配電終端自動化檢測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

曾瑞江 李玎 阮超 夏雨

摘? 要：配電終端是配電自動化實現(xiàn)的根本保障，發(fā)揮著實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、遙信、故障測試、通信傳遞、定位等多種作用。本文闡述了展開研究的意義，同時分別從設(shè)計與應(yīng)用的角度出發(fā)對配電終端自動化檢測系統(tǒng)進(jìn)行了研究，希望促進(jìn)終端持續(xù)快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電終端;自動化檢測系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TM76;TN967.1? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0044-03

Abstract：Distribution terminal is the fundamental guarantee for the realization of distribution automation，and plays a variety of roles such as data collection，remote signal，fault test，communication transmission and positioning of distribution network. This paper expounds the significance of carrying out the research，and studies the distribution terminal automatic detection system from the perspective of design and application respectively，hoping to promote the continuous and rapid development of the terminal.

Keywords：distribution terminal;automatic detection system;system design

0? 引? 言

當(dāng)前我國的電力行業(yè)智能配電終端檢測系統(tǒng)，已經(jīng)隨著科技水平的整體提升獲得了長足的進(jìn)步，配電終端是輸配電系統(tǒng)的最后步驟，配電終端系統(tǒng)的智能程度與輸電質(zhì)量、穩(wěn)定性息息相關(guān)。配電終端自動化還具有優(yōu)化供電質(zhì)量、保障供電安全、增強(qiáng)供電能力的特點(diǎn)，探究其自動化檢測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用具有現(xiàn)實意義。

1? 研究配電終端自動化檢測系統(tǒng)的意義

配電終端自動化有助于避免人力資源的浪費(fèi)，提高對變電站進(jìn)行指導(dǎo)的有效性，提高供配電系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量與速度。具體來講，自動化檢測系統(tǒng)主要是由計算機(jī)程序以及自動化設(shè)備所構(gòu)成，該檢測系統(tǒng)受到刺激或者接收到相關(guān)信號后會產(chǎn)生感應(yīng)，同時把相應(yīng)的信息輸送到計算機(jī)終端，再由計算機(jī)進(jìn)行處理。計算機(jī)通過逐級管理接收到的信息，保障供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。為了確保配電終端自動化檢測系統(tǒng)充分發(fā)揮作用，應(yīng)當(dāng)從人員專業(yè)水平、現(xiàn)有應(yīng)用技術(shù)以及供配電系統(tǒng)設(shè)計等方面進(jìn)行研究，全面提高系統(tǒng)建設(shè)水平，促進(jìn)變電站發(fā)展。而本文所探究的配電終端自動化檢測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用是從系統(tǒng)自身出發(fā)，從內(nèi)、外部對系統(tǒng)進(jìn)行分析，對于不斷改良升級系統(tǒng)、滿足市場需求具有重要意義[1]。

2? 配電終端自動化檢測系統(tǒng)的設(shè)計探究

2.1? 自動化檢測系統(tǒng)頂層設(shè)計

根據(jù)配電網(wǎng)自動化相關(guān)文件要求，同時從有關(guān)部門對部分終端機(jī)進(jìn)行的測試可知，電壓、電流即使級別有所不同，但均能夠在同一時間由程控三相功率源輸出。功率源具有靈活調(diào)節(jié)電流、電壓、相位的功能，且運(yùn)行十分可靠，穩(wěn)定性、精準(zhǔn)度均較高，該系統(tǒng)在傳輸信息數(shù)據(jù)時，通常會應(yīng)用穩(wěn)定的電壓、電流、終端，其中包括遙感信息、遙測信息、檢定信息等。

2.2? 自動化檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計

上位機(jī)是指安裝有配電終端自動化檢測系統(tǒng)的計算機(jī)設(shè)備，它是自動化系統(tǒng)的控制與交互終端，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中具有控制信號流、提供人機(jī)交互等功能。

與此同時，三相標(biāo)準(zhǔn)源設(shè)備具有對比檢測對象標(biāo)準(zhǔn)的功能，它輸出數(shù)值的正確性直接作用于自動化檢測系統(tǒng)全局，直接影響自動化檢測效果。因此，做好三相標(biāo)準(zhǔn)源設(shè)備的設(shè)計工作對于實現(xiàn)配電終端自動化檢測系統(tǒng)應(yīng)用目標(biāo)十分重要。在通常情況下，為了提升三相標(biāo)準(zhǔn)源設(shè)備輸出信號的正確性與可靠性，一般會采取閉環(huán)矢量控制技術(shù)對其展開設(shè)計，且該技術(shù)的主要參數(shù)包括以下三項：第一，輸出0～300V相電壓以及0～24A相電流，加上2～31次諧波;第二，具有模擬仿真配電網(wǎng)故障的功能;第三，三相功率輸出正確概率可達(dá)0.05%，相位輸出正確度為0.05°，電壓以及電流輸出正確度是0.05%，頻率處于35～75Hz區(qū)間中。

