淺談配電自動(dòng)化終端在配電網(wǎng)中的應(yīng)用

陳雯

【摘 要】配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié)，直接面向用戶供電，在電力生產(chǎn)運(yùn)行中具有非常重要的作用。隨著全球智能電網(wǎng)建設(shè)和研究的熱潮，配電網(wǎng)的智能化已成為未來電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)，對(duì)于智能電網(wǎng)整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著舉足輕重的作用，配電自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的重要手段。本文分析了配電自動(dòng)化終端的組成、功能和核心技術(shù)，并對(duì)其在配電網(wǎng)中的應(yīng)用展開了探討。

【關(guān)鍵詞】配電 自動(dòng)化 終端 應(yīng)用

1 引言

隨著全球智能電網(wǎng)建設(shè)和研究的熱潮，配電網(wǎng)的智能化已成為未來電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)，對(duì)于智能電網(wǎng)整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著舉足輕重的作用。配電自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的重要手段，為配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)和控制提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是提高城網(wǎng)供電可靠性的必然需要，是建設(shè)智能配電網(wǎng)的基石。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的順利實(shí)施依賴于大量安裝在現(xiàn)場(chǎng)的配電終端，主要具有模擬量采集、數(shù)字量采集與控制量輸出的功能。本文首先闡述配電自動(dòng)化終端設(shè)備的組成和功能，并對(duì)其中核心技術(shù)加以分析，以促進(jìn)配電自動(dòng)化技術(shù)的改善。

2 配電自動(dòng)化終端設(shè)備的構(gòu)成

2.1 人機(jī)接口電路

人機(jī)接口電路主要用于維護(hù)設(shè)備相關(guān)配置，如將測(cè)量的電壓、電流及功率等數(shù)據(jù)顯示出來。還能對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行定值檢測(cè)及對(duì)設(shè)備中的部分運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整等功能。

2.2 中心監(jiān)控單元

在配電自動(dòng)化終端運(yùn)行中，中心監(jiān)控單元占據(jù)核心位置。其中，故障檢測(cè)、有功功率參數(shù)運(yùn)算與模擬量輸入、遠(yuǎn)程通信功能等，都屬于中心監(jiān)控單元的功能特征。目前，相對(duì)主流的配電自動(dòng)化終端，通常都會(huì)應(yīng)用平臺(tái)化及模塊化的設(shè)計(jì)方案，遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際需求，合理配置中心監(jiān)控單元的輸入、通信與輸出量接口。

2.3 通信終端

通常情況下，通信終端又被稱為通信適配器。主要借助于以太網(wǎng)接口或RS232串行接口實(shí)現(xiàn)連接，保證監(jiān)控單元與通信介質(zhì)連接的高效性，最大程度優(yōu)化通信終端的功能特性。根據(jù)通信通道類型可以分為無線終端、載波終端以及光纖終端。

2.4 操作控制回路

操作控制回路提供人工操作開關(guān)的按鈕。回路能夠顯示開關(guān)位置，供操作人員及時(shí)掌控開關(guān)位置，并實(shí)時(shí)監(jiān)控開關(guān)狀態(tài)。

2.5 電源回路

電源回路為配電自動(dòng)化終端電路提供各種直流電源。當(dāng)DTU外部的自用輸入電源發(fā)生類似于斷路的突發(fā)性故障，可以采用UPS作為備用電源。TTU電源取自配變低壓側(cè)輸出。運(yùn)用自配電變壓器的低壓側(cè)輸出內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)TTU高效率的電源輸入形式。對(duì)于FTU，可以借助于電壓互感器的功能特征，電壓測(cè)量信號(hào)取樣同時(shí)為FTU供電。

3 配電自動(dòng)化終端在配電網(wǎng)的應(yīng)用

3.1 配電自動(dòng)化終端設(shè)備故障檢測(cè)技術(shù)

在現(xiàn)場(chǎng)最常發(fā)生的故障是短路故障，特別是單相接地故障發(fā)生的幾率是很高的，這種故障對(duì)配電網(wǎng)帶來很大的危害。通過配電終端（主要指DTU、FTU）能可靠檢測(cè)和處理這兩種故障類型。在采用遠(yuǎn)方遙控模式的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，各配電終端檢測(cè)到短路故障信息，將其報(bào)告到配網(wǎng)自動(dòng)化主站（或配電子站），而等待主站對(duì)各配電終端的故障檢測(cè)進(jìn)行比較后，最后確認(rèn)故障發(fā)生的區(qū)段。

