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配电自动化产品系列

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商品信息

1 HL8000配电自动化系统

    配电管理系统包括故障处理、GIS、配电分析软件、配电工作管理等内容。
配网自动化系统是整个配电管理系统中的一个重要环节。它包括馈线自动化、环网柜自动化、开闭所自动化、箱式变自动化等。通过主站系统的监控实现对馈线的全面监控,利用自动化开关等设备和计算机通信技术,实现对配电网的远方监控和自动控制,达到提高系统的供电可靠性的目的。

配网自动化系统功能包括采集SCADA、馈线自动化FA,以及与外部系统的连接等。配电自动化系统由于监测对象多且复杂,通信组织方式多样,所以配电自动化信息的采集宜采用分区分层集结的方式,通信的组织基本分为两层,既馈线终端至子站层、子站至主站层。

1.1 系统结构组成

   基于配电网的特点,通信的组织采用分层分布的组织方式,既配调主站层、配调子站层、终端设备层。
   A.配调主站层
   配调主站从各个配电子站获取配电网的信息,对配电网进行全面监视和控制,实现故障诊断、故障隔离和非故障区的恢复供电,分析配电网的运行状态,对整个配电系统进行有效的管理。
   B.配电子站层
   对于较大规模城市,由于配电网信息分散复杂,直接将信息采集至主站系统会造成主站系统通信端口数目太多及主站系统负荷压力大的局面,为了保证系统实时性,配电网一般设置子站来解决上述问题。
配电子站层负责本区域内配电网的信息采集处理,完成本区域内故障处理等功能,并将信息转发至主站系统,接收主站下发的信息,在特殊情况下与主站配合完成配电网的调度管理任务。
   C.终端设备层
   包括开关监控单元FTU、配变监测单元TTU、环网柜RTU、开闭所RTU、馈线通信设备等,该层主要完成对配网设备直接的采集控制。
   按照电力管辖区域,分别在分供电分局建设配电子站,用于管理本区域内的配电设备和故障处理等功能,按照以上设计原则配电自动化系统的体系结构如图所示
2 MB2000 配电自动化终端装置
  
配电自动化终端装置用于对配电网相应设备的信息采集和控制。向配电子站提供配电系统运行控制及管理所需的数据,并执行子站/主站发出的对配电设备的控制调节指令。配电站终端装置是配电自动化系统的最终执行单元,它的可靠性、精度等直接影响着配电自动化系统的功能和可靠性。
配电站终端装置的基本功能有:

2.1 配电站终端装置的基本功能

  ◆ 监控功能
  ◆ 信息处理功能
根据应用对象的不同,配电终端设备可分为以下几类:
   开关监控终端FTU    用于对线路上的柱上开关等设备进行监视和控制。
   配变监测终端TTU   用于配电变压器、箱变等的监视和控制。
开关监控终端FTU
   MB 2000 FTU采用美国Neles Automation公司的PoleCAT主板设计制造,完全可以满足配电自动化的功能需求。其主要特点在于线路上FTU之间可以相互通信,依靠各个FTU的故障电流记录分析故障的位置,并通过主FTU下达遥控命令完成故障的隔离和非故障区段的恢复供电,在完全无主站的情况下,可以完成馈线自动化功能。
   采用故障的就地隔离方式的优点在于故障切除的快速性和可靠性,在故障恢复时主站系统考虑全电网的负荷平衡等情况,达到全面通盘考虑的效果。故障的处理也可以直接交由子站或主站完成。
2.2 TTU采集和处理功能如下:
  ◆ 信息采集
  ◆ 设置功能
  ◆ 事件记录及上报功能
  ◆ 电源失电保护功能
  ◆ 通信功能
  ◆ 自诊断
  ◆ 自恢复功能
  ◆ 当地调试功能
  ◆ 分散用户抄表功能(可选)

