配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)中的運(yùn)用

李光亮 束聰

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電量的需求量猛增，尤其是工業(yè)用電的增幅巨大，為充分滿足社會(huì)用電需求量增加這一問題，我國電力企業(yè)應(yīng)該積極建設(shè)，提高產(chǎn)電量。除此之外，電力企業(yè)還應(yīng)該安全生產(chǎn)，保證電力質(zhì)量和配電安全。電力自動(dòng)化配網(wǎng)是電力企業(yè)最新研究的方向，可提高配電質(zhì)量，保證配電安全。本文研究配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化終端設(shè)備;電力配網(wǎng);運(yùn)用

一、配電自動(dòng)化終端的設(shè)備構(gòu)成

要想實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)配電自動(dòng)化、智能化，就需要做好配電主站的建設(shè)工作。配電自動(dòng)化終端就是配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的重要設(shè)備，所以其系統(tǒng)構(gòu)成十分重要，應(yīng)保證主站可控制其余設(shè)備，對(duì)其余設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，如果系統(tǒng)故障，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測、自動(dòng)處理。配電自動(dòng)化終端主要包括人機(jī)接口電路、中心監(jiān)控單元、終端通信系統(tǒng)、控制操作回路以及電源回路五部分，本文選取其中三種進(jìn)行詳細(xì)講解。

（一）中心監(jiān)控單元

中心監(jiān)控單元是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)最重要的模塊之一，可保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。中心監(jiān)控單元由兩部分組成，分別是操控配電系統(tǒng)和有效監(jiān)管系統(tǒng)，這兩個(gè)單元可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測系統(tǒng)故障，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。依據(jù)系統(tǒng)功能分析中心監(jiān)控單元，可將其分為三個(gè)功能模塊，包括故障監(jiān)測模塊、遠(yuǎn)程通信模塊以及計(jì)算功率參數(shù)模塊。為保證系統(tǒng)運(yùn)行，應(yīng)該建立良好的遠(yuǎn)程通信設(shè)施，所以應(yīng)該積極完善通信接口以及輸入、輸出端口。

（二）人機(jī)接口電路

人機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)也是配電系統(tǒng)中較為重要的部分，可讓系統(tǒng)管理人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，便于管理人員協(xié)調(diào)維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行過程中系統(tǒng)會(huì)通過人接接口電路向人類顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)電壓、電伏、電流、功率等參數(shù)，系統(tǒng)通過設(shè)備運(yùn)行參數(shù)向管理人員展現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。管理人員通過操作可通過人機(jī)接口電路向系統(tǒng)傳達(dá)指令，為系統(tǒng)運(yùn)行提供大量數(shù)據(jù)支持，這可幫助設(shè)計(jì)人員簡化配電設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。配電自動(dòng)化設(shè)備擁有人機(jī)接口系統(tǒng)提高整個(gè)設(shè)備的自動(dòng)化水平，降低運(yùn)營成本，提高運(yùn)營效率。

（三）通信終端設(shè)計(jì)

在進(jìn)行配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信終端設(shè)計(jì)時(shí)，以太網(wǎng)發(fā)揮重要作用，保證系統(tǒng)之間通信流暢，可讓系統(tǒng)的通信載體與監(jiān)控設(shè)備逐步建立連接，提高系統(tǒng)的通信效率和通信安全。本文配電自動(dòng)化終端設(shè)備的通信終端在應(yīng)用的過程中主要利用串行和以太網(wǎng)接口保證通信終端與載體的連接。在該設(shè)備中，通信終端一般與中央監(jiān)控單元一同運(yùn)行，然后不斷優(yōu)化系統(tǒng)的通信功能。

（四）操作控制回路

對(duì)于控制回路的使用，其主要應(yīng)用于饋線自動(dòng)化終端，這種類型的控制回路設(shè)有人工操作的開關(guān)，并且可以很好的顯示其開關(guān)的具體位置，方便相關(guān)工作人員能及時(shí)且準(zhǔn)確的了解開關(guān)正處于的狀態(tài)。

