第四章智能电子设备的基本原理 《配电网和配电自动化系统课件
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ppt配电自动化系统
和功能模块，满足市场需求变 化。
人才培养与团队建设
05 加强专业人才培养和团队建设
，提升整体实力。
应对策略
06 建立完善的人才培养和激励机
制，吸引和留住优秀人才，打 造专业化团队。
未来发展趋势预测
人工智能技术应用
利用AI技术提高系统自动化水平，实现故障自愈和优化运行。
微电网与分布式能源接入
适应新能源发展趋势，实现微电网和分布式能源的灵活接入和调度 。
配电自动化系统的功能
配电自动化系统具有数据采集与监控、故障定位与隔离、负荷管理 、无功补偿、电能质量监测等功能。
对未来配电自动化发展的期待
智能化发展
期待未来配电自动化系统能够实现更加智能化的运行，包 括自适应控制、智能决策等，提高系统的自动化程度和运 行效率。
多能源融合
随着分布式能源、储能技术的发展，期待未来配电自动化 系统能够实现多能源融合，提高能源利用效率和可再生能 源的接入能力。
数据存储与管理技术
采用数据库等存储手段，对处理后的数据进 行分类存储和管理，便于后续分析。
数据可视化技术
将分析结果以图表、图像等形式展示，便于 用户理解和决策。
控制与保护技术
自动控制技术
根据分析结果，自动控制配电网中的开 关设备，实现负荷均衡、故障隔离等目
标。
故障诊断与定位技术
利用故障录波、行波测距等方法，对 配电网中的故障进行快速诊断和定位
无功补偿与电压控
制
通过对无功补偿设备的控制，实 现对配电网电压的调节和优化， 提高电压质量和供电可靠性。
网络重构与优化
在配电网发生故障或进行计划检 修时，通过网络重构技术，优化 网络结构，提高供电可靠性和经 济性。
人才培养与团队建设
05 加强专业人才培养和团队建设
，提升整体实力。
应对策略
06 建立完善的人才培养和激励机
制，吸引和留住优秀人才，打 造专业化团队。
未来发展趋势预测
人工智能技术应用
利用AI技术提高系统自动化水平，实现故障自愈和优化运行。
微电网与分布式能源接入
适应新能源发展趋势，实现微电网和分布式能源的灵活接入和调度 。
配电自动化系统的功能
配电自动化系统具有数据采集与监控、故障定位与隔离、负荷管理 、无功补偿、电能质量监测等功能。
对未来配电自动化发展的期待
智能化发展
期待未来配电自动化系统能够实现更加智能化的运行，包 括自适应控制、智能决策等，提高系统的自动化程度和运 行效率。
多能源融合
随着分布式能源、储能技术的发展，期待未来配电自动化 系统能够实现多能源融合，提高能源利用效率和可再生能 源的接入能力。
数据存储与管理技术
采用数据库等存储手段，对处理后的数据进 行分类存储和管理，便于后续分析。
数据可视化技术
将分析结果以图表、图像等形式展示，便于 用户理解和决策。
控制与保护技术
自动控制技术
根据分析结果，自动控制配电网中的开 关设备，实现负荷均衡、故障隔离等目
标。
故障诊断与定位技术
利用故障录波、行波测距等方法，对 配电网中的故障进行快速诊断和定位
无功补偿与电压控
制
通过对无功补偿设备的控制，实 现对配电网电压的调节和优化， 提高电压质量和供电可靠性。
网络重构与优化
在配电网发生故障或进行计划检 修时，通过网络重构技术，优化 网络结构，提高供电可靠性和经 济性。
配电网自动化系统课件
2024/1/27
17
界面设计与交互体验提升
01
02
03
04
界面风格统一
保持界面风格一致性，提高用 户视觉体验。
交互方式人性化
提供简洁明了的操作界面和符 合用户习惯的交互方式。
响应速度优化
优化软件算法，提高系统响应 速度，减少用户等待时间。
错误处理机制完善
提供详细的错误提示信息和解 决方案，方便用户快速定位和
配电网自动化系统 课件
2024/1/27