3 HL8100 配电SCADA系统

    HL8100系统是一个面向对象设计的配调SCADA系统,按照“结构分层、功能分级、布置就近、信息集中、控制可靠”的原则设计,整个过程中遵循以下具体原则:

  ◆ 高可靠性; 

  ◆ 遵循开放式设计标准;

  ◆ 支持多厂家硬件平台;

  ◆ 采用开放式和分布式结构体系;
  ◆ 保证不同系统之间的兼容性、互联性和互操作性;
  ◆ 全面采用面向对象的设计思想和技术;
  ◆ 为应用系统提供面向对象的开发环境;
  ◆ 针对电力系统特点,为应用提供必要的功能、性能和数据结构的支持;
  ◆ 支持应用层的开放。
   HL8100配调SCADA系统的特殊功能:故障定位、隔离和恢复供电
  ◆ 实时数据获得
   通过访问实时数据库获得需要的遥测量及遥信量等实时信息,从商业数据库中获得网络拓扑关系。
  ◆ 监视处理
  当开关、变压器、线路发生过负荷、越限时,画面上提示并发出警报;当开关分合状态发生改变时,在画面上引起线路动态着色。
  ◆ 故障定位及报警
  当收到FTU上报的故障信息时,结合拓扑关系,计算出故障区域;在画面上对故障区域着色,弹出窗口,显示故障发生的线路号、区段、时间、性质;并进行声、光报警。
  ◆ 故障隔离
  故障隔离具有手动和自动两种处理模式。当处于手动模式时,主站不对开关直接进行遥控操作,而是列出故障处理方案,提示操作员去确认遥控命令;当处于自动模式时,系统主动遥控开关实现故障的隔离。
  ◆ 故障恢复
   实现故障恢复通常考虑的因素有:
   转代线路所属主变压器是否有足够的负荷裕量;
   转代线路是否能承受足够的负荷;
   转代后,线路的末端电压是否会过低;
   故障恢复区域是否有人员正在维修,恢复方案涉及的开关是否挂牌或禁控;
   在网络重构时,是否有区域处在“保电”状态。
  当网络结构复杂时,要实现对故障影响区域的恢复供电,往往存在多种开关状态组合,供电恢复的方案往 往有多种;实现负荷转供的最优化,可能要经过多次开关遥控操作才能完成,所以故障恢复一般不采用自动方式,通常列出转供方案,供用户选择。

