序記錄，故障錄波，諧波監(jiān)測與分析，變電站操作控制，人機聯(lián)系，變電所內(nèi)通信以及與上級調(diào)度通信的全部功能。1.數(shù)據(jù)采集:對供電系統(tǒng)運行參數(shù)的在線實時采集是變電所自動化系統(tǒng)的基本功能之一，運行參數(shù)可分為模擬量、狀態(tài)量和脈沖量等。2.數(shù)據(jù)處理與記錄:數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容為電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。(1)變電所運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析與計算(2)變電所內(nèi)運行參數(shù)和設(shè)備的越限報警及記錄(3)變電所內(nèi)的事件記錄3.運行監(jiān)視:運行監(jiān)視即對采集到的反映變電所運行狀況和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行自動監(jiān)視。一、監(jiān)視控制功能變電所綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控功能，應(yīng)包括變4.故障錄波:10kV及以上的重要配電線路距離長、發(fā)生故障影響大，當配電線路故障時必須盡快查出故障點，以便縮短維修時間，盡快恢復(fù)供電，減少損失。

5.事故順序記錄與事故追憶

事故順序記錄就是對變電所內(nèi)的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。事故追憶是指對變電所內(nèi)的一些主要模擬量，如線路、主變壓器的電流、有功功率、母線電壓等，在事故前后一段時間內(nèi)作連續(xù)測量記錄。6.控制及安全操作閉鎖：操作人員可通過顯示器屏幕對斷路器、隔離開關(guān)進行分、合閘操作；對變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)控制；對電容器組進行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。操作閉鎖包括以下內(nèi)容：操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。4.故障錄波:10kV及以上的重要配電線路二、微機繼電保護功能

微機繼電保護是變電所自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括線路保護、電力變壓器保護、母線保護、電容器保護、小電流接地系統(tǒng)自動選線、自動重合閘。由于繼電保護的特殊重要性，自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護的可靠性、獨立性。

微機繼電保護應(yīng)滿足的要求：

1.系統(tǒng)的微機繼電保護按被保護的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨立設(shè)置，直接由相關(guān)的電流互感器和電壓互感器輸入電氣量，保護裝置的輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。

2.保護裝置設(shè)有通信接口，供接入站內(nèi)通信網(wǎng)，在保護動作后向變電所層的微機設(shè)備提供報告，但繼電保護功能完全不依賴通信網(wǎng)。

3.為避免不必要的硬件重復(fù)，以提高整個系統(tǒng)的可靠性和降低造價，對35kV及以下的變（配）電所，在不降低保護裝置可靠性的前提下，可以配給保護裝置其他一些功能。4.除保護裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)，設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。二、微機繼電保護功能微機繼電保護是變電所自動三、自動控制裝置的功能變電所自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。因此，典型的變電所自動化系統(tǒng)都配置了相應(yīng)的自動控制裝置，如備用電源自動投入控制裝置、自動重合閘裝置、電壓、無功綜合控制裝置、小電流接地選線裝置等。1.備用電源自投控制：當工作電源因故不能供電時，備用電源自動投入裝置應(yīng)能迅速及時將備用電源自動投入使用或?qū)⒂秒娯摵汕袚Q到備用電源上去。2.自動重合閘裝置：在供電系統(tǒng)的架空線路發(fā)生“瞬時性故障”被繼電保護迅速斷開后，由于故障的瞬時性，故障點的絕緣強度會自動恢復(fù)。利用這一特點，采用自動重合閘裝置能夠自動將斷路器重新合閘，恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。三、自動控制裝置的功能變電所自動化系統(tǒng)必須具有4.小電流接地選線裝置：在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，接地保護應(yīng)能正確地選出接地線路及接地相，并予以報警。3.電壓、無功綜合控制：變電所電壓、無功綜合控制是利用有載調(diào)壓變壓器和母線無功補償電容器及電抗器進行局部的電壓及無功功率補償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)控制，使負荷側(cè)母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)以及用戶供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達到電力部門的要求。4.小電流接地選線裝置：在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)四、遠動及數(shù)據(jù)通信功能變電所自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。1)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通信，主要解決變電所內(nèi)部自動化各子系統(tǒng)間和各子系統(tǒng)與上位機(監(jiān)控主機)間的數(shù)據(jù)和信息交換問題。它們的通信范圍是變電站內(nèi)部。對于集中組屏結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，實際上是在變電所主控室內(nèi)部；對于分散分層結(jié)構(gòu)的自動化系統(tǒng)來說，其通信范圍擴大至主控室與現(xiàn)場單元的安裝地。

