变电站综合自动化技术-第1章

P1变电站综合自动化P2背景知识P3电力系统概况特点：（1）电能不能大量存贮；（2）电磁过程快速；（3）与国民经济和人民的日常生活等密切相关。发电输变电配电用电P4电力系统的分层控制国调网调省调地调县调枢纽变电站变电站变电站变电站直属电厂省属电厂市属电厂县属电厂P5电力系统概况虚框内为输电网P6重庆石坪变电站（500kV/220kV/35kV）P7概况P8概况P9概况P10概况P11概况P12概况P13概况P14概况P15概况P16概况P17概况P18概况P19概况P20概况P21概况P22概况P23国外03年发生的大停电事故－特大停电事故是现代社会的灾难国家发生时间事故名称事故后果美国2003.8.14北美东部网损失负荷61.8GW，停电8州1省5000万人，停电面积24000平方公里，最长停电29小时，损失300亿美元。瑞典丹麦2003.9.23瑞典－丹麦停电1800MW，影响500万人用电，停6.5小时意大利2003.9.28意大利6,400MW的功率缺额，最后导致频率崩溃，停电19小时。英国2003.8.28伦敦地铁停电724MW，影响41万用户，50万乘客被困，停电37分钟～1小时马来西亚2003.9.1马来西亚马来西亚北方5个州发生大停电事故，停电持续约4个小时。P24Blackoutaccidentsin2003NorthAmerica2003.8.14P25P26P27AnExample:August14,2003BlackoutintheUnitedStatesandCanadaP28AnExample:August14,2003BlackoutintheUnitedStatesandCanadaP29AnExample:August14,2003BlackoutintheUnitedStatesandCanadaP30P31P32P33美国发生的其它大停电事故－预防特大停电事故是对现代科学技术的挑战事故名称时间事故后果美国东北部大停电1965.11.9最长停电时间达13h，影响居民3000万人，直接经济损失达1亿美元。纽约大停电事故1977.7.13停电时间达25h，停电引起贫民区纵火与抢劫，华尔街计算机停电，损失价值超过百万人小时。美国西部网大停电1994.12.14系统解列成东西南北四个大岛，事故影响到14个州200万人的用电。美国西部网大停电1996.7.2系统解列成五个孤岛，事故影响14个州200万用户美国西部网大停电1996.8.10系统解列成四个孤岛，事故影响9个州750万用户P342006年国外停电事故国家发生时间事故后果俄罗斯部分地区2006.10.28圣彼得堡部分地区交通和电力供应中断，近百万居民遭受断水之苦，核电站被迫停止运转。美国东北地区2006.10.28肆虐的狂风将很多社区的树木和电线杆连根拔起，造成美国东北部成千上万的居民生活断电。欧洲电网2006.11.4法国和德国人口最密集的地区以及比利时、意大利、西班牙、奥地利的部分地区发生停电，其中包括法国首都巴黎部分地区。大多数地区在半小时内恢复供电，最严重的地区停电达1个半小时。美国纽约2006.7.17天气过热，造成地下输电线路损伤。纽约市在赖克斯岛的监狱群不得不启用自备发电机，受此次停电事故影响的用户人数可能高达10万人。某些地区停电时间长达一周。P35EuropePowerGridBlackout,2006.11.4CABP36我国电网19.19.4581491210845631545300000024681012141618202270-801981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002事故次数：次/年市－省级电网省大区电网我国电网规模升级与稳定破坏事故P37原因:强台风“达维”海南省2005.9.26P38P39P40P41P422008年初中国南方雪灾对电力系统的影响P4308年1月10日以来，我国南方大部分地区出现了历史罕见的低温、雨雪冰冻天气，给输变电设施带来大面积覆冰，覆冰厚度普遍超过30毫米，局部地区达到80毫米，远远超过规定的设计标准，造成输电线路大量倒塔、断线，电力设施大范围损毁。国家电网公司所属10个省级电网遭受严重灾害。公司经营区域内华中、华东及所属10个省级电网遭受严重灾害，其中湖南、浙江、江西电网设施损毁严重。公司经营区域共有37个地市的545个县（区）、2706万用户受到影响。灾情概述P44公司所属电网共有17.2万基高压杆塔倒塌，1.2万基受损；高压线路断线12.9万处；低压线路倒断杆51.9万基，低压线路受损15.3万公里；各电压等级线路停运15.3万条，变电站停运884座；公司系统通信光缆受损约2860公里，国家电网直接经济损失高达104.5亿元。灾情概述P45P46P47P48P49P50中国南方最低温度是零下五摄氏度，中国北方很多地方的气温可以达到零下二三十摄氏度，为什么没有形成这样的冰呢？中国电力工程顾问集团公司高级工程师梁正平介绍说，南方第一湿度比较大，第二气温在零摄氏度和零下五摄氏度之间，非常适宜上冻，在一定风的作用下冰的厚度还不断地增加。中国电力顾问公司总工程师吴云说，像这样的双回线铁塔，它的重量大概是6吨，但是在结了冰后，重量大概达到50吨，是原来的数倍，因此压垮了铁塔，导致输变电线路断电。灾害原因P51国家电网3月8日在北京举行新闻发布会，宣布3月8日，国家电网受灾最严重的湖南、浙江电网抗灾救灾重建工作取得最后胜利，至此，国家电网公司辖区电网供电能力恢复到雪灾前水平，提前20天完成了党中央、国务院提出的任务。为提高电网应对冰雪的应对能力，国家电网公司正在调研提高电网设计标准的方案。据有关人士估算，改造电网至少需要5000亿元以上。灾后重建P52P53P54P55P56P57南方电力受灾严重的原因是电力设备抗灾能力不够。对此，国家电网公司表示，今年将投资2500多亿元加强电网建设，提高电网的抗灾能力。国家电网公司总经理刘振亚说：“今年计划电网投资2532亿元，基建任务十分繁重，争取在用科技减灾、科技破冰方面尽快立项。”对两大电网而言，灾后重建还将涉及到南方地区电网线路设计标准的调整，因为此次南方受灾的一个主要原因是电力设施对极端气候灾害防范的设计标准不够。日前，国家电监会已经组织了中国电力工程顾问集团公司、国家电网公司、南方电网公司，研究提出提高设防标准的意见。