4  HL8700 馈线自动化(FA)

   馈线自动化(FA)的主要功能是馈线数据采集和监控。在正常情况下,远方实时监视馈线开关的状态和馈线电流、电压情况,实现线路开关的远方合闸和分闸操作,在负荷不均匀时,通过负荷均衡化达到优化运行方式的目的。
   馈线自动化的基本功能是在故障时迅速切除故障,通过一定方式隔离故障区域并且恢复非故障区段的正常供电。所以故障切除的迅速性和安全、可靠性应作为馈线自动化的设计原则和目标。
    HL 8700 馈线自动化系统总结了以往各种馈线自动化的不足,采用了目前最先进的馈线自动化系统。
    HL 8700 FA 在无主站和子站的情况下,完全可以完成当地的馈 线自动化功能,而且没有传统的馈线自动化的缺点;同时也可以通过主站完成馈线自动化功能,控制权的转换非常方便。
4.1 HL8700馈线自动化的显著特点
  HL8700馈线自动化分为就地和远方模式,馈线自动化模式的设计总结了国内外各种馈线自动化的特点,避免了电压型和电流型的传统缺点,馈线自动化具有以下显著特点:
   (1)故障时对变电站开关没有额外的短路电流冲击;
   (2)不存在变电站开关与线路开关的配合问题;
   (3)在无主站的情况下依然可以完成故障的隔离与恢复;
   (4)故障处理比传统的“电压型”和“电流型”馈线自动化均要迅速(一般故障的切除和恢复只用3秒);
   (5)不需要对现有变电站保护设备进行改造;
   (6)不需要保护之间的配合,不会造成保护之间配合带来的困难;
   (7)可以判断变电站出线处的故障,避免造成多余的冲击;
   (8)FTU之间可以相互通信,其中一台FTU可以充当控制和通信的主站;
   (9)FTU定值可通过主站系统下达;
   (10)  FTU可以采用网络通信方式;
4.2 故障处理方式
   HL 8700 FA系统总结了以往各种馈线自动化模式的特点,解决了以往馈线自动化的不足。对于馈线自动化同时具备两种方式:
   第一:通过FTU相互之间的通信就地实现故障的自动隔离和非故障区段的供电恢复功能;
   第二:通过主站系统综合考虑实现故障的综合处理。
   MB 2000 主FTU通过在故障情况下的故障电流及故障电流方向记录,判断、定位故障点,给相关FTU发跳闸、合闸命令,可靠的隔离故障。
4.3 本地模式
   MB 2100 FTU通过相互之间的配合,在不需要主站系统的情况下,可以完成馈线自动化功能。在工程实施时可以设定一条线路上的其中一台为主FTU,其它FTU与主FTU通信,在故障情况下,通过相应FTU的故障记录,判断故障位置,并进行可靠隔离和非故障区段的恢复供电,实现馈线自动化功能。
4.4 集中控制模式
   集中处理模式和就地处理模式的切换由主站系统通过软件切换, 在集中处理模式下,FTU将实时信息上报上一级主站系统,由上一级主站进行故障定位、隔离和非故障区段的供电恢复。该模式的特点是对网络结构的适应性很强,在故障恢复时有多种恢复途径的情况下,可以考虑配电网的网络负荷均衡问题。
   在集中控制模式下,在系统具有子站和主站的情况下, 大部分厂家对于FTU的归属权问题没有很好的解决办法,比如当供电恢复有多种供电途径的情况下,有些开关是在子站控制范围的边界,而此联络开关的信息和控制权在另一子站,通过本子站不能直接完成供电的恢复功能。
   HL8700 FA系统在子站和主站的控制权上有很好而且可靠的处理办法。配电网图形的维护由主站系统完成,每个子站只调用自己管辖的区域内的图形,完成区域内信息的处理。在处理过程中如果处理对象全部在子站的区域内则由本子站直接处理,如果处理对象中有处在区域边界的对象,则处理过程全部由主站完成。
集中控制模式能够从全局来规划和考虑故障的处理策略,并能够应付一些不可预料的情况,能够适用于各种复杂的配电网络。
4.5 开闭所自动化
   开闭所作为城市供电的重要部分,在馈线自动化中处于馈线的电源点位置,所以在馈线(包括电缆线路)自动化中应和线路FTU和环网柜综合考虑,我们在系统设计时充分考虑了开闭所调度界面与电力线路调度界面的统一问题,使得馈线自动化的执行效率得到极大的提高。
   对于开闭所自动化设备建议采用 MB 2100 RTU,MB 2100 RTU 是新一代网络RTU,可以配置成各种SCADA应用系统,I/O能力极强:模拟量输入AI 2048点,数字量输入DI 2048点。 MB 2100 RTU的介绍请见《综合自动化产品宣传画册》。
4.6 环网柜自动化
   对于环网柜的自动化,按照设备的自动化状况分类处理,对于较为先进的环网柜,可以直接通过通信口采集信号在主站系统实现自动化调度控制;对于较早建设的没有远方通信功能的环网柜,采用安装环网柜专用测控装置HL7200 RTU的方式解决,环网柜RTU采集环网柜内的信号,通过当地通信智能单元将信息通过通信信道传输至变电站的通信设备,通过变电站通信通道传至主站系统进行控制采集。
   环网柜测控智能单元RTU的安装方式有两种, 对于为二次自动化设备预留了空间的环网柜,采取分散在环网柜内安装的方式;对于没有预留安装空间的环网柜,采取在就地安装与环网柜配套尺寸和外形的箱体安装。
对于环网柜自动化,建议采用MB 2100D RTU。 MB 2100D RTU的介绍请见《综合自动化产品宣传画册》。

