配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用

艺稳癸。凰

配电自动化终端设备

哺要]应用。睡j键词]

张文杨文英

在电力配网

刘军韩树强

自动化的应用

李楠

(秦皇岛输油气分公司，河北秦皇岛066000)

本文介绍配电终端的功能，构成以及工程应用技术．供读者全面深入地了解配电终端产品技术及其在电力配网自动化实践方面的配电自动化；终端技术；应用

配电自动化终端装置是实现配电自动化的基础环节，一般指用于配电网监控的馈线配电终端(F TU)，配电变压器配电终端(丌U)，开闭所远方监控终端(D T U)，中压远方站控终端。其功能是实现配电网设备的监控，具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测、继电保护、通信转发等功能。

1配电终端的基本构成部分及基本功能实现

馈线自动化终端(FT U)是自动化系统与一次设备联结的接口，主要用于配电系统变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、调压器、无功补偿电容器的监视和控制，与馈线主站通信，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，执行主站给出的对配电设备的控制调节指令，以实现馈线自动化的各项功能。F TU实质上是介于远方终端(R TU)与继电保护之间的一种自动化终端。包括：开关操作控制电路、不间断供电电源、馈线自动化腔制器、通信接口终端和控制箱体。

配电终端的基本构成包括中心监控单元，人机接口电路，操作控制回路，通信终端，电源几部分组成。

1)中心监控单元：是配电终端的核心部分。它完成的主要功能有：模拟量输入与开关量输入信号的采集，故障检测，电压，电流，有功功率等运行参数的计算，控制量的输出，远程通信等。目前市场上主流的配电终端都采用平台化，模块化设计，其输入量，输出量与通信接口的形式与数量根据实际需要配置。2)人机接口电路：用于对配电终端进行简单的配置维护，包括故障睑测定值等主要运行参数进行整定，显示电压，电流，功率等主要测量数据以及其他反映装置运行状态的信息为简化配电终端的设计，提高装置的可靠性，不少配电终端不配备人机接口电路，主要依靠维护人员使用便携式PC机对其进行配置维护。3)通信终端：又称通信适配器与监控单元的以太网接口或RS232串行接口连接，实现监控单元与配网自动化通信介质的连接。根据连接的通信通道类型不同，通信终端分为光纤终端，无线终端，调制解调器(用于模拟通道)，载波终端等。4)操作控制回路：主要用于FT U，提供人工操作开关的按钮。回路能够显示开关位置，供操作人员了解开关状态。

5)电源回路：为配电终端电路提供各种直流电源．D T U外部输入电源一般取自开闭所内的交流220V自用电源，在自用电源中断时，使用U P S 提供备用电源。TT U的电源输^取自配电变压器低压侧输出。对于F TU 来说，因线路上一般不设计专用220V交流电源，通常是使用电压互感器在提供电压测量取样信号的同时，为FT U供电。FTU电源应配备蓄电池，以在线路停电时为自身电路提供不问断供电，同时提供开关操作电源。

2配电终端的故障检测技术

对配电网危害最大的是短路故障，而实际发生概率最大的是单相接地故障，因此要求配电终端对这两种故障均能可靠检测和处理。

2．1短路教障检测

在采用远方遥控模式的馈线自动化(FA)系统中，检测到短路故障信息的各配电终端将结果上报配网自动化主站(或配电子站)，由主站通过比较各配电终端的故障硷测结果确定故障区段。

22小电流撬地故障检测

我国配电系统中性点多采用非有效接地式。非有效接地系统发生单相接地故障时，相间电压保持不变，不影响对负荷的供电，因此，可以继续维持一段时间(小于2小时)的正常供电更为重要时，小电流接地系统发生单相接地时故障电流很小，接地电弧往往能够白行熄

248面丽军西’厅n_灭，使故障消失。随着用户对供电可靠性要求的不断提高，小电流接地系统的应用将越来越广泛。

3配电自动化终端的通信技术特点

配网自动化通信具有多点，分散，每一点的通信数据量较少的特点。为减少投资，优化通道结构，通常是采用一个配电子站转发附近一个区域内的配电终端的数据，配电子站一般设置在变电所，开闭所内。这样配电子站与主站的通道是主干通道，一般采样SD H光纤网络。配电子站与配电终端之间的通道是分支通道；对通信速率要求比较低，可采用有线，配电载波(D L C)，现场总线，数据电台，电话拨号，移动通信(G PR S／C D M A)等通道形式。对可靠性要求比较高的‘F丁U可采用点对多点光纤通道或光纤以太网。随着光纤通信技术的发展，光端设备成本越来越低，许多供电企业的分支通道使用了光纤网络。对于个别大型的开闭所，通信数据量比较大，D TU可接入主干S D H光纤网络与主站直接通信。配电终端一般提供标准的RS一232通信接口，通过各种通信终端与通道连接。有的终端设计有以太网接口，可直接接入以太网通道。配电子站与配电终端之间一般采样点对多点的方式，如果采用查询时规约把所有的点都访问—遍，占用的时间长，往往会影响重要信息及时上传。因此，一种比较理想的方式是配电终端能主动向上级主站报告遥信量变位，遥测量越限，故障信息等异常信息，主站间隔一定的时间，如半个小时，访问配电终端，确认其是否工作正常并读取各种测量数据。

4配电终端在开闭所故障自动隔离中的应用

对于为解决供电网络可靠性和不同电源联络问题而建的开闭所，进线采用断路器并配备保护监控装置，出线采用负荷开关，D T U对所有的出线开关进行监控，检测并上报故障信息。开闭所故障处理也可以采取当地控制方案，利用D TU的PL C功能，不依赖主站就地完成故障线路的隔离。在电源进线上kl点发生故障时，上一级保护动作，断路器跳开。进线断路器Q F l检测到失压后跳开，进行备用电源自投，联络开关Q t合，开闭肝阪复正常供电。在出线(k2点)故障时，断路器Q F l跳开，R T U根据故障检测结果，判断出故障线路后，遥控打开开关Q3，然后Q F l合闸，恢复非故障线路供电。

5配电环网快速故障隔离技术

馈线自动化作为配网自动化系统的～个核心功能，其故障处理的速度与可靠性直接影响着配网自动化的实施效果。F A系统对于短路故障的常规处理方法包括：1)通过配电主站或子站与F TU之间的集中故障处理逻辑实现的集中智能模式：2)在没有通信条件下，利用具有保护功能的重合器和分段器的时序配合实现的重合器模式。这两种模=-t4B J 会造成故障线路上的所有非故障区段供电中断，并且恢复供电的时间在分钟级。对于一些重要的敏感负荷，如半导体集成电路制造厂，&*-／5-重要活动的会议中心，有重要赛事的体育场馆，哪怕分钟级的短暂停电也会造成严重的经济损失和不良社会影响。因此对敏感负荷区域，有必要采用新型故障处理技术，最大限度减少故障引起的停电范围和停电时间，进—步提高供电可靠性与电能质量。

[参考文献]

【1】杨蕾智能配电网络精测终端的设计【D1华中师葱大学，2007．

f2】贺建车．配电变鹾器在线监控装置f兀u)的研究与实现f D】武汉理j二大学，2007．