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摘要：供电企业为了提升自身供电质量水平，为电力用户提供更加优质的服务，必须积极开展配电自动化，还需要配备相应的配电自动化终端装置，以促进企业自动化目标的实现。具体来说，即为配电网监控配备馈线，安装配电终端（FTU）配电变压器等，以实现实时监控配电网设备的目标。本文就配电自动化终端技术相关问题进行探讨，以供参考。
关键词：配电自动化终端设备；电力配网；故障检测
1配电自动化终端构成与原理
配电自动化终端主要由中心监控单元、人机接口模块、操作控制回路、通信终端、电源模块5部分组成,如图1所示。
配电自动化终端的核心时中心监控单元,像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、远程通信等都是其包括的主要功能。配电自动化终端目前的采用的形式是平台化、模块化的输出量和通信接口形式设计,根据实际需要扩展和配置数量。
在简单配置维护配电自动化终端的时候可以使用人机接口,可以整定主要运行参数,可以对电压、电流、功率等测量数据进行显示,其他装置的运行状态信息可以得到反映。通信终端又被叫做通信配适器,可以通过监控单元的以太网接口或者RS232串行接口连接,来达到连接监控单元和配网自动化通信介质的目的。不同的类型的通信设备通道的连接,分有光纤终端、无线终端、调制解调器(用于模拟通道)、载波终端等不同的通信终端。
在FTU可以使用操作控制回路,这样要有人工控制按钮。该装置可以帮助操作人员通过开关位置在回路的显示了解开关状态。配电终端电路需要的各种直流电源是由电源模块提供。DTU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,使用交流不间断电源(UPS)提供备用电源。TTU的电源输入取自配电变压器低压侧输出。对于FTU来说,因线路上一般不设专用220V交流电源,通常使用电压互感器在提供电压测量取样信号的同时,为FTU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间断供电,同时提供开关操作电源。
2主要功能
(1)SCADA功能。即传统RTU的“三遥”(遥测、遥信、遥控)。配电终端要能够测量正常运行状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数等反映系统不平衡程度的电气量,还要能接入直流输入量,用于监视使用的蓄电池的电压与供电电流。遥信主要是接入配电开关辅助接点信号、储能机构储能正常信号等。遥控包括配电开关合闸与跳闸输出,以及开关量输出。
(2)故障检测与记录。配电终端采集记录的故障信息主要包括以下几点。①故障电流、电压值:实际应用中,可像故障录波器一样,记录故障电压、电流的波形,亦可以只记录几个关键的故障电流、电压幅值,如故障发生及故障切除前、后的值。②故障发生时间及故障历时。③小电流接地故障电流:能够检测小电流接地系统单相接地产生的零序电流,以供配网自动化系统确定接地故障的位置。④故障方向:有些情况下,如双电源闭环供电线路中,配电终端需要测量故障电流方向,以确定故障位置。
(3)负荷监测。其功能主要有以下几点。①实时运行数据采集功能:用于负荷的实时监视,采集的运行数据与SCADA功能类似。②负荷记录功能:用于记录主要的反映负荷运行特征的参数,保存在掉电不丢失内存里,由主站根据需要召唤读取或人工定期在就地利用电脑读取。③负荷统计功能:主要是电压合格率、供电可靠性的统计。
(4)可编程逻辑控制(PLC)。实际工程应用中,要求配电终端能够不依赖于主站的指令就地完成一些控制功能,如DTU能够进行备用电源自投与线路故障的自动隔离、TTU能够根据电压与无功变化自动控制无功补偿电容器的投切,这就要求配电终端具备可编程逻辑控制(PLC)功能。
3 配电自动化终端设备技术在电力配网自动化的应用
3.1配电自动化终端设备故障检测分析技术
通过故障检测技术的合理应用，可实现定期检查、检测、分析各终端设备的目的，并且还能够以收集有关数据图表及资料的方式，向主站中心及时反馈分析之后的结果，然后再分析各级配电终端的故障类型，确定故障所在位置与性质，及时排除。通常情况下，如果需要保持单相接地故障现状，为维修工作人员提供足够的维修时间，单相接地设备正常供电需要超过2h，并且还需要在有限的时间内将故障及时排除。
3.2配电自动化终端设备通讯技术
配电自动化终端设备中，一般会采用单个配电子站对相关数据信息进行接收、发送，但在此过程中，需要注意配电子站能够代发、传输周围的终端设备数据信息，不需要接收本站的数据信息。在接收、发送数据时，通过此类系统的运用，可完善数据的传输流程。而通过光纤网络技术、SDH技术的合理应用，可将主站作为多个数据的传输通道，为配电子站、配电终端设备间的相互协调与数据的传输提供帮助。此外，在现场总线操作、电话拨号等工作中运用相关通讯技术，还可远程检测电流电力的故障，确保通讯，更好的保护电力的性能。
3.3配电自动化终端设备故障自动隔离技术
为了有效提高电力网络数据传输与数据传输的可靠性，需要构建相关的开闭所，针对不同电源与网络连接导致的不协调问题，需要进行全面有效的解决。进线设计主要采用断路装置设计方法进行，并配备相应的保护监测控制装置。在进行出线设计时，往往采用负荷开关进行相应的协调。通过上述系统的运用，可及时发现并监测故障，在最短时间内确定，然后上报故障类型与性质。除此之外，通过PLC功能、DTU功能，还可对开闭所进行远程监控、对中压进行远程掌控、远距离配电运输，以此来对开闭所故障进行更好的处理。及时处理分析电源线故障，可在其节点处发生故障时及时作出保护动作，促使断路器跳开。断路器检测到设备压力控制处于失控状态之后，内部会自动将电源断开，当故障被及时排除之后，会恢复到正常供电状态。
4总结
综上所述，配电自动化终端作为配电自动化的重要组成部分,其开发和应用能有效地缩小电力线路故障范围,提高配网的供电能力和用电效率,增强电网运行的可靠性和稳定性。配电自动化终端技术伴随着计算机技术和通信技术的发展,将会逐步成熟,并进一步向高可靠性、多功能、组合式、小型化、低功耗、低成本、免维护方向发展,将会在我国配电网络智能化建设中起到非常重要的作用。
参考文献
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[2]王兴念，秦贺，房牧.配电自动化大规模无线公网通信运维技术研究与应用[J].供用电，2016，33（9）：56~60.
王旭泽（1979-），男，辽宁铁岭人，大连理工大学硕士研究生，研究方向：电力系统及其自动化，单位：国网大连供电公司.邮编116001
论文作者:王旭泽,于佳申
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：终端论文; 故障论文; 电流论文; 终端设备论文; 电压论文; 电源论文; 功能论文; 《电力设备》2017年第6期论文;