淺談配電自動化遠方終端技術

魏祥雷 謝京兵 陳斌杰

摘 要：本文針在配電自動化的基礎上，分析和探討了配電自動化的遠方終端技術應用，以期促進國內配電自動化技術的發展，從而作用于國內電能運行可靠性的提高以及電能質量的改善。

關鍵詞：配電自動化；遠方終端技術

1 配電自動化遠方終端概述

要進行自動化配電，需要由遠端終端進行調控，遠方終端是各種控制單元以及遠方監測等的總稱，其安裝在中壓配電網中，主要由站所終端、饋線終端以及配變終端等構成。站所終端安裝于配電網饋線回路中，包括配電室、箱式變電站、環網柜或者開關站等，其具有遙測、遙信、遙控以及饋線自動化等功能，是自動化配電所有站所終端設備統稱。饋線終端則是也需具備遙測、遙信、遙控以及饋線自動化等功能的配電自動化的終端，其通常安裝于配電網的饋線回路柱上，也可能安裝于開關柜等處。配變終端是可以對配電變壓器的各種運行參數進行測量或者是監視的終端設備，是自動化配電的核心設備。

遠方終端系統在執行配電自動化過程中，其主要作用是用于配變電系統各類設備的監控，包括斷路器、重合器以及變壓器等系統設備，并完成與主站之間的通信功能，在其將系統各項數據反饋至主站后，接受主站發出的配電指令對相應控制設備進行調控。總體而言，其需要具備3種功能，一是通過監測獲取配電系統各組成部分相應數據信息；二是能夠完成與主站之間的數據交換，也即具備可靠的通信系統；三是可以依據主站發出的相關配電指令執行對系統各部分的遠端控制。可以依據遠方終端系統的具體操作對象的不同對其進行分類，將其分為執行變電站開閉功能的站內RTU，以及針對戶外線路上所安裝的如環網柜、柱上開關等配變電系統設備執行監控功能的線路RTU或是FTU（feeder terminal unit），以下本文將使用RTU這一簡稱。

2 配電自動化基本功能概述

2.1 “四遙”功能

配電自動化遠方終端要實現自動化配電功能，線路RTU需具備常規化的“四遙”功能，也即遙信、遙控、遙測以及遙調，這是其進行調度所需具備的基本功能。該功能除應用于對電網各項相應參數如電流、電壓、負載、功率、電能以及頻率等正常運轉狀態下的各項數據測量外，其更進一步的調控功能還在于可以較好的發現電網系統存在的電氣量不平衡狀況，并且可以通過對負序電壓和零序電流等的測量精確反映出其程度大小。

2.2 配電網故障信息采集與處理功能

配電自動化遠方終端技術最重要的另一個功能是對配電網故障的處理能力。其通過將配電網與設備管理系統組合起來，形成一個集成化的綜合系統，可以及時發現故障，將故障區域自動隔離，并采集故障信息，反饋后起到故障定位作用，為恢復供電提供信息支撐。因此，配電自動化遠方終端必須具備采集并處理故障數據及信息的功能，配電自動化遠方終端與常規意義上的配電自動化終端的關鍵區別就在于此。其進行故障信息采集時，數據要求全面、精確，才能對故障排除起到可靠的參考作用。通常需要采集以下信息：（1）故障電流、電壓等基本參數；（2）故障時間。此過程中，需要匯總相應時段內故障歷史數據；（3）故障方向、區域；（4）是否存在小電流接地故障等等。

3 配電自動化應用技術分析

3.1 與主站的通訊技術

一般情況下，常規自動化系統采用通信規約為循環規約，其通道利用率較低，遠方終端系統相較于常規調度而言，其通信數據量比較小，使用循環規約會造成通信通道資源的浪費，因而進行遠方終端通信時，其與主站之間的通信不適宜采用常規調度通信規約。與此同時一般的查詢式規約也不適合作為配電自動化遠方終端的通訊規約，因為配電自動化遠方終端的特點是具備較多通信點，各相應設備均會存在通信點，因此主站一般采用一點多址方式，通過相應指令訪問所有通信節點。但是該過程耗時久，不利于重要信息的傳輸。所以，適應于配電自動化遠方終端的通信方式要求通信節點可以主動向控制主站進行數據傳輸，也即其可進行遙測量越限、變位等以主動向主站傳遞故障信息；同時主站在異常信息傳遞后應間隔一定時間（比如半小時）再訪問各個配電自動化遠方終端，以此確認該配電自動化遠方終端是否處于正常的工作狀態。

3.2 交流采樣技術

線路RTU采樣功能是數據測量的基本能力，當前一般使用交流采樣技術。其工作原理是在電流或電壓信號輸入后，據此進行電氣量計算以判定配電網不平衡程度，同時進行相關故障的檢測，該計算量較大，常規CPU通常不具備該數量級的計算能力，需采取專用數字信號處理芯片對所需模擬量進行計算，然后將計算結果直接送至普通的主CPU，主CPU負責通信以及開關量處理等。

配電自動化遠方終端使用交流采樣技術具備多方面的優勢：第一點，可以優化系統結構，該技術應用可以無需直流變送器，簡化了終端結構，同時也降低了系統造價；第二點，具有強大的測量功能，可以實現對比如故障電流等參數的準確測量，彌補了直流采樣方法的局限性；第三點，測量更為靈活、便捷，同時對于電氣量的計算可以更為方便；第四點，該技術的調試及校正過程相比于直流采用更為方便，因而具備大大提高了測量精度。

3.3 分布設計技術

所謂分布式設計技術，其實質是對配電自動化遠方終端進行定量輸入以及輸出配置，從而可以對多個或是一個配電設備實行點對點監控，配電自動化遠方終端設計有專門的局域網接口，該局域網接口能夠實現對多個配電自動化遠方終端的共同連接，以便更多配電設備監控工作的實現。配電自動化遠方終端的數據轉發功能，使得任意一個配電自動化遠方終端均可以與主站相通信。

4 結束語

本文探究和分析了配電自動化的遠方終端技術，希望有助于國內配電自動化技術的發展以及電能生產、運營以及管理水平的提高。同時本文由于篇幅有限，所進行的研究尚不全面，還需要更深入的研究。

參考文獻

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