如圖1所示，在頂層設(shè)計下，本文所述閉環(huán)矢量控制技術(shù)下的三相標(biāo)準(zhǔn)源由波形源、矢量采樣、信號處理以及多路高精度功放四個模塊組成。具體運(yùn)行步驟如下：波形源下設(shè)6路信號源，將信號輸送到功放模塊對其功率進(jìn)行放大，這部分信號等待在輸出終端輸出，此時矢量采樣模塊對已放大信號進(jìn)行采樣，隨后將其傳輸?shù)教幚砟K加以分析處理，若其滿足輸出條件則允許輸出，若不滿足則將其發(fā)送至功放模塊，再次循環(huán)上述步驟，直至其滿足要求。

2.3? 自動化檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件需要與系統(tǒng)硬件相配合，通過二者結(jié)合能夠發(fā)揮自動化檢測的功能。實現(xiàn)信息錄入、控制通信、處理分析信息等功能，能夠針對多臺終端進(jìn)行檢測與管理，保障配電終端安全可靠。

本文所闡述的系統(tǒng)軟件設(shè)計包含六大模塊，具體如下：其一，用戶管理模塊，對訪問者權(quán)限、賬號信息、測試項目權(quán)限進(jìn)行分析與處理，實現(xiàn)維護(hù)與分配;其二，系統(tǒng)管理模塊，包括設(shè)置參數(shù)、環(huán)境因素、硬件接口以及檢測設(shè)備等;其三，采樣信息管理模塊，管理送檢單位、型號以及終端的信息管理工作;其四，方案管理模塊，根據(jù)自動化檢測系統(tǒng)終端類型創(chuàng)設(shè)與之相應(yīng)的測試方案;其五，檢測工作模塊，針對檢測對象、檢測方案開展測試工作，兼具自動檢測與手工檢測兩種方法，能夠針對數(shù)據(jù)的有效程度進(jìn)行審核;其六，檢測報告模塊，具備查詢檢測結(jié)果與打印報表的作用。系統(tǒng)軟件發(fā)揮著基于互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)協(xié)同操作、線上數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸出輸入以及無網(wǎng)狀態(tài)自動檢測的作用[2]。

2.4? 自動化檢測系統(tǒng)檢測流程

根據(jù)配電終端功能及其性能檢測要求，自動化檢測系統(tǒng)能夠向檢測對象輸出交流、直流標(biāo)準(zhǔn)源，以及多路開出、遙控信號，還能夠收到檢測對象的SOE（即對事件的狀態(tài)變化所用時間展開自動記錄，主要作用是根據(jù)時間的順序?qū)Πl(fā)生事故時相關(guān)自動裝置、開關(guān)以及繼電保護(hù)裝置等進(jìn)行排隊）、開出信號等數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成對檢測對象的自動檢測。本系統(tǒng)還能夠在復(fù)雜環(huán)境下或者出現(xiàn)故障的狀態(tài)下針對相關(guān)環(huán)境進(jìn)行模擬檢測，輔助故障高效、快速解決，實現(xiàn)項目測試的邏輯功能。

具體來講，針對配電終端的功能、性能測試一般步驟如下：第一，輸入檢測對象信息，包括單元、型號、終端、遙控、遙信等相關(guān)信息，以及遙測對象情況、SOE分辨率、額定電壓電流等;第二，針對檢測要求，選擇并創(chuàng)建相關(guān)檢測方案，包括測試項目、相關(guān)參數(shù)、檢測條件等;第三，選擇檢測對象終端、檢測信息形成流水號，形成設(shè)計具體方案，并制作檢測列表;第四，依照檢測方案、內(nèi)容，將檢測對象與檢測系統(tǒng)相連，開始檢測工作;第五，自動化檢測系統(tǒng)遵循檢測任務(wù)清單對檢測對象展開檢測工作，進(jìn)行逐個檢測;第六，在檢測過程中檢測系統(tǒng)生成并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，加以計算和辨析，形成檢測結(jié)果，存儲到數(shù)據(jù)庫;第七，檢測結(jié)束后，檢測人員根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出結(jié)論;第八，自動化檢測系統(tǒng)按照特定模板生成相應(yīng)的檢測報告。

3? 配電終端自動化檢測系統(tǒng)的應(yīng)用探究

3.1? 檢測系統(tǒng)應(yīng)用效果

本文所述檢測系統(tǒng)用于某變電站供配電現(xiàn)場檢測檢測項目及其結(jié)果如表1所示，通過分析檢測流程與檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，自動化檢測系統(tǒng)開展檢測工作時運(yùn)行穩(wěn)定，且檢測數(shù)據(jù)精確。將其與檢測對象相連并設(shè)定好檢測項目、方案后，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化檢測，全面檢測設(shè)備的運(yùn)行情況，極大緩解了檢測人員的工作壓力，解放了檢測人員勞動力，同時縮短了檢測時間。此外，自動化檢測系統(tǒng)還具備檢測項目齊全的優(yōu)勢，擴(kuò)大了檢測范圍，能夠獲取更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段，配電終端自動化檢測系統(tǒng)已經(jīng)開始在電力行業(yè)中逐漸得到普及和應(yīng)用。

