淺談配電自動化終端在配電網中的應用

陳雯

【摘 要】配電網作為電力系統的末端環節，直接面向用戶供電，在電力生產運行中具有非常重要的作用。隨著全球智能電網建設和研究的熱潮，配電網的智能化已成為未來電網發展的新趨勢，對于智能電網整體目標的實現有著舉足輕重的作用，配電自動化是實現智能配電網的重要手段。本文分析了配電自動化終端的組成、功能和核心技術，并對其在配電網中的應用展開了探討。

【關鍵詞】配電 自動化 終端 應用

1 引言

隨著全球智能電網建設和研究的熱潮，配電網的智能化已成為未來電網發展的新趨勢，對于智能電網整體目標的實現有著舉足輕重的作用。配電自動化是實現智能配電網的重要手段，為配電網的監測和控制提供堅實基礎，是提高城網供電可靠性的必然需要，是建設智能配電網的基石。配電自動化系統的順利實施依賴于大量安裝在現場的配電終端，主要具有模擬量采集、數字量采集與控制量輸出的功能。本文首先闡述配電自動化終端設備的組成和功能，并對其中核心技術加以分析，以促進配電自動化技術的改善。

2 配電自動化終端設備的構成

2.1 人機接口電路

人機接口電路主要用于維護設備相關配置，如將測量的電壓、電流及功率等數據顯示出來。還能對設備故障進行定值檢測及對設備中的部分運行數據進行調整等功能。

2.2 中心監控單元

在配電自動化終端運行中，中心監控單元占據核心位置。其中，故障檢測、有功功率參數運算與模擬量輸入、遠程通信功能等，都屬于中心監控單元的功能特征。目前，相對主流的配電自動化終端，通常都會應用平臺化及模塊化的設計方案，遵循規范標準與實際需求，合理配置中心監控單元的輸入、通信與輸出量接口。

2.3 通信終端

通常情況下，通信終端又被稱為通信適配器。主要借助于以太網接口或RS232串行接口實現連接，保證監控單元與通信介質連接的高效性，最大程度優化通信終端的功能特性。根據通信通道類型可以分為無線終端、載波終端以及光纖終端。

2.4 操作控制回路

操作控制回路提供人工操作開關的按鈕?；芈纺軌蝻@示開關位置，供操作人員及時掌控開關位置，并實時監控開關狀態。

2.5 電源回路

電源回路為配電自動化終端電路提供各種直流電源。當DTU外部的自用輸入電源發生類似于斷路的突發性故障，可以采用UPS作為備用電源。TTU電源取自配變低壓側輸出。運用自配電變壓器的低壓側輸出內容，實現TTU高效率的電源輸入形式。對于FTU，可以借助于電壓互感器的功能特征，電壓測量信號取樣同時為FTU供電。

3 配電自動化終端在配電網的應用

3.1 配電自動化終端設備故障檢測技術

在現場最常發生的故障是短路故障，特別是單相接地故障發生的幾率是很高的，這種故障對配電網帶來很大的危害。通過配電終端（主要指DTU、FTU）能可靠檢測和處理這兩種故障類型。在采用遠方遙控模式的饋線自動化系統中，各配電終端檢測到短路故障信息，將其報告到配網自動化主站（或配電子站），而等待主站對各配電終端的故障檢測進行比較后，最后確認故障發生的區段。

短路故障檢測技術只要能夠檢測出有短路電流的出現，不用像保護繼電器那樣具有選擇性。也不需要輸出跳閘信號，不嚴格要求故障檢測時間，故分析判斷采樣數據、可靠地檢測故障情況有較充分的時間。按常規的做法，接入保護電流互感器（TA）的二次電流的配電終端檢測短路電流，是通過判斷線路電流是否超過整定值，而躲過最大負荷電流值是電流整定值的選擇原則。在采用小電阻接地方式的系統中，配電終端通過判斷零序電流是否超過整定值，來檢測是否發生單相接地短路的情況。

3.2 配電自動化終端設備通訊技術

對大多數配電自動化終端通信而言，其都有分散性、多點性等特點。針對上述特點，將配電子站設置在變電所、開閉所內，從而通過子站發送附近一個區域內的配電終端的數據。作為配電子站與主站的主干通道，通常采用SDH光纖網絡。對通信速率的要求不高的配電子站與配電終端的分支信道，可采用數據電臺、配電載波（DLC）、電話撥號、有線、移動通信（GPRS/CDMA）、現場總線等形式。DTU對可靠性要求比較高，可采用光纖以太網或點對多點光纖通道。光纖通信技術的不斷發展和逐漸降低的光端設備成本，大部分供電企業的分支信道都選擇用光纖網絡。針對工程中個別大型的開閉所，由于其通信數據量較多，可以將DTU直接接入主干的SDH光纖網絡，直接通信主站。由標準RS-232通信接口對配電終端相互通信。而以太網接口的終端可直接接入以太網的通道。

3.3 配電自動化終端設備故障自動隔離技術

饋線自動化（FeederAutomation，FA）作為配網自動化系統的一個核心功能，其故障處理（定位、隔離、恢復供電）的速度與可靠性對配網自動化的實施效果有直接的影響。饋線自動化系統常規處理短路故障的常見方法有兩種：

（1）集中處理配電主站或子站與FTU間的故障，實現的集中智能模式；（2）在沒有通信時，將配合有保護功能的重合器和分段器的時序，來觸發重合器模式。這兩種模式能夠中斷故障線路上的所有非故障區段的供電，一般在分鐘內即可快速恢復供電的時間。對于一些重要的敏感負荷，如有重要比賽的體育場、半導體集成電路制造廠、有重要活動的會議中心等，即使是很短暫停電，也會造成不良社會影響和嚴重的經濟損失。因此應該在敏感負荷區域采用新型的故障處理技術，最大限度減少故障引起的停電時間和停電范圍，從而提高電能質量與供電可靠性。

4 結語

配電自動化是電網發展的必然趨勢，配電自動化系統的建設應用，對于推動配電網運行管理水平的提高具有重要的作用和意義。本文探討了配電自動化終端在配電網中的應用，并分析了終端設備的組成、功能和核心技術，具有一定的指導意義。

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