【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 載裝置的基本要求 (1) 能在各種運(yùn)行方式且功率缺額的情況下，有計(jì)劃的切除負(fù)荷，有效地防止系統(tǒng)頻率下降危險(xiǎn)點(diǎn)以下。 (2)切降的負(fù)荷應(yīng)盡可能少，應(yīng)防止超調(diào)和懸停現(xiàn)象。 (3)變電站的饋電線路故障或變壓器跳閘造成失壓時(shí)，低頻減載裝置應(yīng)可靠閉鎖，不應(yīng)誤動(dòng)。 (4)電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩或諧諧波干擾時(shí)，不應(yīng)誤動(dòng) 。 2021/6/14 46 備用電源自投控制 備用電源自投控制是當(dāng)電力系統(tǒng)故障或其它原因?qū)е鹿ぷ麟娫聪r(shí)，將備用電源迅速投入，以恢復(fù)對(duì)系統(tǒng)的供電，因此備用電源自動(dòng)投入是保證配電系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措施。在變電站中，常用的備自投控制有進(jìn)線備自投、母聯(lián)備自投和備用變壓器自投等。 2021/6/14 47 諧波分析與監(jiān)視功能 正弦波形畸變指標(biāo) 諧波源分析 電力系統(tǒng)諧波監(jiān)測(cè)方法 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 2021/6/14 48 為定量表示電力系統(tǒng)正弦波形的畸變程度 ，采用以各次諧波含量及諧波總量大小表示電壓和電流波形的畸變指標(biāo) 。 我國(guó)諧波國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 》 （ GB/T 14549－ 93）規(guī)定我國(guó)公用電網(wǎng)諧波電壓的允許值見(jiàn)表 21。 正弦波形畸變指標(biāo) 2021/6/14 49 表 21 公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）的允許值 電壓標(biāo)稱(chēng)電壓（ KV） 電壓總畸變率（ %） 各次諧波含有率（ 100%） 奇次 偶次 6 10 35 66 110 2021/6/14 50 諧波源分析 電網(wǎng)諧波主要來(lái)自?xún)纱蠓矫妫阂皇禽斉潆娤到y(tǒng)產(chǎn)生諧波；二是用電設(shè)備產(chǎn)生諧波 。 （ 1） 電網(wǎng)的主變壓器和配電變壓器 配電變壓器中勵(lì)磁電流的諧波含量與硅鋼片的材料有關(guān) 。 如表 。 （ 2） 電氣化鐵路 電力機(jī)車(chē)是大諧波源 ， 又是單相大負(fù)荷 ， 造成三相負(fù)荷不平衡 。 （ 3） 電弧煉鋼爐 煉鋼爐電弧電流不規(guī)則地急劇變化 ， 使電流波形產(chǎn)生嚴(yán)重畸變 ， 引起電網(wǎng)電壓波形嚴(yán)重畸變 。 （ 4） 家用電器 家用電器如收音機(jī) 、 電視機(jī) 、 電風(fēng)扇 、 空調(diào)等都會(huì)產(chǎn)生諧波 ， 彩色電視機(jī)產(chǎn)生的諧波比黑白電視機(jī)更嚴(yán)重 ， 主要是 3， 5， 7， 9次諧波 。 （ 5） 晶體管整流設(shè)備 晶閘管整流設(shè)備在工礦企業(yè)越來(lái)越廣泛應(yīng)用 ， 給電網(wǎng)造成大量的諧波 。 （ 6） 變頻裝置 2021/6/14 51 諧波次數(shù) HR In% 熱軋硅鋼片 冷軋硅鋼片 1 100 100 3 15～ 55 14～ 50 5 3～ 25 10～ 25 7 2～ 10 5～ 10 9 ～ 2 3～ 6 11 1 1～ 3 表 配電變壓器勵(lì)磁電流中的 HR In。 2021/6/14 52 表 電視機(jī)產(chǎn)生的 HR In％ ?電視機(jī)類(lèi)別 HRI1 HRI3 HRI5 HRI7 HRI9 HRI11 HRI12 彩色 100 黑白 100 2021/6/14 53 諧波的危害 嚴(yán)重的諧波電流和諧波電壓對(duì)電力系統(tǒng)本身的發(fā)輸電設(shè)備 、 對(duì)接入電力系統(tǒng)的用電設(shè)備都產(chǎn)生不良的影響 ， 甚至影響電力系統(tǒng)的自動(dòng)裝置 、 繼電保護(hù)裝置和測(cè)量裝置的正常工作 。 （ 1） 諧波對(duì)交流電機(jī)的危害 （ 2） 諧波對(duì)變壓器和輸電線路的危害 （ 3） 諧波對(duì)電容補(bǔ)償裝置的危害 （ 4） 諧波對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)控制的干擾 （ 5） 諧波影響計(jì)量?jī)x表與檢測(cè)儀表誤差增大 。 （ 6） 諧波對(duì)通信系統(tǒng)的影響 。 2021/6/14 54 電力系統(tǒng)諧波的監(jiān)測(cè) 諧波監(jiān)測(cè)是研究分析諧波問(wèn)題和研究對(duì)諧波治理和抑制的主要依據(jù) 。 （ 1） 諧波監(jiān)測(cè)的主要目的 （ 2） 諧波監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇 （ 3） 諧波的測(cè)量 基于傅里葉變換的諧波測(cè)量是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的一種方法 。 