2)自動化系統(tǒng)必須兼有遠動終端（RemoteTerminalUnit,RTU）的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關(guān)量信息，以及事件順序記錄等遠傳至上級調(diào)度中心；同時應(yīng)該能夠接收調(diào)度中心下達的各種操作、控制、修改定值等命令。四、遠動及數(shù)據(jù)通信功能變電所自動化的通信功能包第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則

根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位和作用，對變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮可靠、實用、先進的原則。

可靠性是變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，系統(tǒng)本身應(yīng)有較強的抗干擾能力和自檢恢復(fù)功能，在系統(tǒng)運行中，繼電保護的動作行為僅與保護裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)和其他環(huán)節(jié)，保證自動化系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實現(xiàn)，不影響保護子系統(tǒng)的正常工作。且都應(yīng)設(shè)有手動跳、合閘功能及防跳功能。變電所自動化系統(tǒng)的實用性是要求對自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計從實際應(yīng)用的對象出發(fā)。從而提高變電所自動化系統(tǒng)性能價格比，減少投資。同時系統(tǒng)本身在結(jié)構(gòu)配置上應(yīng)有可擴充余地、通用性要強、操作使用要方便、便于修改和增刪。變電所自動化系統(tǒng)的先進性通常是以系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、功能水平及其可靠性、實用性等綜合指標為衡量依據(jù)的。變電所自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能水平設(shè)計，要求安全可靠、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟效益等綜合指標好，并為變電所的進一步自動化和人工智能應(yīng)用提供平臺，滿足和促進變電所無人值班的實施。同時應(yīng)符合國家或部頒標準，使系統(tǒng)開放性能好，便于升級。一、變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則根據(jù)變電二、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布分散式和分散集中組屏式三種類型。二、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所自動化系圖7-1集中式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1、集中式變電所自動化系統(tǒng)

圖7-1集中式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1、集中式變1）結(jié)構(gòu)簡單，投資少。2）功能簡單，綜合性能差，通常要采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。3）程序設(shè)計復(fù)雜，調(diào)試和維護不方便。4）組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，不利于推廣。

集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造。集中式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點是：集中式變電所自動化系統(tǒng)，一般適合于小型變電所的新建或改造。集2、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)圖7-2分布集中組屏的變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2、分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)圖7-2分布集中組屏的這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高，便于擴充和維護，而且其中一個環(huán)節(jié)故障，不會影響其他部分的正常運行。適用于主變電所的回路數(shù)相對較少，一次設(shè)備比較集中，從一次設(shè)備到數(shù)據(jù)采集柜和控制柜等所用的信號電纜不長，易于設(shè)計、安裝和維護管理的10~35kV供電系統(tǒng)變電所。分布集中組屏式變電所自動化系統(tǒng)的基本特點:這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便3、分布分散式變電所自動化系統(tǒng)圖7－3分布分散式變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3、分布分散式變電所自動化系統(tǒng)圖7－3分布分散式變電所

減少了所內(nèi)的二次設(shè)備及信號電纜，避免了電纜傳送信息時的電磁干擾，節(jié)省了投資，簡化了維護，同時最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。由于裝置相互獨立，系統(tǒng)中任一部分故障時，只影響局部，因此提高了整個系統(tǒng)的可靠性，也增強了系統(tǒng)的可擴展性和運行的靈活性。分布分散式變電所自動化系統(tǒng)特點:分布分散式變電所自動化系統(tǒng)特點:第四節(jié)備用電源自動投入裝置

第四節(jié)備用電源自動投入裝置

一、備用電源自動投入裝置的作用與類型

作用：用于兩路及以上電源進線的變配電所中，提高供電可靠性。

工作電源與備用電源的接線方式可分為兩大類：明備用:在正常時，備用電源不投入工作，只有在工作電源發(fā)生故障時才投入工作。暗備用:在正常時，兩電源都投入，互為備用。一、備用電源自動投入裝置的作用與類型作用：用于兩在正常情況下，QF1閉合，QF2斷開，負荷由工作電源供電。當工作電源故障時，APD動作，將QF1斷開，切除故障電源，然后將QF2閉合，使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖a)明備用在正常情況下，QF1閉合，QF2斷開，負荷由正常情況下，QF1,QF2閉合，QF3斷開，兩個電源分別向兩段母線供電。若電源A(B)發(fā)生故障，APD動作，將QF1(QF2)斷開，隨即將QF3閉合，此時全部負荷均由B(A)電源供電。圖7－4備用電源接線方式示意圖

b)暗備用正常情況下，QF1,QF2閉合，QF3斷開，1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅速起動并投入備用電源；2）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源；3）APD應(yīng)只動作一次，以免將備用電源重復(fù)投入永久性故障回路中；4）當電壓互感器二次回路斷線時，APD不應(yīng)誤動作。二、對備用電源自動投入裝置的基本要求1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅三、備用電源自動投入裝置的原理

