电力系统自动化设备概述
配电网运行管理中的电力自动化系统技术
配电网运行管理中的电力自动化系统技术随着现代社会的发展，电力系统已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而随着电力系统的发展和扩张，配电网的规模也在不断增大，技术要求也在不断提高。
电力自动化系统技术在配电网运行管理中发挥着越来越重要的作用，为配电网的安全、可靠、高效运行提供了重要支撑。
本文将就配电网运行管理中的电力自动化系统技术进行探讨，希望能够为相关领域的专业人士和爱好者提供一些参考。
一、电力自动化系统概述电力自动化系统是以先进的信息技术、通信技术和控制技术为核心，对电力系统进行实时监控、管理和调度的系统。
其核心功能包括数据采集、数据传输、数据处理、控制指令下发等。
在配电网运行管理中，电力自动化系统可用于实时监测配电网设备的状态和运行情况，对异常情况及时作出反应，并实现远程控制和智能化调度，提高了系统运行的安全性和可靠性。
二、电力自动化系统在配电网中的应用1. 设备监测与故障检测配电网中的各种设备包括变压器、开关设备、保护设备等，通过电力自动化系统可以实时监测这些设备的运行状态，对设备的温度、电流、电压等参数进行监测和记录，及时发现设备的异常运行情况。
电力自动化系统还能够对设备进行故障检测，通过对设备的运行数据进行分析，可以预测设备的寿命和故障可能性，做好设备的维护和保养工作，提高了设备的可靠性和可用性。
2. 故障定位与隔离当配电网中发生故障时，电力自动化系统可以通过智能化的数据处理和分析，迅速确定故障点的位置，并对故障点进行隔离和恢复，以保证配电网其他部分的正常运行。
而传统的手动操作需要大量的人力和时间，不仅效率低下，而且可能导致系统长时间的停电，给用户带来不便。
3. 负载调度和优化在电力供求平衡不足时，电力自动化系统可以根据系统的运行状态和负载情况，实现负载的智能化调度和优化。
通过对负载的预测和调度可以有效地减少系统的过载风险，提高系统的供电可靠性。
通过对系统运行数据的分析和处理，还可以实现系统负载的合理分配，优化系统运行效率，提高系统的运行经济性。
电力系统自动化
电力系统自动化引言概述：电力系统自动化是指通过采用先进的电力设备、自动化控制技术和信息通信技术，实现对电力系统的监测、控制和管理的一种技术手段。
本文将从四个方面详细阐述电力系统自动化的内容。
一、电力系统自动化的概念与意义1.1 电力系统自动化的定义：电力系统自动化是指利用先进的技术手段对电力系统进行监测、控制和管理，实现电力生产、传输和分配的自动化过程。
1.2 电力系统自动化的意义：提高电力系统的可靠性和稳定性，降低运行成本，提高电能利用效率，满足日益增长的电力需求，推动电力行业的可持续发展。
二、电力系统自动化的基本组成2.1 电力设备：包括发电机、变压器、开关设备等，这些设备通过传感器和执行器与自动化系统进行信息交互和控制操作。
2.2 自动化控制技术：包括自动化控制算法、控制器、调度系统等，通过对电力设备的监测和控制，实现对电力系统的自动化管理。
2.3 信息通信技术：包括通信网络、数据采集与传输技术等，通过实时获取和传输电力系统的信息，为自动化控制提供数据支持。
三、电力系统自动化的关键技术3.1 远动技术：通过远程监测和控制设备，实现对电力系统的远程操作和管理。
3.2 自动化调度技术：通过自动化调度系统，实现对电力系统的经济调度和优化运行。
3.3 智能感知技术：通过传感器和智能装置，实现对电力设备和电力系统状态的实时感知和监测。
四、电力系统自动化的应用领域4.1 发电厂自动化：通过自动化控制技术，实现对发电设备和发电过程的自动化管理，提高发电效率和可靠性。
4.2 输电线路自动化：通过自动化控制技术，实现对输电线路的远程监测和控制，提高输电效率和稳定性。
4.3 配电网自动化：通过自动化控制技术，实现对配电设备和配电过程的自动化管理，提高配电效率和可靠性。
总结：电力系统自动化是电力行业发展的重要趋势，它能够提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性，实现对电力系统的智能化管理。
随着科技的不断进步，电力系统自动化将在未来发挥更加重要的作用，推动电力行业的可持续发展。
电力系统自动化概述
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1. 3电力系统自动化的发展
(1)电力系统的智能控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段，主要用来解决那些用传统方
