浅谈配电自动化终端在配电网中的应用

陈雯

【摘 要】配电网作为电力系统的末端环节，直接面向用户供电，在电力生产运行中具有非常重要的作用。随着全球智能电网建设和研究的热潮，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于智能电网整体目标的实现有着举足轻重的作用，配电自动化是实现智能配电网的重要手段。本文分析了配电自动化终端的组成、功能和核心技术，并对其在配电网中的应用展开了探讨。

【关键词】配电 自动化 终端 应用

1 引言

随着全球智能电网建设和研究的热潮，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于智能电网整体目标的实现有着举足轻重的作用。配电自动化是实现智能配电网的重要手段，为配电网的监测和控制提供坚实基础，是提高城网供电可靠性的必然需要，是建设智能配电网的基石。配电自动化系统的顺利实施依赖于大量安装在现场的配电终端，主要具有模拟量采集、数字量采集与控制量输出的功能。本文首先阐述配电自动化终端设备的组成和功能，并对其中核心技术加以分析，以促进配电自动化技术的改善。

2 配电自动化终端设备的构成

2.1 人机接口电路

人机接口电路主要用于维护设备相关配置，如将测量的电压、电流及功率等数据显示出来。还能对设备故障进行定值检测及对设备中的部分运行数据进行调整等功能。

2.2 中心监控单元

在配电自动化终端运行中，中心监控单元占据核心位置。其中，故障检测、有功功率参数运算与模拟量输入、远程通信功能等，都属于中心监控单元的功能特征。目前，相对主流的配电自动化终端，通常都会应用平台化及模块化的设计方案，遵循规范标准与实际需求，合理配置中心监控单元的输入、通信与输出量接口。

2.3 通信终端

通常情况下，通信终端又被称为通信适配器。主要借助于以太网接口或RS232串行接口实现连接，保证监控单元与通信介质连接的高效性，最大程度优化通信终端的功能特性。根据通信通道类型可以分为无线终端、载波终端以及光纤终端。

2.4 操作控制回路

操作控制回路提供人工操作开关的按钮。回路能够显示开关位置，供操作人员及时掌控开关位置，并实时监控开关状态。

2.5 电源回路

电源回路为配电自动化终端电路提供各种直流电源。当DTU外部的自用输入电源发生类似于断路的突发性故障，可以采用UPS作为备用电源。TTU电源取自配变低压侧输出。运用自配电变压器的低压侧输出内容，实现TTU高效率的电源输入形式。对于FTU，可以借助于电压互感器的功能特征，电压测量信号取样同时为FTU供电。

3 配电自动化终端在配电网的应用

3.1 配电自动化终端设备故障检测技术

在现场最常发生的故障是短路故障，特别是单相接地故障发生的几率是很高的，这种故障对配电网带来很大的危害。通过配电终端（主要指DTU、FTU）能可靠检测和处理这两种故障类型。在采用远方遥控模式的馈线自动化系统中，各配电终端检测到短路故障信息，将其报告到配网自动化主站（或配电子站），而等待主站对各配电终端的故障检测进行比较后，最后确认故障发生的区段。

短路故障检测技术只要能够检测出有短路电流的出现，不用像保护继电器那样具有选择性。也不需要输出跳闸信号，不严格要求故障检测时间，故分析判断采样数据、可靠地检测故障情况有较充分的时间。按常规的做法，接入保护电流互感器（TA）的二次电流的配电终端检测短路电流，是通过判断线路电流是否超过整定值，而躲过最大负荷电流值是电流整定值的选择原则。在采用小电阻接地方式的系统中，配电终端通过判断零序电流是否超过整定值，来检测是否发生单相接地短路的情况。

3.2 配电自动化终端设备通讯技术

对大多数配电自动化终端通信而言，其都有分散性、多点性等特点。针对上述特点，将配电子站设置在变电所、开闭所内，从而通过子站发送附近一个区域内的配电终端的数据。作为配电子站与主站的主干通道，通常采用SDH光纤网络。对通信速率的要求不高的配电子站与配电终端的分支信道，可采用数据电台、配电载波（DLC）、电话拨号、有线、移动通信（GPRS/CDMA）、现场总线等形式。DTU对可靠性要求比较高，可采用光纤以太网或点对多点光纤通道。光纤通信技术的不断发展和逐渐降低的光端设备成本，大部分供电企业的分支信道都选择用光纤网络。针对工程中个别大型的开闭所，由于其通信数据量较多，可以将DTU直接接入主干的SDH光纤网络，直接通信主站。由标准RS-232通信接口对配电终端相互通信。而以太网接口的终端可直接接入以太网的通道。

3.3 配电自动化终端设备故障自动隔离技术

馈线自动化（FeederAutomation，FA）作为配网自动化系统的一个核心功能，其故障处理（定位、隔离、恢复供电）的速度与可靠性对配网自动化的实施效果有直接的影响。馈线自动化系统常规处理短路故障的常见方法有两种：

（1）集中处理配电主站或子站与FTU間的故障，实现的集中智能模式；（2）在没有通信时，将配合有保护功能的重合器和分段器的时序，来触发重合器模式。这两种模式能够中断故障线路上的所有非故障区段的供电，一般在分钟内即可快速恢复供电的时间。对于一些重要的敏感负荷，如有重要比赛的体育场、半导体集成电路制造厂、有重要活动的会议中心等，即使是很短暂停电，也会造成不良社会影响和严重的经济损失。因此应该在敏感负荷区域采用新型的故障处理技术，最大限度减少故障引起的停电时间和停电范围，从而提高电能质量与供电可靠性。

4 结语

配电自动化是电网发展的必然趋势，配电自动化系统的建设应用，对于推动配电网运行管理水平的提高具有重要的作用和意义。本文探讨了配电自动化终端在配电网中的应用，并分析了终端设备的组成、功能和核心技术，具有一定的指导意义。

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