（五）電源回路

電源回路的主要功能是可以為電力電網(wǎng)提供直流電源，在配電終端的電路中，其能夠提升不同類型的直流電源，對(duì)于外部輸入電源中的自用電源，一旦出現(xiàn)了中斷的狀況時(shí)，那么就可以直接運(yùn)用uPS來提供備用的電源。針對(duì)TTu的電源輸入方法，可以采取自配電變壓器低壓側(cè)輸出的方法。在FTu的線路設(shè)計(jì)上，其線路在通常的情況下不會(huì)使用專門的220V交流電源，大多數(shù)是使用電壓互感器來給電壓測量提供取樣的信號(hào)，進(jìn)而可以為自動(dòng)化終端提供供電需求。針對(duì)饋線自動(dòng)化終端的電源來說，在電源的配置中，其蓄電池的布置是很重要的，這種配置是為了確保能24h供電，同時(shí)也可以給開關(guān)的操作電源提供所需的電力，以確保在線路停電的時(shí)候能夠及時(shí)的使電力正常運(yùn)行。

二、配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

（一）故障檢測技術(shù)

在自動(dòng)化配電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電自動(dòng)化終端最重要的應(yīng)用就是故障檢測技術(shù)。在配電網(wǎng)實(shí)際工作過程中，會(huì)有多種因素影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備故障。配電系統(tǒng)故障較多，且很多故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成巨大影響，所以需要不斷更新檢測技術(shù)，提高故障檢測質(zhì)量和效率。如系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí)，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，系統(tǒng)電流會(huì)增大，對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成巨大影響，嚴(yán)重情況還會(huì)造成設(shè)備損壞。在配電自動(dòng)化終端中，中央監(jiān)控單元可對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并且根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障，繼而幫助工作人員排除設(shè)備故障。工作人員應(yīng)用配電自動(dòng)化終端可對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行在線檢測和故障隔離，將故障信息通過通信通道傳輸?shù)饺藱C(jī)接口電路中，讓工作人員能夠快速了解系統(tǒng)故障原因，及時(shí)派遣工作人員維修。如系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，維修人員應(yīng)該對(duì)電路檢測形式進(jìn)行優(yōu)化，并用先進(jìn)的檢測技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測、實(shí)時(shí)分析，爭取利用最短的時(shí)間找到系統(tǒng)故障，并對(duì)其及時(shí)處理，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)營。

（二）故障隔離技術(shù)

為保證配電網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)能夠更好的運(yùn)行，工作人員應(yīng)該不斷應(yīng)用新技術(shù)，然后對(duì)配電設(shè)備性能進(jìn)行強(qiáng)化，達(dá)到隔離故障的作用。故障隔離技術(shù)也是配電網(wǎng)自動(dòng)化終端的重要技術(shù)，可保證系統(tǒng)安全運(yùn)營。該技術(shù)主要利用配電終端設(shè)備的自動(dòng)開閉功能。在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，利用該功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效處理，并將故障隔離，避免影響其余系統(tǒng)運(yùn)營。在配電自動(dòng)化終端設(shè)備的進(jìn)線端存在斷路裝置、故障監(jiān)測裝置和控制設(shè)備，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障會(huì)觸發(fā)該裝置，實(shí)現(xiàn)故障隔離。為更好的檢測系統(tǒng)故障，在設(shè)備出線部位還存在一個(gè)負(fù)荷開關(guān)，從而對(duì)故障有效監(jiān)測，提高隔離效果。

（三）通信技術(shù)與終端通信技術(shù)

當(dāng)前的配電自動(dòng)化終端設(shè)備中的通信技術(shù)，在通常情況下，是使用單個(gè)的配電站來完成信息數(shù)據(jù)之間的接收與傳輸工作。在一方面，配電子站需要及時(shí)的接收所在站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要對(duì)站點(diǎn)附近配電自動(dòng)化終端設(shè)備的信息數(shù)據(jù)，開展對(duì)應(yīng)的接收與發(fā)送工作。在另一個(gè)方面，要適當(dāng)、及時(shí)的增大其主站這邊數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ罃?shù)量，可以利用SDH技術(shù)與光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高質(zhì)量功能，實(shí)施配電自動(dòng)化終端設(shè)備和配電子站兩者之間信息數(shù)據(jù)的有效傳輸。其配電自動(dòng)化終端設(shè)備的通信技術(shù)，可以采用配電載波、現(xiàn)場總線以及公網(wǎng)等通信技術(shù)。在較遠(yuǎn)距離對(duì)已有故障進(jìn)行檢查分析的過程中，可以最大程度上確保電力配網(wǎng)運(yùn)行的安全性以及可靠性。除此之外，在使用通信接口終端的過程中，相關(guān)工作人員還需要科學(xué)的連接以太網(wǎng)絡(luò)接口以用來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息之間的傳遞工作，從而有效的提高數(shù)據(jù)信息的傳輸效率與質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)我國配網(wǎng)自動(dòng)化的穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