2021/6/14 55 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 合理利用電氣設(shè)備抑制諧波 對(duì)諧波源本身采取措施 ， 使其少產(chǎn)生或不產(chǎn)生諧波 ，從源頭上加以抑制 。 （ 1） 不斷提高發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造質(zhì)量 ， 從發(fā)電源頭上減少諧波； （ 2） 電力變壓器的繞組盡可能采用 D， y或 Y ,d 接法 ，可有效抑制 3的倍數(shù)的諧波流入電網(wǎng)； （ 3） 在變電站裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償電容器上 ， 采用串聯(lián)一定比例的電抗器的方法 ， 以抑制 3， 5， 7次諧波； 2021/6/14 56 利用交流濾波器抑制諧波 （ 1）交流無(wú)源濾波器 目前所采用的交流濾波裝置是利用 R、 L、 C電路對(duì)某次諧波頻率串聯(lián)諧振的原理 ， 使其對(duì)特定頻率的諧波呈零阻抗 ， 從而阻止該次諧波注入電網(wǎng) 。 交流濾波器對(duì)基波呈容性 ， 兼有無(wú)功補(bǔ)償作用 。 （ 2) 有源電力濾波器 有源電力濾波器 APF（ Active Power Filter） 安裝于諧波源處 ， 它是可動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波 、 無(wú)功功率的電力電子裝置 ， 它的基本原理是實(shí)時(shí)地檢測(cè) APF安裝處的諧波和無(wú)功功率 ， 然后產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流 （ 或電壓 ） 和無(wú)功功率方向相反的諧波電流 （ 或電壓 ） 與無(wú)功功率 ， 注入電網(wǎng) ， 使電網(wǎng)只含有基波分量 ， 達(dá)到對(duì)諧波和無(wú)功功率實(shí)時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)哪康?。 2021/6/14 57 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信功能 (1)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信 主要解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)（ 監(jiān)控主機(jī) ） 間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問(wèn)題 。 (2)自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度通信 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有 RTU的全部功能 ，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息 ，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端；同時(shí)應(yīng)該能接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作 、 控制 、 修改定值等命令 。 即完成新型 RTU等全部四遙功能 。 通信規(guī)約必須符合部頒的規(guī)定 。 目前最常用的有 IEC60870 101/103/104和 CDT等規(guī)約 。 2021/6/14 58 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn) 功能綜合化 分級(jí)分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 測(cè)量顯示數(shù)字化 操作監(jiān)示屏幕化 運(yùn)行管理智能化 總之 ， 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化 ， 可以全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平 ， 使其能適應(yīng)現(xiàn)代化的大電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的需要 。 2021/6/14 59 第 3章 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 概述 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 變電站的智能電子設(shè)備 自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向 2021/6/14 60 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） TC 57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通術(shù)委員會(huì)）在制定 IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在 3個(gè)層次（變電站層、間隔層或單元層、過(guò)程層），這 3個(gè)層次分別通過(guò)邏輯接口 1～ 9建立通信，如圖。 