1
contents
目录
2024/1/27
• 配电网自动化系统概述 • 配电网自动化技术基础 • 配电网自动化硬件设备 • 软件系统设计与实现 • 配电网自动化系统调试与运行维护 • 案例分析：成功应用案例剖析
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01
配电网自动化系统概述
2024/1/27
3
定义与发展历程
解决问题。
2024/1/27
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05
配电网自动化系统调试与 运行维护
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调试过程注意事项和常见问题解决方法
1 2
调试前准备
确保调试人员熟悉系统架构、功能及操作流程， 检查硬件设备连接是否正确、牢固。
调试过程记录
详细记录调试过程中的操作步骤、参数设置及调 试结果，以便后续分析和问题追踪。
效果评估
自动化系统投运后，配电网故障率明显降低 ，供电可靠性得到显著提升，实现了减员增 效的目的。
持续改进方向
未来可进一步优化系统算法、提高数据处理 速度，以适应配电网规模不断扩大的需求； 同时，可探索将新能源接入、微电网等技术 与配电网自动化系统相结合，提高能源利用 效率。
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《配电系统的自动化》课件
2 增强安全性
自动化系统可以监控实时 数据，及时发现问题并采 取措施，提高配电系统的 安全性。
3 降低成本
自动化可以减少人力和物 力资源的浪费，降低配电 系统的运营成本。
自动化的组成
传感器
用于收集系统参数和状态信息。
执行器
用于执行自动化控制指令，实现对配电系统的控制。
控制系统
用于实时监控和控制配电系统的电力自动化设备。
电力自动化系统
电力自动化系统是指利用自动化技术对电力系统进行监控、控制和管理，实现智能化运行。
利用计算机技术实现自动化控制
计算机技术在配电系统自动化中的应用包括数据采集、通信、控制算法优化等。
自动化控制的原理
自动化控制的原理是通过对系统的输入、输出和内部状态进行测量和调节，实现对系统的自动控制。
什么是PLC
PLC（可编程控制器）是一种专门用于工业自动化控制的计算机设备。
《配电系统的自动化》 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱPT课件
本PPT课件介绍配电系统的自动化，包括自动化的优势、组成、电力自动化系 统，以及需要自动化的原因。
什么是配电系统自动化
配电系统自动化是指利用计算机技术实现对配电系统的监控、控制和管理， 提高运行效率和可靠性。
自动化的优势
1 提高效率
自动化可大幅度减少人工 操作时间，提高配电系统 的运行效率。
配电自动化课件ppt
分布式电源接入与控制
总结词
分布式电源接入与控制是配电自动化的重要发展方向之一，它能够促进可再生能源的利用和节能减排 ，提高配电网的可持续发展能力。
详细描述
分布式电源接入与控制技术能够实现可再生能源的并网运行和控制。通过与配电自动化系统的集成， 实现对分布式电源的智能调度和控制，提高可再生能源的利用率和配电网的运行效率。同时还能降低 对传统能源的依赖，减少环境污染，促进节能减排和可持续发展。
案例二：某企业配电网优化运行方案
总结词
节能、减排、经济
技术应用
该方案采用了基于实时电价的 智能调度算法，以及基于负荷 预测的优化调度策略。
详细描述
该方案通过优化配电网的运行 方式，实现了节能减排的目标 ，同时为企业节省了大量电费 。
效果评估
该方案的应用有效降低了企业 的能源消耗和碳排放，提高了
企业的经济效益。
配电网故障诊断与定位
总结词