終端通信技術(shù)主要借助于光纖技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)接受和發(fā)送數(shù)據(jù)信息的功能。通信終端在完成系統(tǒng)通信的過程中充分應(yīng)用光纖技術(shù)和SDH技術(shù)將通信傳輸信道分割，然后利用不同信道傳輸各類信息，這兩種技術(shù)在現(xiàn)場總線控制、配電載波通信發(fā)揮巨大作用，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電力故障檢測，提高系統(tǒng)安全性。隨著時(shí)代的發(fā)展，人民對(duì)系統(tǒng)通信的要求增強(qiáng)，所以還可借助以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)通信能力，提高管理水平。

三、配電自動(dòng)化終端設(shè)備應(yīng)用在電力配網(wǎng)中的優(yōu)勢

科學(xué)合理的應(yīng)用配電自動(dòng)化終端設(shè)備，造電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際過程中，可以有效的提高其安全性，同時(shí)也能保證其數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。這樣不僅可以提高電能輸送過程中的效率與質(zhì)量，同時(shí)也能為廣大人民提供高質(zhì)量的電能，充分的滿足了人們對(duì)現(xiàn)代化供電設(shè)備所產(chǎn)生的多方面需求。

四、配電自動(dòng)化終端設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況分析

由上文所述，配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配電系統(tǒng)中具有故障監(jiān)測、故障隔離與終端通信等重要作用，本文選取某地配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，闡述其具體應(yīng)用情況。本次選取的電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)完全按照“主站+配網(wǎng)自動(dòng)化終端”兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)為充分應(yīng)對(duì)今后發(fā)展的需求，還能將其擴(kuò)展為“主站+配網(wǎng)子站+配網(wǎng)自動(dòng)化終端”結(jié)構(gòu)，保證電力配電系統(tǒng)安全運(yùn)行。該系統(tǒng)時(shí)鐘采用主從式時(shí)鐘系統(tǒng)，主站系統(tǒng)連接其余子系統(tǒng)主要通過信息交互總線進(jìn)行。

（一）主站應(yīng)用情況

某地新建的電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主站由服務(wù)器、工作站、交換機(jī)以及安全防護(hù)設(shè)備組成。在該系統(tǒng)中，主站具有重要作用，其主要可實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)監(jiān)測管理、信息交互集成以及配網(wǎng)GIS等功能。由于配電自動(dòng)化系統(tǒng)十分重要，所以需要保證其運(yùn)行安全，應(yīng)在安全防護(hù)設(shè)備中進(jìn)行信息交互工作。電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)共有25個(gè)功能模塊，其主要包括操作系統(tǒng)、診斷軟件、運(yùn)行管理軟件、權(quán)限管理、狀態(tài)監(jiān)控、停電風(fēng)險(xiǎn)分析等。

（二）通信應(yīng)用情況

該系統(tǒng)的通信方式主要包括兩種，一種是調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，即配電主站到變電站的通信網(wǎng)技術(shù)，另一種是EPIN技術(shù)，變電站到配網(wǎng)終端之間的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。配電主站到變電站的通信主要是通過構(gòu)建MSTP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，MSTP網(wǎng)絡(luò)主要是在SDH光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建的，在變電站中增加OLT設(shè)備，然后構(gòu)建SDH MSTP網(wǎng)絡(luò)匯集OLT設(shè)備釋放的10kv配電站點(diǎn)信息，最后將信息繼續(xù)傳輸。變電站與配電終端之間的通信網(wǎng)主要依靠EPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)。EPON是現(xiàn)代光纖專網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)具有較好的可靠性和延展性，通過應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)“三遙”通信，提升通信質(zhì)量和通信效率。

五、結(jié)語

在電力自動(dòng)化配網(wǎng)系統(tǒng)中，配電自動(dòng)化設(shè)備發(fā)揮重要作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。自動(dòng)化設(shè)備在企業(yè)配電現(xiàn)場中大量應(yīng)用，可減少人力成本，保證施工安全，提高生產(chǎn)效率。

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