法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具 有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 (2)FACTS和DFACTS. FACTS即“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术， 是指在输电系统的重要部位，采用具有单独或综合功能的电力电子装置， 对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制，使输 电更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。
电力系统自动化是电工二次系统的一个组成部分，是指应用各种具有自 动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力 系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调 节和控制，保证电力系统安全经济运行和具有合格的电能质量。
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1 .1电力系统自动化的重要性
1. 1. 1电力系统的复杂性
1. 2. 3变电站综合自动化
变电站自动化是在原来变电站常规二次系统基础上发展起来的。因变电 站设备比较简单，其自动化在较长时间没有得到重视，运行时主要依靠 人工监视和操作。
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1 .2电力系统自动化的主要内容
为保证电气设备安全、可靠、经济地运行，也设置了由集成电路或有触 点的继电器装置构成的二次回路对变电站设备进行控制和保护，这些回 路被称为“变电站常规二次系统”。
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1 .1电力系统自动化的重要性
(4)电力系统结构复杂而庞大，现代电力系统跨越几十万甚至几百万平方 公里地域，它的高低压输、配电线路纵横交错，各种规模的发电厂和变 电站遍布各地，连接着城乡的厂矿、机关、学校以及千家万户。
电力系统及自动化概述ppt课件
目录
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
12
电力系统的参量/1
• 总装机容量
– 系统中实际安装发电机组额定有功功率的总和 – 千瓦kW、兆瓦MW、吉瓦GW – 2015年末全国发电装机容量150,828万kW，比2014年末增长10.5%
1
电力系统的组成结构
2 电力系统运行的特点和要求
3 电力系统的参量量纲
4 电力系统的设备及功能概述
5 电力系统自动化概述
7
电力系统运行的特点 运行的特点
平衡性：电能不能存储（抽水蓄能） 瞬时性：以光速传播 随机性：负荷随机变化 与国民经济和人民生活密切相关
8
电力系统运行的要求/1
• 保证供电可靠性
，超标将引起设备损耗增大、过热等异常 – 三相电压不平衡：负序电压不平衡度≤2%，短时≤4% – 此外还有公用电网间谐波、波动和闪变等指标。
10
电力系统运行的要求/3
• 提高电力系统运行的经济性
现状：电能生产的规模越来越大，消耗一次能源（煤、石油、天 然气、水能等）。其中化石能源（不可再生资源）占发电主导地 位。 – 采用高效节能的发电设备，降低发电过程的能源消耗 – 降低电能在输送、分配过程中的损耗，如无功补偿 – 大力发展电力系统的联网运行，合理分配电厂之间的负荷，让经 济性能好的电厂多发电 – 充分利用水电资源，注意水、火电厂之间的合理调配
变电所C：地方 110kV
变电所B ：
中间
35kV
地方电网 变电所D：终端
10 kV
~
~
水力发电厂 火力发电厂
配电自动化系统
配电自动化系统一、引言随着我国经济的快速发展和电力需求的日益增长，配电系统的稳定性和可靠性越来越受到重视。
为了提高供电质量，降低能源消耗，实现电力系统的自动化、智能化，配电自动化系统应运而生。
本文将从配电自动化系统的概念、组成、功能、应用等方面进行详细阐述。
二、配电自动化系统概述1.概念配电自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术和控制技术，对配电系统进行实时监控、自动控制和优化调度的一套集成系统。
通过该系统，可以实现配电设备的远程监控、故障检测、设备保护、电能质量分析等功能，提高配电系统的运行效率和管理水平。
2.组成（1）监控中心：负责对整个配电系统进行实时监控、数据采集、故障处理和指挥调度。
