【文章內(nèi)容簡介】 置的基本要求 (1) 能在各種運行方式且功率缺額的情況下，有計劃的切除負荷，有效地防止系統(tǒng)頻率下降危險點以下。 (2)切降的負荷應盡可能少，應防止超調(diào)和懸?，F(xiàn)象。 (3)變電站的饋電線路故障或變壓器跳閘造成失壓時，低頻減載裝置應可靠閉鎖，不應誤動。 (4)電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩或諧諧波干擾時，不應誤動 。 2021/11/11 46 備用電源自投控制 備用電源自投控制是當電力系統(tǒng)故障或其它原因?qū)е鹿ぷ麟娫聪r，將備用電源迅速投入，以恢復對系統(tǒng)的供電，因此備用電源自動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線備自投、母聯(lián)備自投和備用變壓器自投等。 2021/11/11 47 諧波分析與監(jiān)視功能 正弦波形畸變指標 諧波源分析 電力系統(tǒng)諧波監(jiān)測方法 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 2021/11/11 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 。 我國諧波國家標準 《 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 》 （ GB/T 14549－ 93）規(guī)定我國公用電網(wǎng)諧波電壓的允許值見表 21。 正弦波形畸變指標 2021/11/11 49 表 21 公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）的允許值 電壓標稱電壓（ KV） 電壓總畸變率（ %） 各次諧波含有率（ 100%） 奇次 偶次 6 10 35 66 110 2021/11/11 50 諧波源分析 電網(wǎng)諧波主要來自兩大方面：一是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波；二是用電設備產(chǎn)生諧波 。 （ 1） 電網(wǎng)的主變壓器和配電變壓器 配電變壓器中勵磁電流的諧波含量與硅鋼片的材料有關 。 如表 。 （ 2） 電氣化鐵路 電力機車是大諧波源 ， 又是單相大負荷 ， 造成三相負荷不平衡 。 （ 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)生嚴重畸變 ， 引起電網(wǎng)電壓波形嚴重畸變 。 （ 4） 家用電器 家用電器如收音機 、 電視機 、 電風扇 、 空調(diào)等都會產(chǎn)生諧波 ， 彩色電視機產(chǎn)生的諧波比黑白電視機更嚴重 ， 主要是 3， 5， 7， 9次諧波 。 （ 5） 晶體管整流設備 晶閘管整流設備在工礦企業(yè)越來越廣泛應用 ， 給電網(wǎng)造成大量的諧波 。 （ 6） 變頻裝置 2021/11/11 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 配電變壓器勵磁電流中的 HR In。 2021/11/11 52 表 電視機產(chǎn)生的 HR In％ ?電視機類別 HRI1 HRI3 HRI5 HRI7 HRI9 HRI11 HRI12 彩色 100 黑白 100 2021/11/11 53 諧波的危害 嚴重的諧波電流和諧波電壓對電力系統(tǒng)本身的發(fā)輸電設備 、 對接入電力系統(tǒng)的用電設備都產(chǎn)生不良的影響 ， 甚至影響電力系統(tǒng)的自動裝置 、 繼電保護裝置和測量裝置的正常工作 。 （ 1） 諧波對交流電機的危害 （ 2） 諧波對變壓器和輸電線路的危害 （ 3） 諧波對電容補償裝置的危害 （ 4） 諧波對繼電保護和自動控制的干擾 （ 5） 諧波影響計量儀表與檢測儀表誤差增大 。 （ 6） 諧波對通信系統(tǒng)的影響 。 2021/11/11 54 電力系統(tǒng)諧波的監(jiān)測 諧波監(jiān)測是研究分析諧波問題和研究對諧波治理和抑制的主要依據(jù) 。 （ 1） 諧波監(jiān)測的主要目的 （ 2） 諧波監(jiān)測點的選擇 （ 3） 諧波的測量 基于傅里葉變換的諧波測量是當今應用最廣泛的一種方法 。 2021/11/11 55 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 合理利用電氣設備抑制諧波 對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)電機設計制造質(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） 在變電站裝設的無功補償電容器上 ， 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； 2021/11/11 56 利用交流濾波器抑制諧波 （ 1）交流無源濾波器 目前所采用的交流濾波裝置是利用 R、 L、 C電路對某次諧波頻率串聯(lián)諧振的原理 ， 使其對特定頻率的諧波呈零阻抗 ， 從而阻止該次諧波注入電網(wǎng) 。 交流濾波器對基波呈容性 ， 兼有無功補償作用 。 （ 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 ， 它是可動態(tài)補償諧波 、 無功功率的電力電子裝置 ， 它的基本原理是實時地檢測 APF安裝處的諧波和無功功率 ， 然后產(chǎn)生一個與該諧波電流 （ 或電壓 ） 和無功功率方向相反的諧波電流 （ 或電壓 ） 與無功功率 ， 注入電網(wǎng) ， 使電網(wǎng)只含有基波分量 ， 達到對諧波和無功功率實時檢測和補償?shù)哪康?。 2021/11/11 57 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信功能 (1)綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通信 主要解決自動化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機（ 監(jiān)控主機 ） 間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問題 。 (2)自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度通信 綜合自動化系統(tǒng)必須兼有 RTU的全部功能 ，應該能夠?qū)⑺杉哪M量和開關狀態(tài)信息 ，以及事件順序記錄等遠傳至調(diào)度端；同時應該能接收調(diào)度端下達的各種操作 、 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 。 2021/11/11 58 變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點 功能綜合化 分級分布式、微機化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 測量顯示數(shù)字化 操作監(jiān)示屏幕化 運行管理智能化 總之 ， 變電站實現(xiàn)綜合自動化 ， 可以全面提高變電站的技術水平和運行管理水平 ， 使其能適應現(xiàn)代化的大電力系統(tǒng)運營的需要 。 2021/11/11 59 第 3章 變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 概述 變電站自動化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 變電站的智能電子設備 自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 變電站綜合自動化技術的發(fā)展方向 2021/11/11 60 變電站自動化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 國際電工委員會（ IEC） TC 57技術委員會（電力系統(tǒng)控制和通術委員會）在制定 IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)）標準時，把變電站自動化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在 3個層次（變電站層、間隔層或單元層、過程層），這 3個層次分別通過邏輯接口 1～ 9建立通信，如圖。 2021/11/11 61 功能A 功能B遠方控制（N CC ）7技術服務變電站層保護 控制 保護控制329832過程接口1,6 1,64,5過程接口4,5間隔/單 元層遠方保護　過程層遠方保護　高壓設備2021/11/11 62 （ 1）過程層（ Process level）功能 過程層的功能實際上是與變電站一次設備斷路器、隔離開關和電流互感器 TA、電壓互感器 TV接口的功能。 （ 2）間隔層（ Bay level）功能 變電站自動化系統(tǒng)在間隔層的設備主要有各種微機保護裝置、自動控制裝置、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： ?與過程有關的站層功能： ?與接口有關的站層功能： 2021/11/11 63 變電站的智能電子設備 變電站自動化系統(tǒng)的設備統(tǒng)稱為智能電子設備 IED （ Intelligent Electronic Devices） 。 IEC 61850 協(xié)議對智能電子設備 IED的定義是：由一個或多個處理器組成 ， 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個不同的功能層 （ 即變電站層 、 間隔層 /單元層 、過程層 ） 上 。 2021/11/11 64 自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 集中式的綜合自動化系統(tǒng) 分層 （ 級 ） 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)合的自動化系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 分布分散式的變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 2021/11/11 65 集中式結(jié)構(gòu) 打印機 顯示器 鍵　盤監(jiān)控主機電能計量 微機保護 電壓無功控制 輸出接口輸入接口輸出接口 輸入接口 輸入接口 輸出接口測量TATV保護動作出口主變保護TATV各線路保護TATV電容器TATV斷路器位置輸入主變測量TATV各變分頭位置電容器開關位置分頭控制信號電容器控制信號測量TVTA開關狀態(tài)輸入保護動作信息輸入信號輸出監(jiān)控機動作通信控制器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度（控制）中心站級層間隔層現(xiàn)場層2021/11/11 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) 。 分層分布式自動化系統(tǒng)的最大特點體現(xiàn)在 “ 功能的分布化 ” 上 ， 即對智能電子設備的設計理念上由以前在集中式自動化系統(tǒng)中的面向廠 、 站轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο?， 即面向一次設備的一個間隔 。 分層 （ 級 ） 分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式實質(zhì)上是把這些面向間隔設計的變電站層和間隔層的智能電子設備 ， 按它們的功能組裝成多個屏 （ 柜 ） ， 例如：主變保護屏 （ 柜 ） 、 線路保護屏 （ 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)模式簡稱為 “ 分布集中式 ” 結(jié)構(gòu)模式 。 2021/11/11 67 分層分散式與集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)（ 2） 圖 分級分布式系統(tǒng)集中組屏的自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (一 ) 2021/11/11 68 分布分散式的變電站自動化系統(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