DTU在配網系統的應用

蔡祥

摘要：本文對DTU終端設備在配網系統中的主要作用進行說明，并從電池模塊、故障定位、母線保護三方面闡述了其在配網系統中的重點應用。

[關鍵詞]DTU終端設備配網系統應用

在電力系統中，DTU屬于配網中的監控裝置，利于實現配網自動化，對開關起到監控、保護等作用。同時結合變電站對線路展開監控，查找、識別各類故障，將故障區域從整個配網系統中隔離出來，因此，其在電力行業當中具有廣泛應用。

1DTU終端設備的作用

DTU終端設備能在軟件的配置下自由組合。其中，DTU設備中的功能模塊能對電力系統中的高壓電流、電壓、設備、故障信息等展開實時監測，對線路的電源進行遙控，從而完成對配電系統的自動實時監控。DTU內的通信模塊當中存在多個接口與通信規則，可對線路中的故障進行實時檢測，然后將故障區域切除，實現對線路的保護。DTU終端既能對自身數據進行管理，還能將配電室、變電站中電表的開關、PLC數據等按照某一標準或接口等展開和電站的主系統之間的通信，從而完成各類數據的傳輸。在配網系統中，配電終端常使用集散式的設計方式，具有較強的配置功能，可滿足DTU設備實時控制線路的要求，并實現對各類數據的記錄、儲存、傳輸等，還能對線路中的計算機保護展開獨立配置，攻克了以往設計中存在保護、監測以及通信三者之間難以兼容的問題，簡化了配電站中終端設備的種類。

2DTU在配網系統中的應用

2.1DTU電池模塊應用

在使用DTU設備設計電源時，常要考慮到其連續供電問題，因此可選擇雙電源的供電方式。其中主流供電由500W的DC電源從兩路輸出，分別為下級卡板供電和對下級電容充電。而在蓄電池當中，主要的作用是在斷電情況下，確保系統能正常運行。除此之外，電網對EMC浪涌的要求較高，需達到4級標準，當主電源以及系統同時掉電的時候，應確保時間超過500ms。

根據以上要求，在電源的選擇上可使用型號為MBP500-2A5D54接線電源，其具備為電池進行充電的功能，能實現為鉛酸電池進行充電，其在工業級別的溫度在-40°C到70°C之間，2500VDC隔離電壓，其在使用時最高瞬時功率可在550W，并且EMC的性能良好，能實現各類接線安裝。在遙測系統的供電方式選擇上，應將終端口浪涌考慮其中，對電源進行隔離供電。同時還應控制供電壓滿足需求，因此可選擇型號為URF4524P-11WR3的電源，其具有高達3000V的DC隔離電壓，空載時功率的消耗最低可至0.12W，其工作溫度能控制在-40°C到85°C之間。對于主空板電源，應滿足輸入電壓在24V～48V兼容范圍，既要為24V的通信模塊提供電能，還應為5V電路主板供電，因此，可選擇型號為URB4825LD-30WHR3，電源功率在30W～50W之間的電源，實現對配網系統提供持續供電。

2.2DTU在線路故障定位中的應用

當配電網中處于分支線路出現故障時，那么對整個線路單元來講，就可能存在和電站出線部位共同故障類型，因此，可根據這種現象，把線路中單項故障鎖定在具體的線路單元當中。將DTU設備設置在線路單元當中，能對這個單元內線路中的所有信息實現采集，為線路故障的定位提供判斷依據。在電網中線路單元中，常存在5條環網柜，具體為1個進電柜，4個出電柜，在其中分別安裝1個DTU，對這5條線路中的交流信息以及開關信息進行采集，能判斷出DTU接地故障位置。

當配電線路出現負荷轉供時，在各個時段內，線路中潮流方向各不相同，即使這樣，還是能按照功率方向判斷出線路當前為電源進線或者荷載出線。當將線路由母線向線路流向的方向定義為正向時，線路向母線流向時即為反方向。當線路正常運行時，如果滿足正向標準時，并且持續5s以上，則可判斷出線路處于荷載出線，否則即為電源進線。當線路中故障電流最大位置處于電源進線當中時，能夠判斷出線路存在母線接地的故障;當線路中故障電流最大的位置處于荷載出線位置時，就可判斷出線路的接地裝置存在故障，此時，DTU裝置就可直接顯示出故障結果，并將其傳輸至主電站當中。

2.3DTU保護母線應用

DTU屬于配電網中控制遠方開關開閉的終端設備，要檢測的線路與開關相對較多，所以對數字輸入、開關輸入、模擬輸入的數量要求較高。當前，在配電網中對母線進行保護主要有兩種類型。

（1）對RTU集中控制，增加其傳統功能，實現RTU的故障檢測、電源自投以及繼電保護等功能。這種方案具有擴充系統困難、安裝維護難度大、系統穩定性低等缺陷。

（2）使用分布式的DTU設備，將間隔單元與公共單元之間進行組合，在公共單元的總線中將間隔單元進行連接，使二者能互相配合，將DTU的作用充分發揮出來。在開關柜之內，將具有各類饋線的DTU裝置安裝其中，并在公共電柜中將具有遠程控制、信息匯集功能的DTU裝置的單元安裝其中，通過這種方式可將DTU裝置在系統中分散安裝，同時不同的安全格當中具有單獨功能，在安裝接線過程操作簡單，利于對電網的后期擴充以及維護等。

例如：一個分布式的DTU裝置中，能設置8個互相間隔的DTU，實現對配電網中母線的保護。使用具有故障啟動、動作、方向等元件的保護方案，由處于公共區域的DTU來接收下方支路上的DTU的狀態，當同時滿足母線的保護處于投入狀態;一個或超過一個以上數量的間隔DTU啟動;所有的DTU的啟動間隔和DTU電流流出方向不一致;沒有間隔通信狀況的異常閉鎖現象時，通過將母線保護的動作進行延時之后，向不同的間隔DTU發出命令，實現跳閘操作。間隔DTU對間隔的啟動以及方向等做出判斷后，通過狀態量信號傳輸給公共DTU裝置，并且方向、啟動等判斷元件處于間隔接地保護中，異常判斷處于公共DTU中，在其中設計母線保護及退投板，確保各個間隔DTU正常工作，對母線實現保護。

3結論

綜上所述，在配網系統中，DTU終端設備有重要的作用，可實現監控保護配電線路，隔離故障單元等。因此，要重點應用DTU設備的各項功能，促進電力系統的正常運行。

參考文獻

[1]雷宬.一體化配電網DTU終端電源系統的研究[D].湖南大學，2018.

[2]杜東威，許永軍，金紅衛，一種基于DTU的配電網單相接地故障檢測和定位方法[J].浙江電力，2015，34（03）：1-5.