（2）通信网络：实现监控中心与各现场设备之间的数据传输和通信。
（3）现场设备：包括配电开关、保护装置、测量仪表等，负责实现配电系统的自动控制和数据采集。
（4）用户终端：为用户提供实时电能信息、故障报警等功能。
三、配电自动化系统功能1.实时监控配电自动化系统可以实时监测配电系统的运行状态，包括电压、电流、功率、功率因数等参数，为运行管理人员提供直观的运行数据。
2.故障检测与保护系统具有故障检测和设备保护功能，当发生故障时，可以迅速切除故障区域，保护设备和电网安全稳定运行。
3.自动控制系统可以根据预设的策略，对配电设备进行远程控制和调节，实现无功补偿、负荷分配等功能，提高供电质量和运行效率。
4.电能质量分析系统可以对电能质量进行实时监测和分析，为运行管理人员提供优化调整的依据，降低能源消耗。
5.设备管理系统可以对配电设备进行远程维护和管理，实现设备寿命预测、故障预警等功能，提高设备运行可靠性。
四、配电自动化系统应用1.配电网优化通过配电自动化系统，可以实现配电网的优化运行，降低线损，提高供电可靠性。
2.新能源接入配电自动化系统可以支持新能源的接入和消纳，实现分布式能源的高效利用。
3.智能小区配电自动化系统可以为智能小区提供实时电能信息，实现智能家居的远程控制和管理。
自动化常见设备简介(精)ppt课件
9
自动化常见设备简介
1
三相发电机 结构示意图
三相交流电
~380V
• 三相电源与单相电源的区别：
U
三相发电机发出的电源都是三相的；三相电 源的每一相与中性点都可以构成一个单相电
源。
• 工业中多用三相电源，家庭中所用 电源均为单相电源。
V • 交流电中不分正极和负极，应该叫 相线（火线）和中性线（零线）。
• 霍尔传感器工作原理
传感器的测量头接近磁铁时，根据霍尔效应得到一个 电压信号，经过电路处理转换成数字信号.
霍尔传感器 7
电磁阀
电磁阀
• 电磁阀分类
(1)数字控制信号类的电磁阀 (2)模拟控制信号类的电磁阀
• 电磁阀结构与原理
(1)数字控制信号的电磁阀通电时，电磁线圈产生电 磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时， 电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 它只能开或关 ，开关时动作时间很短。 (2)模拟控制信号的电磁阀内部装有控制电路，控制 电路接收模拟量信号，转换成所需的电信号控制执 行机构，同时把当前的阀门开度情况转换为模拟量 信号输出。
• 工作原理：
(1)当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合, 动铁芯带动触片同时动作,使触头闭合。 (2)当线圈失电或电压低时,吸力消失或变小, 动铁芯被 弹簧弹回去，使触头断开。
图形符号与文字符号
KM
常开 常闭 线圈 文字符号
电力系统自动化
电力系统自动化近年来，随着科技的快速发展，电力系统的自动化程度也得到了大幅提升。
电力系统自动化是指通过运用先进的电力设备和控制系统来实现电力系统运行、维护和管理的自动化。
本文将从电力系统自动化的定义、应用领域以及存在的挑战等方面展开论述。
一、电力系统自动化的定义电力系统自动化是指在电力系统运行过程中，利用现代计算机技术、通信技术和自动控制技术，对电力系统的各个环节进行自动化处理，实现对电力系统运行状态的监测、测控、保护、调度和辅助决策等一系列工作的自动化。
二、电力系统自动化的应用领域1. 监测和测控：电力系统自动化技术可以实现对电力系统各个节点的实时监测和测控，包括电压、电流、功率等参数的监测和控制，以及对电力设备的运行状态进行监测和控制。
2. 保护和安全：电力系统自动化技术可以实现对电力设备和电力线路等的保护控制，及时切除或隔离出现故障的设备和线路，保障电力系统的可靠运行和安全性。
3. 调度和运行：电力系统自动化技术可以通过对电力系统的数据进行实时分析和处理，实现对电力系统调度的自动化和优化，提高电力系统的运行效率和经济性。
4. 辅助决策：电力系统自动化技术可以通过对电力系统各个环节的数据进行分析和处理，为电力系统的管理和运行决策提供科学依据，提高电力系统的管理水平和决策效果。
三、电力系统自动化的挑战1. 技术挑战：电力系统自动化需要运用现代计算机技术、通信技术和自动控制技术，要求相关技术能够满足电力系统的复杂性和高要求，具有高可靠性、高稳定性和高实时性。
2. 安全挑战：电力系统自动化涉及到对电力设备的实时监测和控制，要求具备安全可靠的数据传输和存储能力，防止黑客攻击和数据泄露等安全问题。