配电网故障诊断与定位是配电自动化的重要功能，它能够快速准确地检测和定 位配电网中的故障，提高供电可靠性和安全性。
详细描述
配电网故障诊断与定位技术通过实时监测配电网的运行状态，快速识别和定位 故障区域。它利用拓扑分析、电流流向判断等技术手段，实现故障的快速定位 和隔离，减少停电范围和时间，提高供电可靠性。
02
配电自动化系统组成
配电自动化主站系统
01
02
03
主站系统概述
主站系统是配电自动化的 核心组成部分，主要负责 数据采集、处理、存储和 监控等功能。
主站系统硬件
主站系统的硬件包括服务 器、工作站、网络设备等 ，这些设备共同协作，确 保主站系统的稳定运行。
主站系统软件
主站系统的软件包括操作 系统、数据库、配电自动 化软件等，这些软件为系 统提供必要的软件环境。
《配电自动化系统》课件
配电自动化系统概述
定义与特点
定义
配电自动化系统是指利用现代电子技 术、通讯技术、计算机及网络技术等 ，实现对配电网进行实时监测、控制 和管理的自动化系统。
特点
具有自动化、智能化、高效化、可靠 性高等特点，能够提高配电网的运行 效率和管理水平，优化资源配置，降 低运营成本，提升供电可靠性。
系统组成与功能
02
CATALOGUE
配电自动化系统的关键技术
通信技术
总结词
通信技术是配电自动化系统的核心，负 责实现各设备之间的信息传输和控制。
VS
详细描述
通信技术是配电自动化系统的关键技术之 一，它负责实现各设备之间的信息传输和 控制。通过通信技术，配电自动化系统能 够实时监测和控制配电网的运行状态，实 现故障定位、隔离和恢复供电等功能。常 用的通信技术包括光纤通信、无线通信和 电力线通信等。
系统组成
主要包括主站系统、子站系统、终端设备和通讯 网络等部分。
主站系统
是整个配电自动化系统的核心，负责数据采集、 处理、分析和应用等功能。
子站系统
负责区域内的配电网运行监控和管理，实现数据 采集、远程控制和故障隔离等功能。
系统组成与功能
01
02
03
终端设备
安装在配电网设备上，负 责实时监测和控制设备的 运行状态，实现数据采集 和远程控制等功能。
资源配置、降低线损等。
设计原则
02
遵循标准化、模块化、可扩展性等原则，确保系统设计合理、
功能完善。
方案制定
03
根据实际情况制定实施方案，包括系统架构、设备选型、通信
方式等。
系统集成与调试
集成方式
采用合适的集成技术，如Ethernet/IP、OPC等，实现各子系统之 间的信息共享和互操作。
定义与特点
定义
配电自动化系统是指利用现代电子技 术、通讯技术、计算机及网络技术等 ，实现对配电网进行实时监测、控制 和管理的自动化系统。
特点
具有自动化、智能化、高效化、可靠 性高等特点，能够提高配电网的运行 效率和管理水平，优化资源配置，降 低运营成本，提升供电可靠性。
系统组成与功能
02
CATALOGUE
配电自动化系统的关键技术
通信技术
总结词
通信技术是配电自动化系统的核心，负 责实现各设备之间的信息传输和控制。
VS
详细描述
通信技术是配电自动化系统的关键技术之 一，它负责实现各设备之间的信息传输和 控制。通过通信技术，配电自动化系统能 够实时监测和控制配电网的运行状态，实 现故障定位、隔离和恢复供电等功能。常 用的通信技术包括光纤通信、无线通信和 电力线通信等。
系统组成
主要包括主站系统、子站系统、终端设备和通讯 网络等部分。
主站系统
是整个配电自动化系统的核心，负责数据采集、 处理、分析和应用等功能。
子站系统
负责区域内的配电网运行监控和管理，实现数据 采集、远程控制和故障隔离等功能。
系统组成与功能
01
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终端设备
安装在配电网设备上，负 责实时监测和控制设备的 运行状态，实现数据采集 和远程控制等功能。
