摘要：配电网是整个电力系统中的重要环节，对电力系统的发展起着至关重要的作用。本文分别从结构框架、产品特点、产品性能几个方面阐述了一款公司自行研发的配电自动化站所终端。通过用户的现场应用反馈意见，反映良好、运行可靠、经济实用。
关键词：配电自动化；智能配电网；模块设计
1.现状和问题
智能配电网建设发展对我国经济与社会发展影响非常大，配电自动化技术是推动智能配电网发展的基础技术，也是促进智能配电网发展的重要工具[1]。配电网直接面向用户，是保证供电质量、提高运行效率的关键环节。电力用户遭受的停电时间，95%以上是由于配电系统原因造成的，电力系统损耗中约有一半产生在配电网，因此必须给予配电网足够的关注[2]。
我公司关注国内外发展动态，致力于为配电自动化系统的发展尽一份力量，组织公司技术人员研发了一款配电自动化站所终端。它是针对目前应用越来越广泛的环网柜、开闭所等场所而开发的新一代产品，其采用高速采样芯片和32位高速控制芯片相结合的新型高压开关控制装置，能快速稳定的完成对高压开关的监控，并集保护、测量、控制、监测、通讯、远动等功能于一体，具有集成度高、配置灵活、界面友好等特点。
2.产品概述
根据配电自动化智能终端技术规范的要求，配电自动化系统应具有良好的可扩展性及可适应性，所使用的配电自动化智能终端设备应具有设备对等通讯及实现即插即用的要求，并且保证不同厂家的终端设备能够实现互联、互换及互操作，配电自动化只能终端设备之间能够通过相互通信实现故障快速定位、隔离及非故障区域恢复供电，并将处理结果上报配电自动化主站[3]。
按照规范要求，结合自身的研发设计，我公司开发的配电自动化站所终端采用标准的4U19英寸机箱，前插拔结构，机箱深度220毫米，前插拔结构，后面有背板可以实现各个前插件之间的信号交换。装置结构图如图1所示。
图1配电自动化站所终端结构图
由图1可以看出配电自动化站所终端由：电源插件、3U9I插件、CPU插件、开入插件、开出插件、通讯插件组成。
电源插件----电源插件通过DC/DC电源模块产生+5V、+24V电压，给CPU插件、开入插件、开出插件、通讯插件提供电源。同时提供4路开出量，用于电池充放电的智能管理。
3U9I插件----3U9I交流采样主要用于采集3条线路的电流电压和2路直流量，通过采集转换实现电流电压的计算，并且通过电流电压的计算实现故障的识别。
CPU插件----采用高速32位ARM，保证了装置对所有保护元件进行实时计算，从而保证保护元件的可靠性和实时性。采用16位ADC和新型高精度互感器。模拟量输入通道具有零漂抑制、EMI抑制措施。
开入插件----每块开入插件具有38路遥信，可以接入38路开入量的处理。
开出插件----开出插件主要用于实现遥控操作的主要原理，遥控模块主要通过内部的目标继电器以及选择继电器可以实现多路遥控间的互锁控制，实现远方遥控的基本原理。
通讯插件----通讯插件支持4个串口通信、2个网络口通信。另外还可以支持GPRS通信。通讯插件的主要功能是管理各个CPU插件，采集各个间隔的数据和上一级主站或子站进行通信，通过通讯接口可以外接MODEM或者光交换机（用于接光纤）等。
装置采用标准化模块设计，适用于各种配置要求，能方便的实现用户不同要求的保护组合，硬件通用性好，互换性强。在回路较多的场合应用时，可以增加3U9I插件、开入插件、开出插件，方便现场扩容，能大大缩短改造时间。当现场中某个插件故障时，只需更换对应插件，更换简单快捷，方便维护。
3.显示界面
装置的数据显示有两种形式可选择：自行开发的当地MMI软件显示；液晶显示。
软件显示形式，由公司自行研发的软件可实现，在计算机上安装软件，通过网线将装置CPU插件上的网络接口与计算机的网口连接，可在计算机上显示保护定值、通道系数、遥信参数、实时遥信、实时遥测、保护记录、SOE记录等多种数据和参数。用户可以通过界面对定值和参数进行修改，操作方便，界面友好，互动性强。软件界面如图2所示。
图2MMI操作主界面
液晶显示形式，液晶面板由：液晶显示屏幕、按键、信号指示灯三部分组成，通过按键操作液晶界面进行人机交互，实现信息显示、状态查询和定值设定。
4.产品特点
装置的特点如下：
（1）装置采用可插拔结构，模块化设计，在现场的应用条件发生变化或发生故障时更换和维修方便。CPU插件自带通讯接口，在通讯要求不高的场合，可以不安装通讯板，有利于用户节省成本。
（2）采用16位高速模数转换芯片AD7606以及智能多路模拟切换开关相结合，在软件内高速切换，实现用一片AD采集8回线路的电流电压等24路通道的模拟量采集，在保证0.2级精度的情况下，有效节约成本。
（3）装置在以尽可能简练的结构下，实现了用户要求的三遥和通讯功能，避免了故障环节，降低的故障概率。
（4）装置工作温度-40℃～+70℃，能够适应严酷环境；机箱在防护性能方面具有防磁、防震、防潮、防雷、防尘、防腐蚀。
5.产品应用
在产品研发完成并定型后，通过与常州百诚电气有限公司、江苏鑫沃电气有限公司、上海缤奈电气有限公司、浙江科自电力科技有限公司签订的销售合同，将产品销向用户，现场应用过程中，得到了用户的广泛认可和一致性的好评。广泛应用于辐射型供电及环网供电系统，可以帮助系统识别线路瞬时性故障与永久性故障，可自动消除瞬时故障对线路的影响，又可隔离永久故障段，避免造成长时间的大面积停电，自动恢复非故障区段电网供电，从而经济实用地实现配网自动化。
参考文献：
[1]张创伟.只能配电网建设中配电自动化技术的研究与应用[J].电子世界，2016，16：143+145.
[2]徐丙垠，李天友，薛永瑞.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化，2009，17：38-41.
[3]GB/T35732-2017配电自动化智能终端技术规范.
作者简介：
刘琳，女，硕士，1982年出生，毕业于燕山大学电力系统及其自动化专业，在河北北恒电气科技有限公司从事产品研发工作。
论文作者:刘琳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：插件论文; 终端论文; 故障论文; 通讯论文; 装置论文; 智能论文; 配电网论文; 《电力设备》2019年第6期论文;