浅谈配电自动化远方终端技术

魏祥雷 谢京兵 陈斌杰

摘 要：本文针在配电自动化的基础上，分析和探讨了配电自动化的远方终端技术应用，以期促进国内配电自动化技术的发展，从而作用于国内电能运行可靠性的提高以及电能质量的改善。

关键词：配电自动化；远方终端技术

1 配电自动化远方终端概述

要进行自动化配电，需要由远端终端进行调控，远方终端是各种控制单元以及远方监测等的总称，其安装在中压配电网中，主要由站所终端、馈线终端以及配变终端等构成。站所终端安装于配电网馈线回路中，包括配电室、箱式变电站、环网柜或者开关站等，其具有遥测、遥信、遥控以及馈线自动化等功能，是自动化配电所有站所终端设备统称。馈线终端则是也需具备遥测、遥信、遥控以及馈线自动化等功能的配电自动化的终端，其通常安装于配电网的馈线回路柱上，也可能安装于开关柜等处。配变终端是可以对配电变压器的各种运行参数进行测量或者是监视的终端设备，是自動化配电的核心设备。

远方终端系统在执行配电自动化过程中，其主要作用是用于配变电系统各类设备的监控，包括断路器、重合器以及变压器等系统设备，并完成与主站之间的通信功能，在其将系统各项数据反馈至主站后，接受主站发出的配电指令对相应控制设备进行调控。总体而言，其需要具备3种功能，一是通过监测获取配电系统各组成部分相应数据信息；二是能够完成与主站之间的数据交换，也即具备可靠的通信系统；三是可以依据主站发出的相关配电指令执行对系统各部分的远端控制。可以依据远方终端系统的具体操作对象的不同对其进行分类，将其分为执行变电站开闭功能的站内RTU，以及针对户外线路上所安装的如环网柜、柱上开关等配变电系统设备执行监控功能的线路RTU或是FTU（feeder terminal unit），以下本文将使用RTU这一简称。

2 配电自动化基本功能概述

2.1 “四遥”功能

配电自动化远方终端要实现自动化配电功能，线路RTU需具备常规化的“四遥”功能，也即遥信、遥控、遥测以及遥调，这是其进行调度所需具备的基本功能。该功能除应用于对电网各项相应参数如电流、电压、负载、功率、电能以及频率等正常运转状态下的各项数据测量外，其更进一步的调控功能还在于可以较好的发现电网系统存在的电气量不平衡状况，并且可以通过对负序电压和零序电流等的测量精确反映出其程度大小。

2.2 配电网故障信息采集与处理功能

配电自动化远方终端技术最重要的另一个功能是对配电网故障的处理能力。其通过将配电网与设备管理系统组合起来，形成一个集成化的综合系统，可以及时发现故障，将故障区域自动隔离，并采集故障信息，反馈后起到故障定位作用，为恢复供电提供信息支撑。因此，配电自动化远方终端必须具备采集并处理故障数据及信息的功能，配电自动化远方终端与常规意义上的配电自动化终端的关键区别就在于此。其进行故障信息采集时，数据要求全面、精确，才能对故障排除起到可靠的参考作用。通常需要采集以下信息：（1）故障电流、电压等基本参数；（2）故障时间。此过程中，需要汇总相应时段内故障历史数据；（3）故障方向、区域；（4）是否存在小电流接地故障等等。

3 配电自动化应用技术分析

3.1 与主站的通讯技术

一般情况下，常规自动化系统采用通信规约为循环规约，其通道利用率较低，远方终端系统相较于常规调度而言，其通信数据量比较小，使用循环规约会造成通信通道资源的浪费，因而进行远方终端通信时，其与主站之间的通信不适宜采用常规调度通信规约。与此同时一般的查询式规约也不适合作为配电自动化远方终端的通讯规约，因为配电自动化远方终端的特点是具备较多通信点，各相应设备均会存在通信点，因此主站一般采用一点多址方式，通过相应指令访问所有通信节点。但是该过程耗时久，不利于重要信息的传输。所以，适应于配电自动化远方终端的通信方式要求通信节点可以主动向控制主站进行数据传输，也即其可进行遥测量越限、变位等以主动向主站传递故障信息；同时主站在异常信息传递后应间隔一定时间（比如半小时）再访问各个配电自动化远方终端，以此确认该配电自动化远方终端是否处于正常的工作状态。

3.2 交流采样技术

线路RTU采样功能是数据测量的基本能力，当前一般使用交流采样技术。其工作原理是在电流或电压信号输入后，据此进行电气量计算以判定配电网不平衡程度，同时进行相关故障的检测，该计算量较大，常规CPU通常不具备该数量级的计算能力，需采取专用数字信号处理芯片对所需模拟量进行计算，然后将计算结果直接送至普通的主CPU，主CPU负责通信以及开关量处理等。

配电自动化远方终端使用交流采样技术具备多方面的优势：第一点，可以优化系统结构，该技术应用可以无需直流变送器，简化了终端结构，同时也降低了系统造价；第二点，具有强大的测量功能，可以实现对比如故障电流等参数的准确测量，弥补了直流采样方法的局限性；第三点，测量更为灵活、便捷，同时对于电气量的计算可以更为方便；第四点，该技术的调试及校正过程相比于直流采用更为方便，因而具备大大提高了测量精度。

3.3 分布设计技术

所谓分布式设计技术，其实质是对配电自动化远方终端进行定量输入以及输出配置，从而可以对多个或是一个配电设备实行点对点监控，配电自动化远方终端设计有专门的局域网接口，该局域网接口能够实现对多个配电自动化远方终端的共同连接，以便更多配电设备监控工作的实现。配电自动化远方终端的数据转发功能，使得任意一个配电自动化远方终端均可以与主站相通信。

4 结束语

本文探究和分析了配电自动化的远方终端技术，希望有助于国内配电自动化技术的发展以及电能生产、运营以及管理水平的提高。同时本文由于篇幅有限，所进行的研究尚不全面，还需要更深入的研究。

参考文献

[1]何卫斌.配电自动化改造方案研究[D].华北电力大学，2012.

[2]兰海.配电自动化在博兴电网的应用[D].山东大学，2012.