2021/6/14 61 功能A 功能B遠(yuǎn)方控制（NC C）7技術(shù)服務(wù)變電站層保護(hù) 控制 保護(hù)控制329832過(guò)程接口1,6 1,64,5過(guò)程接口4,5間隔/單 元層遠(yuǎn)方保護(hù)　過(guò)程層遠(yuǎn)方保護(hù)　高壓設(shè)備2021/6/14 62 （ 1）過(guò)程層（ Process level）功能 過(guò)程層的功能實(shí)際上是與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和電流互感器 TA、電壓互感器 TV接口的功能。 （ 2）間隔層（ Bay level）功能 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和 RTU等等。 (3）變電站層（ Station level） 變電站的功能有 2類(lèi)： ?與過(guò)程有關(guān)的站層功能： ?與接口有關(guān)的站層功能： 2021/6/14 63 變電站的智能電子設(shè)備 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為智能電子設(shè)備 IED （ Intelligent Electronic Devices） 。 IEC 61850 協(xié)議對(duì)智能電子設(shè)備 IED的定義是：由一個(gè)或多個(gè)處理器組成 ， 具有從外部源接收和傳送數(shù)據(jù)或控制外部源的任何設(shè)備 （ 例如：電子多功能儀表 、 數(shù)字繼電器 、 控制器 ） 。 這些 IEDs在物理位置上 ， 可安裝在 3個(gè)不同的功能層 （ 即變電站層 、 間隔層 /單元層 、過(guò)程層 ） 上 。 2021/6/14 64 自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 集中式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 分層 （ 級(jí) ） 分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié) 構(gòu)模式 分布分散式與集中相結(jié)合的自動(dòng)化系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 分布分散式的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 2021/6/14 65 集中式結(jié)構(gòu) 打印機(jī) 顯示器 鍵　盤(pán)監(jiān)控主機(jī)電能計(jì)量 微機(jī)保護(hù) 電壓無(wú)功控制 輸出接口輸入接口輸出接口 輸入接口 輸入接口 輸出接口測(cè)量TATV保護(hù)動(dòng)作出口主變保護(hù)TATV各線路保護(hù)TATV電容器TATV斷路器位置輸入主變測(cè)量TATV各變分頭位置電容器開(kāi)關(guān)位置分頭控制信號(hào)電容器控制信號(hào)測(cè)量TVTA開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入保護(hù)動(dòng)作信息輸入信號(hào)輸出監(jiān)控機(jī)動(dòng)作通信控制器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度（控制）中心站級(jí)層間隔層現(xiàn)場(chǎng)層2021/6/14 66 分層分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式（ 1） 分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上仍可分為程層 、 間隔層和變電站層三層結(jié)構(gòu) 。 分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的最大特點(diǎn)體現(xiàn)在 “ 功能的分布化 ” 上 ， 即對(duì)智能電子設(shè)備的設(shè)計(jì)理念上由以前在集中式自動(dòng)化系統(tǒng)中的面向廠 、 站轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο?， 即面向一次設(shè)備的一個(gè)間隔 。 分層 （ 級(jí) ） 分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式實(shí)質(zhì)上是把這些面向間隔設(shè)計(jì)的變電站層和間隔層的智能電子設(shè)備 ， 按它們的功能組裝成多個(gè)屏 （ 柜 ） ， 例如：主變保護(hù)屏 （ 柜 ） 、 線路保護(hù)屏 （ 柜 ） 、 數(shù)據(jù)采集屏等等 ，這些屏 （ 柜 ） 一般都集中安裝在主控室中 ， 我們把這種結(jié)構(gòu)模式簡(jiǎn)稱(chēng)為 “ 分布集中式 ” 結(jié)構(gòu)模式 。 2021/6/14 67 分層分散式與集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)（ 2） 圖 分級(jí)分布式系統(tǒng)集中組屏的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (一 ) 2021/6/14 68 分布分散式的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 GPS操作員站1 操作員站2 工程師站工作站站內(nèi)管理