资源配置、降低线损等。
设计原则
02
遵循标准化、模块化、可扩展性等原则，确保系统设计合理、
功能完善。
方案制定
03
根据实际情况制定实施方案，包括系统架构、设备选型、通信
方式等。
系统集成与调试
集成方式
采用合适的集成技术，如Ethernet/IP、OPC等，实现各子系统之 间的信息共享和互操作。
配电自动化智能电网与配电自动化PPT培训课件
配电自动化技术的发展历程
起步阶段
20世纪90年代初，随着计 算机技术和通信技术的发 展，配电自动化技术开始 起步。
探索阶段
20世纪90年代末至21世纪 初，配电自动化技术在多 个地区进行了试点和探索。
推广阶段
进入21世纪后，配电自动 化技术得到了广泛应用和 推广，成为智能电网的重 要组成部分。
配电自动化的关键技术
03
了解智能电网与配电自 动化技术的发展趋势和 应用前景
04
提高学员在实际工作中 应用智能电网与配电自 动化技术的能力
培训内容总结
01
02
03
04
智能电网与配电自动化技术的 基本概念和原理
智能电网与配电自动化系统的 组成和功能
智能电网与配电自动化技术的 发展趋势和应用前景
实际案例分析和操作演示
下一步行动计划
提高供电可靠性
智能电网通过实时监测和远程控 制，能够快速定位和隔离故障， 减少停电时间，提高供电可靠性。
优化资源配置
智能电网能够实现电力资源的优 化配置，根据实际需求调整电力 供应，提高电力系统的运行效率。
降低运营成本
智能电网的应用能够减少人工巡 检和维修的次数，降低运营成本，
同时提高工作效率。
智能电网的未来发展趋势
通信技术
设备集成
配电自动化系统的数据传输和命令下 达依赖于可靠的通信技术，包括有线 通信、无线通信和光纤通信等。
配电自动化系统需要与各种配电网设 备进行集成，实现数据共享和控制协 同。
智能算法
配电自动化系统需要对海量数据进行 处理和分析，需要采用智能算法进行 优化和控制。
03 智能电网在配电自动化中 的应用
配电自动化智能电网的应用场景
智能电网技术与配电自动化系统PPT66页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 பைடு நூலகம்的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
智能电网技术与配电自动化系统
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
2024年度配电网自动化管理系统ppt课件
16
实现方法：软件编程和硬件配置
软件编程
采用高级编程语言和算法，开发 配电网自动化管理软件系统，实 现对配电网的实时监测、数据分
析和远程控制等功能。
硬件配置
根据配电网的规模和需求，配置 相应的硬件设备，如传感器、控 制器、通信设备等，构建完善的
配电网自动化系统。
集成与调试
将软件系统和硬件设备进行集成 和调试，确保系统的稳定性和可 靠性，满足配电网自动化管理的
2024/3/24
11
数据采集方法及技术手段
基于智能电表的数据采集
基于移动终端的数据采集
通过智能电表实现用户用电信息的实 时采集，包括电压、电流、有功功率 、无功功率等参数。
通过手持设备或无人机等移动终端， 对配电网现场进行巡视和数据采集。
基于传感器的数据采集
利用各类传感器对配电网设备状态、 环境参数等进行实时监测和数据采集 。
5
应用领域及意义
2024/3/24
应用领域
配电网自动化管理系统广泛应用于城市配电网、农村电网、工业园区电网等领域 。随着新能源的大规模接入和电动汽车的普及，该系统在新能源并网和电动汽车 充电设施管理方面的应用也越来越广泛。
意义
该系统可以提高配电网的供电可靠性和运行效率，降低线损和运维成本，提高电 力企业的经济效益和社会效益。同时，该系统还可以促进新能源的消纳和电动汽 车的普及，推动能源转型和绿色发展。