3.2? 檢測系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

自動化檢測系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在告警與測量兩方面，具體來講，在告警方面，第一，內(nèi)容齊全，內(nèi)含100種以上告警方式，對于供配電設(shè)備主回路、分支回路等能夠?qū)崿F(xiàn)全局檢測以及預(yù)警，檢測范圍大，包括電壓、電流、功率、頻率、溫度、諧波等;第二，效率高，告警時間不會超過100ms，且針對支路回路的告警時間不超過1s，高效的告警有助于相關(guān)人士及時采取處理措施，保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定;第三，操作簡便，檢測系統(tǒng)控制設(shè)備以及輔助控制設(shè)備使用網(wǎng)線相連，包括通訊、電源等，便于溝通操作，另外，還能夠結(jié)合實際應(yīng)用環(huán)境獨(dú)創(chuàng)接線方法，便于使用者操作。

在測量方面，第一，針對回路數(shù)，能夠同時測量的電壓、電流，測量數(shù)據(jù)高于50萬，具有強(qiáng)大的測量功能;第二，針對諧波，能夠精準(zhǔn)測量諧波含量及畸變率;第三，針對數(shù)值，能夠保證測量的電壓、電流、功率等數(shù)值準(zhǔn)確，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.3? 檢測系統(tǒng)應(yīng)用展望

3.3.1? 智能化與先進(jìn)化發(fā)展

自動化檢測未來會朝著更加智能、綜合的方向發(fā)展，在配電終端愈加先進(jìn)、智能的今天，自動化檢測系統(tǒng)也必將隨之發(fā)展，趨于智能化，智能化離不開互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，而互聯(lián)網(wǎng)的信息共享特點(diǎn)又會促進(jìn)自動化檢測發(fā)展，使其具備更加豐富的信息數(shù)據(jù)資料，及時檢測到相關(guān)問題，形成報表并提出處理方案，以實現(xiàn)配電終端的穩(wěn)定安全，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，同時，結(jié)合智能化技術(shù)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動監(jiān)管，可以進(jìn)一步解放勞動力，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3.2? 集成化與綜合化發(fā)展

集成化與綜合化是未來自動化檢測系統(tǒng)發(fā)展的又一趨勢，能夠?qū)Σ杉降男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一處理，同時整合系統(tǒng)功能，提高自動化檢測的經(jīng)濟(jì)效益。另外，需要更加專業(yè)的自動化技術(shù)人員對系統(tǒng)所涉具體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成處理，以滿足最廣泛的用戶需求[3]。

3.3.3? 現(xiàn)代化技術(shù)廣泛應(yīng)用

未來配電終端也會越來越高級、完善，現(xiàn)代化技術(shù)有助于提高自動化檢測的水平，能夠滿足自動化檢測的創(chuàng)新發(fā)展，對于更好地保障配電終端電流、電壓穩(wěn)定，提高供電安全，更好地服務(wù)于用戶具有積極意義。為此，有必要著眼于當(dāng)代新型技術(shù)，不斷提高自動化檢測水平。

4? 結(jié)? 論

新時期，配電終端應(yīng)用越來越多，終端產(chǎn)品類型愈加豐富，但其質(zhì)量參差不齊，傳統(tǒng)檢測技術(shù)效率較低，難以完全達(dá)到檢測要求，因此有必要探究開發(fā)基于終端的自動化檢測方法。本文從設(shè)計與應(yīng)用的角度出發(fā)，設(shè)計了基于硬件、軟件、流程的檢測方法，同時針對其應(yīng)用進(jìn)行了探究。

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作者簡介：曾瑞江（1979.07-），男，漢族，廣東興寧人，高級工程師，畢業(yè)于華南理工大學(xué)，碩士，主要研究方向：配電自動化技術(shù)、電網(wǎng)二次設(shè)備檢測技術(shù);李玎（1983.03-），女，漢族，山東五蓮人，高級工程師，畢業(yè)于華南理工大學(xué)，碩士，主要研究方向：電網(wǎng)二次設(shè)備檢測、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理;阮超（1993.09-），男，漢族，安徽長豐人，中級工程師，畢業(yè)于安徽建筑大學(xué)，本科，主要研究方向：配網(wǎng)自動化、電能質(zhì)量綜合治理、智能巡檢;夏雨（1988.03-），男，漢族，安徽壽縣人，工程師，畢業(yè)于華東理工大學(xué)，本科，主要研究方向：配網(wǎng)自動化、配電自動化終端檢測。