短路故障檢測(cè)技術(shù)只要能夠檢測(cè)出有短路電流的出現(xiàn)，不用像保護(hù)繼電器那樣具有選擇性。也不需要輸出跳閘信號(hào)，不嚴(yán)格要求故障檢測(cè)時(shí)間，故分析判斷采樣數(shù)據(jù)、可靠地檢測(cè)故障情況有較充分的時(shí)間。按常規(guī)的做法，接入保護(hù)電流互感器（TA）的二次電流的配電終端檢測(cè)短路電流，是通過判斷線路電流是否超過整定值，而躲過最大負(fù)荷電流值是電流整定值的選擇原則。在采用小電阻接地方式的系統(tǒng)中，配電終端通過判斷零序電流是否超過整定值，來檢測(cè)是否發(fā)生單相接地短路的情況。

3.2 配電自動(dòng)化終端設(shè)備通訊技術(shù)

對(duì)大多數(shù)配電自動(dòng)化終端通信而言，其都有分散性、多點(diǎn)性等特點(diǎn)。針對(duì)上述特點(diǎn)，將配電子站設(shè)置在變電所、開閉所內(nèi)，從而通過子站發(fā)送附近一個(gè)區(qū)域內(nèi)的配電終端的數(shù)據(jù)。作為配電子站與主站的主干通道，通常采用SDH光纖網(wǎng)絡(luò)。對(duì)通信速率的要求不高的配電子站與配電終端的分支信道，可采用數(shù)據(jù)電臺(tái)、配電載波（DLC）、電話撥號(hào)、有線、移動(dòng)通信（GPRS/CDMA）、現(xiàn)場(chǎng)總線等形式。DTU對(duì)可靠性要求比較高，可采用光纖以太網(wǎng)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖通道。光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展和逐漸降低的光端設(shè)備成本，大部分供電企業(yè)的分支信道都選擇用光纖網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)工程中個(gè)別大型的開閉所，由于其通信數(shù)據(jù)量較多，可以將DTU直接接入主干的SDH光纖網(wǎng)絡(luò)，直接通信主站。由標(biāo)準(zhǔn)RS-232通信接口對(duì)配電終端相互通信。而以太網(wǎng)接口的終端可直接接入以太網(wǎng)的通道。

3.3 配電自動(dòng)化終端設(shè)備故障自動(dòng)隔離技術(shù)

饋線自動(dòng)化（FeederAutomation，F(xiàn)A）作為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)核心功能，其故障處理（定位、隔離、恢復(fù)供電）的速度與可靠性對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施效果有直接的影響。饋線自動(dòng)化系統(tǒng)常規(guī)處理短路故障的常見方法有兩種：

（1）集中處理配電主站或子站與FTU間的故障，實(shí)現(xiàn)的集中智能模式；（2）在沒有通信時(shí)，將配合有保護(hù)功能的重合器和分段器的時(shí)序，來觸發(fā)重合器模式。這兩種模式能夠中斷故障線路上的所有非故障區(qū)段的供電，一般在分鐘內(nèi)即可快速恢復(fù)供電的時(shí)間。對(duì)于一些重要的敏感負(fù)荷，如有重要比賽的體育場(chǎng)、半導(dǎo)體集成電路制造廠、有重要活動(dòng)的會(huì)議中心等，即使是很短暫停電，也會(huì)造成不良社會(huì)影響和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此應(yīng)該在敏感負(fù)荷區(qū)域采用新型的故障處理技術(shù)，最大限度減少故障引起的停電時(shí)間和停電范圍，從而提高電能質(zhì)量與供電可靠性。

4 結(jié)語

配電自動(dòng)化是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用，對(duì)于推動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平的提高具有重要的作用和意義。本文探討了配電自動(dòng)化終端在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，并分析了終端設(shè)備的組成、功能和核心技術(shù)，具有一定的指導(dǎo)意義。

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