三、備用電源自動投入裝置的原理第五節(jié)自動重合閘裝置

第五節(jié)自動重合閘裝置

一、自動重合閘的作用和類型

運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。因此，采用自動重合閘裝置（ARD），迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電可靠性。自動重合閘裝置分三相一次重合閘、二次重合閘和三次重合閘三種形式

一、自動重合閘的作用和類型運行經(jīng)驗表二、對自動重合閘裝置的基本要求

1)線路正常運行時，自動重合閘裝置（ARD）應(yīng)投入，當值班人員利用控制開關(guān)或遙控裝置將斷路器斷開時，ARD不應(yīng)動作。當值班人員手動合閘，由于線路上有永久性故障而隨即由保護裝置將斷路器斷開時，ARD亦不應(yīng)動作。

2)除上述情況外，當斷路器因繼電保護裝置或其他原因跳閘時，ARD均應(yīng)動作。

3)ARD可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則啟動重合閘裝置，即當控制開關(guān)處在合閘位置而斷路器實際上處于斷開位置的情況下，使ARD啟動動作。4)ARD的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（如一次重合閘只應(yīng)動作一次）。無特殊要求時對架空線路只重合一次，而對電纜線路一般不采用ARD，因其瞬時性故障極少發(fā)生。5）ARD的動作時限應(yīng)大于故障點滅弧并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度所需時間和斷路器及操作機構(gòu)恢復(fù)原狀，準備好再次動作的時間，一般采用0.5～1s。6)ARD動作后，應(yīng)能自動復(fù)歸，為下一次動作做好準備。

7)應(yīng)能和保護裝置配合，使保護裝置在ARD前加速動作或ARD后保護加速動作。二、對自動重合閘裝置的基本要求三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理

（1）重合閘啟動（2）重合閘時間（3）一次合閘脈沖（4）手動跳閘后閉鎖（5）重合閘后加速保護跳閘回路圖7-5三相一次重合閘的工作原理框圖三、單電源線路三相一次重合閘的工作原理（1）重合閘啟動圖在供電系統(tǒng)中，利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障1、自動重合閘前加速保護：重合閘前加速保護一般又簡稱“前加速”。圖7-6重合閘前加速保護方式的構(gòu)成原理示意圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖（b）時間配合關(guān)系在供電系統(tǒng)中，利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障12、自動重合閘后加速保護：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當線路第一次出現(xiàn)故障時，利用線路上設(shè)置的保護裝置按照整定的動作時限動作。然后相應(yīng)的ARD動作，使斷路器重合一次。圖7－7自動重合閘裝置后加速保護動作原理圖2、自動重合閘后加速保護：每段線路相應(yīng)均裝設(shè)重合閘裝置，當線第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制

第六節(jié)變電所的電壓、無功綜合控制變電所電壓、無功綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)壓變壓器的分接頭和在低壓母線上設(shè)置的并聯(lián)補償電容器組?？刂频哪康氖潜ＷC主變壓器低壓側(cè)母線電壓在允許范圍內(nèi)，且盡可能提高進線的功率因數(shù)。

一、變電所電壓、無功綜合控制的目的

變電所電壓、無功綜合控制裝置的控制對象是有載調(diào)

二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理

圖7-8運行區(qū)域圖二、正常工作狀態(tài)變電所電壓、無功綜合控制原理圖7-8

1區(qū)間——進線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超越上限，控制器發(fā)出指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。如分接頭已調(diào)到極限而電壓仍高于上限，則強切補償電容器組以調(diào)節(jié)電壓。

2區(qū)間——母線電壓和進線功率因數(shù)均超越上限，此時往往電力負荷較小，控制器發(fā)出指令應(yīng)先切補償電容器組，一方面改善進線功率因數(shù)使其在正常值范圍內(nèi)，另一方面降低母線電壓。如電壓仍超越上限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。

3區(qū)間——母線電壓正常，但進線功率因數(shù)超越上限，控制器發(fā)出指令逐步切除補償電容器組，以調(diào)節(jié)進線功率因數(shù)。

4區(qū)間——電壓低于下限，但進線功率因數(shù)超越上限。此時若先切補償電容器調(diào)節(jié)進線功率因數(shù)，則母線電壓會更低，所以指控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，待電壓滿足運行要求后，再切補償電容器組來調(diào)節(jié)進線的功率因數(shù)。