操作流程
通过建立完善的预警机制操作流程， 包括数据采集、处理、分析、预警发 布等环节，确保预警信息的及时传递 和有效处理。
21
提高故障诊断准确性和时效性措施
数据质量提升
加强对监测数据的预处理和清洗，去 除噪声和异常值，提高数据质量和可 用性。
实现方法：软件编程和硬件配置
软件编程
采用高级编程语言和算法，开发 配电网自动化管理软件系统，实 现对配电网的实时监测、数据分
析和远程控制等功能。
硬件配置
根据配电网的规模和需求，配置 相应的硬件设备，如传感器、控 制器、通信设备等，构建完善的
配电网自动化系统。
集成与调试
将软件系统和硬件设备进行集成 和调试，确保系统的稳定性和可 靠性，满足配电网自动化管理的
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数据采集方法及技术手段
基于智能电表的数据采集
基于移动终端的数据采集
通过智能电表实现用户用电信息的实 时采集，包括电压、电流、有功功率 、无功功率等参数。
通过手持设备或无人机等移动终端， 对配电网现场进行巡视和数据采集。
基于传感器的数据采集
利用各类传感器对配电网设备状态、 环境参数等进行实时监测和数据采集 。
5
应用领域及意义
2024/3/24
应用领域
配电网自动化管理系统广泛应用于城市配电网、农村电网、工业园区电网等领域 。随着新能源的大规模接入和电动汽车的普及，该系统在新能源并网和电动汽车 充电设施管理方面的应用也越来越广泛。
意义
该系统可以提高配电网的供电可靠性和运行效率，降低线损和运维成本，提高电 力企业的经济效益和社会效益。同时，该系统还可以促进新能源的消纳和电动汽 车的普及，推动能源转型和绿色发展。
操作流程
通过建立完善的预警机制操作流程， 包括数据采集、处理、分析、预警发 布等环节，确保预警信息的及时传递 和有效处理。
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提高故障诊断准确性和时效性措施
数据质量提升
加强对监测数据的预处理和清洗，去 除噪声和异常值，提高数据质量和可 用性。
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4.3.1模拟量的采样原理
1. A/D转换的工作过程 （1）采样保持（Sample Holder）
原理图
采样过程
波形图
采样保持电路工作原理
采样-保持电路工作原理
（2）量化与编码
D
输入
D
输入
111
输出 111
输出
110
110
101
101
100
100
011
011
010
010
LSB 001
Uref LSB 001
CD4051 Ron为100~280欧，当Vdd=5V，为280欧， 当 Vdd >10时，Ron为100欧
常用芯片：CD4502 双4选一 AD 公司 AD7502 双4选一 CD4051 AD7501 7503 八选一 CD4067 AD7506 16 选一
4.采样定理
CPU只能处理离散的数字信号，而模拟量都是连续变化 的物理量. 采样是将一个连续的时间信号函数x(t)变成离散 信号xˊ(t)的过程。
采样方式：直流采样、交流采样两种。 （1）交流采样 直接对输入的交流电压、交流电流进 行采样，CPU对A/D转换生成的数字量按照一定的算法进行 计算，获得I、U、P、Q全部电气量信息。 （2）直流采样 非电气量采用直流量采样方法采样， 传感器将非电气量变成直流信号，由直流模拟量采样通道 进行采样。
···
OUT S1
···
S15 S16
AD7506模拟多路开关工作原理框图
AD公司： AD7506 16路模拟开关,Ron 为300~450欧,稳定时间 700ns~1000ns ton=1.5mS,toff=1 mS 速度较低.