3. 管理挑战：电力系统自动化需要对大量的数据进行实时分析和处理，要求有高效的数据管理和处理能力，同时也需要建立完善的管理体系和规范，确保电力系统自动化的顺利运行和管理。
四、电力系统自动化的前景随着新能源和可再生能源的快速发展，电力系统的规模和复杂度将会不断增加，电力系统自动化将成为电力行业不可或缺的重要技术手段。
电力系统自动化
电力系统自动化是指：应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电能质量。
即对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。
电力系统自动化是二次系统的一个组成部分，是一个总称，由许多子系统组成。
从电力系统运行管理来区分，可将电力系统自动化的内容分为：电力系统调度自动化；发电厂综合自动化；变电站综合自动化并列操作：一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件, 并将断路器QF合闸作并网运行的一系列操作准同期并列设待并发电机组G已经加上励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作。
准同期并列的最大优点是不会产生电流和电磁力矩的冲击。
同步发电机并列时遵循的两个原则：1断路器合闸时，冲击电流最大的瞬间值限制在1~2倍的额定电流。
2发电机并入电网后，应迅速进入同频状态切暂态过程要短。
以减小对系统的扰动。
滑差：两电压相量同方向旋转，一快一慢，两者间的电角频率之差称为滑差角频率。
自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF，接着立刻合上励磁开关KE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行优点：控制操作非常简单，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用机组投入电网运行。
缺点：引起冲击电流；发电机母线电压瞬时下降对其它用电设备的正常工作将产生影响准同步并列的理想条件为两侧电源电压的三个状态量全部相等1.待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；2.待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；3.断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零这时，断路器QF主触头间的值等于零，不但冲击电流等于零，而且并列后发电机与系统立即进入同步运行，不会发生任何扰动现象脉动电压：方向不变,大小随时间作周期性变化的电压,称为. 脉动电压线性整步电压形成电路是由整形电路、相敏电路、滤波电路三部分组成越强时间和恒定越前时间：考虑到断路器操动机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。
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讲座主要内容
一、电气设备概述
（一）电气一次设备分类 （二）高压开关简介 （三）高压断路器简介 （四）高压隔离开关简介 （五）断路器与隔离开关配合的若干问题 （六）互感器简介
二、大型火电厂电气主接线概述 三、大型火电厂厂用电系统简介 四、厂用电源的切换 五、大型火电厂变压器概述 六、发电机－变压器组保护简介
3.高压断路器的用途
(1)控制作用: (2)保护作用:
电气设备概述
真空断 路器
控制作用：
电气设备概述
根据电网运行的需要，将部分电气设 备或线路投入或退出运行。
断路器的 文字符号
QF
QF
断路器 的图形
符号
电气设备概述
保护作用
在电气设备或 电力线路发生故障 时，继电保护装置 发出跳闸信号，起 动断路器，将故障 设备或线路从电网 中迅速切除，确保 电网中无故障部分 的正常运行。
电器，如隔离开关 等。
电气设备概述
不同的开关电器，其外形 和结构上有着较大的差异
各种开关电器在电路中担负的任务不同， 其灭弧装置也就不同。
有些有专门的灭弧装置，有些没有专门 的灭弧装置；
有的灭弧能力强，有的灭弧能力弱。
电ห้องสมุดไป่ตู้设备概述
（三）高压断路器简介
1.高压断路器的结构特点：
具有很完善的灭弧装置和快速动作
保护装置动作 断路器跳闸
断路器跳闸
电气设备概述
4.高压断路器的基本参数
1．额定电压UN （线电压） 2．额定电流IN 3．额定开断电流INbr 4. 分闸时间