5區(qū)間——該區(qū)間的母線電壓低于下限，而進線功率因數(shù)在要求范圍內(nèi)，則控制器指令調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓。如果變壓器分接頭已調(diào)至極限位限時，則強制投入補償電容器組來改善母線電壓。

1區(qū)間——進線功率因數(shù)滿足要求，但母線電壓超

6區(qū)間——進線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，此時，控制器優(yōu)先發(fā)出投入補償電容器組的指令。這樣一方面提高進線功率因數(shù)；另一方面可改善母線電壓，若母線電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭升壓，使母線電壓水平滿足要求。

7區(qū)間——電壓正常，但進線功率因數(shù)低于下限要求，則指令投入補償電容器組，以提高進線功率因數(shù)。

8區(qū)間——運行參數(shù)是電壓越上限，而進線功率因數(shù)低于下限值，如果此時，僅投入補償電容器組來提高進線功率因數(shù)，會使母線電壓進一步升高。因此，控制器指令先調(diào)節(jié)變壓器的分接頭降壓，然后再投入補償電容器組來提高進線的功率因數(shù)。6區(qū)間——進線功率因數(shù)和母線電壓均低于下限值，

三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理

1)當電容器組因故障保護動作切除后，應(yīng)能自動閉鎖控制在未排除故障前不能再發(fā)出投入電容器組的指令。2)當電壓太低時(如低于額定電壓的80%)，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。3)在變壓器過負荷時，應(yīng)自動閉鎖調(diào)壓功能。4)為了避免控制器過于頻繁動作，除在電壓限值的上、下限范圍內(nèi)設(shè)置一定的調(diào)節(jié)死區(qū)處，還應(yīng)在控制動作一次后，有一定的延時，在此時間內(nèi)只監(jiān)視運行情況，而不發(fā)出新的控制命令。三、異常運行狀態(tài)綜合控制原理1)當電容器第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置

第七節(jié)中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置

一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置，用于在不停電的情況下尋找故障線路。一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地自動選線裝置的特點

二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動選線裝置的工作原理1）由于單相接地故障，全系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流。2）非故障回路（包括電源變壓器回路）中的零序電流有效值等于正常情況下該回路每相對地的電容電流的3倍，其方向由母線指向線路。3）故障回路上的零序電流為全系統(tǒng)非故障回路對地電容電流之總和，其方向由線路指向母線。4）變電所低壓母線上出線回路越多，則故障回路上反映的零序電流就越大，也越有利于單相接地自動選線裝置的故障選線判斷。二、中性點不接地系統(tǒng)基于基波零序電流方向單相接地自動圖7-9中性點不接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖圖7-9中性點不接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖在線路上k點發(fā)生A相接地故障后

在線路上k點發(fā)生A相接地故障后圖7－10中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布示意圖圖7－10中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時零序電流分布供電系統(tǒng)變電所的自動化培訓(xùn)課件第八節(jié)電力負荷管理與控制

第八節(jié)電力負荷管理與控制一、電力負荷管理電力負荷管理從整體上講，應(yīng)包括負荷特性調(diào)查與管理決策、負荷分析與預(yù)測、負荷調(diào)整及直接控制等內(nèi)容。負荷特性調(diào)查與管理決策不同類型的電力消費，有其不同的負荷特性。負荷特性調(diào)查的目的在于了解其特有的用電規(guī)律，以便為科學(xué)地管理負荷提供決策依據(jù)。負荷分析與預(yù)測研究各類用電負荷的構(gòu)成以及隨時間的變化規(guī)律，了解用電負荷的均衡程度，從中分析用電負荷調(diào)整的潛力。而正確預(yù)測負荷的增長，是確定電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，擬定系統(tǒng)運行方式，確定市場營銷策略的基本依據(jù)。負荷調(diào)整及直接控制負荷調(diào)整是用電負荷管理的一項主要內(nèi)容。在電力系統(tǒng)合理調(diào)度、及時調(diào)整發(fā)電廠發(fā)電出力的同時，合理調(diào)整用戶供電系統(tǒng)的電力負荷，減小系統(tǒng)運行的負荷峰谷差，促使用電負荷曲線趨向平坦。負荷直接控制是指當電網(wǎng)發(fā)生事故或出現(xiàn)電力供應(yīng)不足時，為保證電網(wǎng)的安全運行和重要負荷的用電，利用技術(shù)手段限制某些具有可控性、可替代性的負荷的運行；或在負荷高峰時段，對某些用電進行削峰或避峰施行的中斷供電措施。一、電力負荷管理電力負荷管理從整體上講，應(yīng)包括負荷特性二、電力負荷管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能