快速：接通时间7nS,中速 00~700nS, Ron=100~280欧。 接通电阻和电压有关，
S级误差：如果测量值在0值附近，由于分母太小，测 量误差不容易标定，一般由测量标准指定一个最小的参考 值作为分母。例如，A/D的满量程为10V，在测量小于等于 0.5V的电压时，S级误差的理想输入值统一都用0.5V替代。
c）转换速率 是指完成一次模拟量到数字量转换所需时间的倒数。
d）量程 A/D转换器能转换模拟信号的电压范围。
（1）工作原理 逐次逼近型模数转换器一般由顺序脉冲发生器、
逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部 分组成。
比较器
UC
D/A
SAR
START
时序及控制逻辑
UX
URef
数 字 量 输 出
EOC
电压比较 Ux
Uc1
Uc2
Uc6
Uc4 Uc5
Uc7 Uc8
Uc3
10111011 SAR中的结果
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
b）精度 精度是指转换结果对于实际值的准确度。 绝对精度和相对精度两种。 绝对精度：对应于输出数码的实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差。
它是指在零点和满度都校准以后，在整个转换范围内，分别测量各个数字量 所对应的模拟输入电压实测范围与理论范围之间的偏差，取其中的最大偏差 作为转换误差的指标。绝对精度通常以数字量的最小有效位（LSB）的分数值 来表示绝对精度，例如：±1LSB。
第四章智能电子设备的基本原理
4.1 引言 4.2 智能电子设备的结构和功能 4.3 模拟量的采集与处理 4.4 常用交流采样算法 4.5 模拟量采样处理方法 4.6 开关量采样与处理 4.7 遥控通道与信息处理
4.2 智能电子设备的结构和功能
4.2.1 组成、结构
4.2.2 主要功能
主要负责配电网电气参数、配电设备运行状态、 配电网二次设备（包括IED自身)的工作状态的数 据采集与处理，对配电网实施调节控制，是配电 网自动化系统的“耳目”和“手脚”。
相对精度：一般来说，相对精度采用相对误差来表示，为绝对误差与理想 输入值之比的百分数。
IED量测领域，相对误差分为两个级别：S级和F级。所谓S级误差和相对 误差概念一致，而F级误差为绝对误差与满量程值之比的百分数。
例如，1V电压值经过满量程为10V的A/D转换器转换 后，测得输入值为0.99V，其S级误差=(1-0.99)/1=1%S，F 级误差=(1-0.99)/10=0.1%F。F级误差也称为引用误差。
0
t
逐次逼近型A/D
（2）性能指标 a）分辩率 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，
定义为满刻度与2n的比值。
分辩率通常用输出二进制数的位数表示，位数越 多，误差越小，则转换精度越高。例如，输入模拟电 压的变化范围为0～5 V，输出八位二进制数可以分辨 的最小模拟电压为5V×2-8 =20mV；而输出12位二进制 数可以分辨的最小模拟电压为5V×2-12 ≈1.22mV。
Uref
000 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1 ×8 A
000 3/15 7/15 11/15 1 5/15 9/15 13/15 ×8 A
△A
△A
(a)只舍不入方式
(b)四舍五入方式
量化过程的近似方式
2. A/D转换器（Analog to Digit Converter）
具有数据通信的功能，与配电子站和主站通信， 将采集、生成的实时信息上报，同时接收上位设 备下达的控制和调节命令，对配电网实施控制调 节。
具体功能
1.数据采集 （Data Acquisition） 2.调节控制 （Regulation and Control） 3.数据加工处理 （Data Processing） 4.数据通信 （Data Communication） 5.人机交互接口 （Man Machine Interface）
通信是为了与其它设 备实现数据交换。功能：
(1)通信接口配置 (2)信息表(数据对象) 配置 (3)命令接收与解帧处 理 (4)组帧与响应帧发送
4.3模拟量的采集与处理
主要是完成配电网运行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数的采样，实现智 能电子设备的遥测功能。
采用A/D转换器，将模拟量信号转换成CPU能 识别的数字量。
为了给A/D转换器提供符合其输入规范的电压 信号，用信号调理电路对输入信号进行变换。
例如：0~5V, -5V~+5V, 0~10V, -10V~+10V。
（3）选型原则 a）遵循整体设计要求的原则 b）较高性价比的原则 c）接口方便的原则
3. 模拟多路开关（Multiplexer）
EN
A3
A2
A1
A0
UDD (+15V)
GND
地址输入缓冲区及电平转换
译码和驱动
USS
(-15V)