对少油断路器为0.04～0.06秒； 对SF6断路器和压缩空气断路器约为 0.02～0.04秒； 对真空断路器约为0.015秒。 5.合闸时间
避雷线(架空地线)、 避雷针、 避雷器。
电气设备概述
避雷线
避雷器
⑧绝缘子
用来支持和固定载流导 体，并使载流导体与地绝缘， 或使装置中不同电位的载流导 体间绝缘。
电气设备概述
蝶式绝缘子
绝缘子
电气设备概述
（二）.高压开关电器简介
在电力系统中，
发电机、变压器、线
路等元件在检修、改
变运行方式或发生故
电流或短路电流。
电气设备概述
隔离开关的触头暴 露在空气中，
在分闸状态时有暴
露在空气中的明显可见 的断口；
在合闸状态时能可 靠地通过负荷电流和短 路电流。
电气设备概述
5.高压断路器的类型
（1）高压断路器按安装地点可分为：
户内型
户外型
35kV及以下
110kV及以上
电气设备概述
高压断路器的类型
（2）按灭弧介质及灭弧原理主要分为：
六氟化硫(SF6)断路器（用于各种电压等级，尤其是 高压超高压）、
真空断路器（用于35kV及以下的高压）、 油断路器 (又分为多油、少油断路器)
电气设备概述
电气设备概述
④载流导体包括裸导线和电力电缆。
发电机出口封闭母线
电气设备概述
户外220kV管型铝母线
电气设备概述
架空输电线
电气设备概述
电力电缆线
⑤补偿设备
电气设备概述
包括调相机、电力电容器、消弧线 圈、并联电抗器等。
⑥仪用互感器
电气设备概述
电压互感器
电流互感器
⑦防御过电压设备
电气设备概述
①生产和转换电能的设备
同步发电机 变压器 电动机。
电气设备概述
②开关电器 用来接通或断开电路。
10kV户内真空断路器
电气设备概述
10kV户内少油断路器
电气设备概述
35kV户外SF6断路器
电气设备概述
500kV户外SF6断路器
③限流电器
用来限制短路电 流，使发电厂或变电 所能选择轻型电器。
的特性。
2.高压断路器最重要的任务：
迅速熄灭开断电路时产生的电弧。
电气设备概述
高压断路器的结构特点
灭弧装置
1.通断元件
触头
2.绝缘支 撑元件
4.基座
3.操动机构
电气设备概述
高压断路器最重要的任务
触头密封于灭弧室中
当断路器触头之
灭
间产生电弧时，
弧
灭弧室内的灭弧
室
介质可以迅速熄 电弧 灭电弧。
隔离开关开断电 路的实验场景
开关电器分类
② 仅用来断开 故障情况下的 过负荷电流或 短路电流的开
关电器，如高 压熔断器。
电气设备概述
开关电器分类
③ 既用来断开和闭合 正常工作电流，也用 来断开和闭合过负荷 电流或短路电流的开
关电器，如高压断路 器。
10kV户内真空断路器
电气设备概述
开关电器分类
④ 不要求断开或 闭合电流，只用来 对被检修的电气设 备隔离电压的开关
③ 既用来断开和闭合正常工作电流，也用来断开和闭 合过负荷电流或短路电流的开关电器，如高压断路器。
④ 不要求断开或闭合电流，只用来对被检修的电气设 备隔离电压的开关电器，如隔离开关等。
电气设备概述
开关电器分类
① 仅用来在正常工作情况下，断开和闭合
正常工作电流的开关电器，如高压负荷 开关。
电气设备概述
电气设备概述
电气设备概述
一、电气设备概述
（一）电气一次设备分类 （二）高压开关简介 （三）高压断路器简介 （四）高压隔离开关简介 （五）断路器与隔离开关配合的若干问题 （六）互感器简介
电气设备概述
发电厂和变电站电气系统分为： 一次系统 二次系统
电气设备分为： 一次设备 二次设备
一次系统：
电气设备概述
构成电能生产、输送、分配和使用的 系统。
一次设备： 电气一次系统的设备
电气设备概述
二次系统：
电气设备概述
对一次系统进行保护、监控、测量、控 制的系统。
二次设备： 电气二次系统的设备
电气设备概述
电气设备概述
（一）电气一次设备分类
①生产和转换电能的设备。 ②开关电器。 ③限流电器。 ④载流导体。 ⑤补偿设备。 ⑥仪用互感器。 ⑦防御过电压设备。 ⑧绝缘子。 ⑨接地装置。
（将逐渐被淘汰） 压缩空气断路器（已淘汰）
电气设备概述
六氟化硫(SF6)断路器
真空断路器
电气设备概述
电气设备概述
油断路器
多油断路器
少油断路器
电气设备概述
（四）高压隔离开关简介
电气设备概述
（1）高压隔离开关的结构
高压隔离开关是一种：
没有专门的灭弧装置 的开关设
备，灭弧能力非常弱。 因此，不能用来开断负荷
障时，需要接入或退
出，因而必须装设一
些开关电器。
应装开关
电气设备概述
高压开关电器
开关电器分类：
根据电路中担负的任务不同进 行分类。
电气设备概述
开关电器分四大类：
① 仅用来在正常工作情况下，断开和闭合正常工作电 流 的开关电器，如高压负荷开关。
② 仅用来 断开故障 情况下的过负荷电流或短路电流
的开关电器，如高压熔断器。