灾后反思P58我国保障电网安全运行的“三道防线”P59第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护被我国超高压电网普遍采用的装备利用被保护元件两端的尽可能简单的信息；超高压系统主保护动作速度10－25毫秒；超高压系统主保护动作正确率99.82%。正在研究、未来可能装备电网的保护利用被保护元件单端或两端故障暂态信息的继电保护；主保护动作速度2－5毫秒。以尽可能快的速度、在尽可能小的范围内切除故障，减少系统产生的不平衡能量P60第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置自动重合闸装置：除减少重合于永久故障时系统不平衡能量外，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络输电能力；备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等：快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。过负荷控制：连锁切机、切负荷，远方切机、切负荷等。保持稳态输电能力与输电需求的平衡。暂态稳定控制：逻辑式连锁切机、切负荷；利用局部量的稳定性预测与紧急控制装置；基于离线或在线计算的区域性稳定控制系统；用于保持动态输电能力和输电需求的平衡。P61第三道防线：失步解列与频率、电压控制失步解列：在互联电网失去同步后，在预定的地点解列，以各子网能独立满足供电需求。频率控制：通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求，通过高周切机保证频率稳定、机组安全。电压和无功控制：通过低压减载和增发无功维持电压水平，防止电压崩溃。争取各自平衡，尽量减少对用户的损失，维持各子网的安全，创造并网条件。P62我国电网分布P63特高压电网简介特高压电网，是指1000千伏交流和正负800千伏直流输电网络，具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点。P64特高压电网简介项目（1）：1000kV特高压交流试验示范工程晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程，工程起于山西长治，经河南南阳，至湖北荆门，跨越黄河、汉江两大河流，全长约653.8千米，其中河南境内长约349千米，湖北境内长约183千米，工程静态总投资约58.57亿元，系统额定电压1000千伏，最高运行电压1100千伏，自然输送功率500万千瓦。P65特高压电网简介项目（2）：正负800kV直流输电工程，溪洛渡换流站是目前世界上技术最先进、规模最大的直流输电项目，是目前我国电压等级最高的直流输电项目，属国家重点工程。主要解决金沙江一期工程溪洛渡、向家坝水电站西电东输问题。受电端换流站项目位于浙江中部地区的武义县，输送功率为640万千瓦，安装24台换流变压器。线路途经四川、贵州、湖南、江西直至浙江武义。经换流,与十回500千伏交流电相连输出，主供浙江、福建。线路全长1751公里，其中武义县境内9公里，换流站占地面积29.016公顷。项目总投资53亿元，预计于2015年实行单极投运，2016年完成双极投运。P66特高压电网简介特高压电网发展战略：（1）交流P67特高压电网简介特高压电网发展战略：（2）直流P68超高压电网简介国家电网公司750kV青海官亭至甘肃兰州东141公里输变电示范工程2006年8月26日顺利投产，中国第一条750kV输电线路开始送电。标志着我国电网建设技术和输变电设备制造水平跨入了世界先进行列。根据规划，西北750kV输变电示范工程建成后，还将建设青海官亭到西宁、甘肃兰州东到宁夏银川东、新疆哈密到甘肃永登等工程。P69电网投资根据国家电网公司编报的“十一五”电网规划及2020年远景目标报告，“十一五”期间国家电网公司总投资额将达到9000亿元。根据南方电网规划，“十一五”电网建设投资额约为3000亿元左右。两者相加，“十一五”期间我国电网投资规模将超过1.2万亿元，年均投资额将超过2400亿元，比我国“十五”期间年均电网投资额1265亿元增幅超过90%。P70电网投资“十二五期间，国家电网公司在电网方面的投资达15000亿元”——国家电网公司副总经理舒印彪在出席2011年智能电网国际论坛时介绍。15000亿元的投资中，输电网和配电网各占50%。重点加强坚强智能电网的发展建设。P71变电站简介变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。P72现代化的变电站P73变电站类型示意图P74变电站的分类（一）枢纽变电站枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330～500kV的变电站，称为枢纽变电站。全站停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。P75变电站的分类（二）中间变电站中间变电站高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线分段，一般汇集2～3个电源，电压为220～330kV，同时又降压供给当地用电。这样的变电站起中间环节的作用，称为中间变电站。全站停电后，将引起区域网络解列。P76变电站的分类（三）地区变电站地区变电站高压侧电压一般为110～220kV，对地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。P77变电站的分类（四）终端变电站终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为35～110kV，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全站停电后，只是用户受到损失。P78变电站要完成哪些任务呢？P79本课程主要内容第一章.绪论第二章.变电站综合自动化系统的内容和功能第三章.变电站综合自动化系统的结构形式第四章.变电站综合自动化系统的数据通信第五章.提高变电站综合自动化系统可靠性的措施第六章.国内变电站综合