5  HL8200 DMS 配电网分析系统

   HL8200 DMS配电管理系统的设计充分考虑了配电网的技术特点及其与输电网的区别:
  ◆ 配电系统具有环形网络,但为了故障定位和继电保护整定方便,通常处于开环运行状态, 而输电系统通常是闭环运行的;
  ◆ 配电系统的支路电阻r和电抗x之比r/x一般比较大,其并联电导和容纳很小;
  ◆ 配电系统常处于不平衡多相运行状态,负荷和网络结构皆不平衡:各相负荷大小不等,可能单相或两相运行;
  ◆ 配电网多为辐射型,配电设备沿线配置,输电网为多环型,输电设备多集中在变电站,并且配电网的网络接线经常发生变化,检修更新频繁;
  ◆ 配电网内要求安装的远动终端单元数量通常比输电网多一个数量级(10倍)并且配电网具有更多种类的通信方式;
  ◆ 配电网的数据库规模(万级)比输电网的数据库规模(千级)大一个数量级。
   HL8200系统应用多年的研究成果和最新理论,专门针对配电网开发出来的算法,它完全不同于输电网EMS的算法,采用适合配电网特点的前代回代计算法,充分利用了网络呈辐射状结构的特点,无需求节点导纳阵及其因子表,整个过程无冗余计算,计算效率高。
   HL8200系统算法既可计算三相不平衡系统,又可计算三相平衡系统;采用面向对象编程技术,软件高度模块化,可重用性和可维护性好;算法适合配电网特点,先进实用,功能丰富,优化计算的结果合理,可操作性强,速度快,优化效益高。
   HL8200 DMS提供了完备的配电网分析计算功能,用户可根据需求任意选用。该系统已在电力系统成功挂网运行,并取得良好的运行业绩。
   HL8200 DMS提供的配电网分析计算功能有:
  ◆ 拓扑分析
  ◆ 负荷预报
  ◆ 状态估计
  ◆ 潮流计算
  ◆ 电压/无功控制功能
  ◆ 网络重构
  ◆ 电容器投切
  ◆ 降压变压器的变比优化
  ◆ 网络重构、电容器投切和变压器变比的综合优化
  ◆ 短路电流计算功能
  ◆ 故障的定位、隔离与恢复
  ◆ 安全分析与事故预想功能
  ◆ 培训功能
  ◆ 数据库的WEB浏览
  ◆ 电容器的优化配置
5.1 系统性能指标
  HL8000配电管理系统根据国家电力公司发输电运营部(1999年12月)《10kV配网自动化发展规划要点》和《配电自动化终端设备通用技术条件》的要求进行规划设计,完全满足所要求的技术条件的配电管理系统的性 能参数如下:
  工作条件
  终端产品工作环境温度-40℃—+85℃
  相对湿度:45%~ 90%;
  接地电阻:0.5Ω;
  电源:220V±10%,50Hz±1;
  系统指标
  通道误码率:<0.0001;
  实时响应时间:
 ◆ 画面调用:一般1秒,最大5秒;
 ◆ 画面实时数据刷新时间:1秒;
 ◆ 遥信变位传送时间(与通道质量有关):一般≤5秒;
 ◆ 遥控遥调命令传送(与通道质量有关):一般≤5秒;
 ◆ 主备任务切换时间(与任务性质有关):一般为20秒;
 ◆ 事故顺序记录(SOE)分辩率(与标准时钟有关):一般≤20ms。
  正确率:遥信处理正确率:≥99.99%;
        遥控遥调正确率:≥99.99%;
        数据报表正确率:≥99.99%;
  系统可靠性:系统月平均可用率:≥99.9%;
  系统平均无故障时间:≥40000小时。