配電終端自動化測試系統的設計與實現

國網黃山供電公司 張 博 汪 然 韓 輝

引言

無論是建筑公司還是辦公室，隨著現代經濟的快速發展，對自動化配電系統的需求至關重要。隨著配電自動化系統應用范圍的擴大，配電網中終端設備的使用日益增多，在電氣終端設備的使用過程中出現了軟件功能不全、質量低劣等一系列問題。這一問題直接影響配電自動化系統中終端設備的正常運行，影響配電自動化中終端的控制和控制質量，也影響配電終端的質量評價。在自動化配電系統中，提高配電終端的質量，實現低功率終端運行穩定[1]。

在終端設備的使用過程中，自動化配電技術的應用有效地提高了配電終端的工作質量，因為在沒有配電自動化技術支持的初始階段，所有工作都是手動完成的。同時，由于機械設備多、人員安全、終端運行效率高，無法保證交換終端的運行效率。自動化配電系統的實施為配電網系統的發展提供了重要的保障，配電自動化有效地為配電終端的電力系統提供了有效的電力供應，同時也為電網的運行提供了重要的保障。保障人員安全，配電自動化不僅可實時實施現場控制，且可快速響應運行過程中出現的問題，確保配電終端設備正常安全運行。

配電終端自動化有助于避免人力資源浪費，提高變電管理效率。特別是基于計算機程式及自動化設備的自動化控制系統，會因受刺激而產生感應或接收訊號，并將有關資料傳送至配電終端處理。計算機對接收到的信息進行一致的管理，保證配送系統的可靠安全運行。為使自動開關終端自動驗證系統能充分發揮功能，需通過對專業干部、現有應用技術、配電系統設計等的研究，全面提高系統水平，促進變電站建設和發展。

1 配電自動化終端的發展歷程

我國第一批自動化終端主要從國外進口，并持續了很長時間。隨著我國自動技術研究的增多，逐步掌握了自動配電終端的核心開發技術。使依賴進口的生產模式開始向國內直接生產模式轉變。隨著國內配電最終產品數量的增加和盈利能力的提高，為電力企業的發展提供了諸多優勢[2]。

功能方面的發展進程。一般來說，配電終端功能的發展可分為控制功能階段、故障診斷階段和接地保護階段三個階段，分別為配電控制單元和集中式終端。根據網絡控制的基本要求，我國部分電力自動化企業初步投入了遠程控制網絡設備的開發。但目前遠程配電控制設備缺乏電源自動化能力。作為90年代末全國范圍內配電自動化實驗項目，將故障檢測方法應用于整個配電自動化系統的時間序列調整，后來被轉移到一個自動終端饋線連接到通信技術。21世紀，配電終端饋電功能自動化逐步由集中處理向分布式處理轉變，表面保護技術結合缺陷檢測、隔離和處理成為新的技術趨勢。

通信方式上的發展進程。從通信手段上看，配電終端的發展可分為串行和網絡兩個階段。隨著光纖網絡通信終端設備的出現，該終端進入了基于網絡的通信系統的開發階段。與傳統通信手段相比互聯網通信系統速度快得多，信息路由相對簡單，大大提高了網絡的靈活性。為配電終端對等通信帶來了機遇，也為進一步發展表面保護技術提供了更有利的條件。

嵌入式軟件方面的發展進程。從嵌入式軟件的角度看，我國配電終端的開發可分為軟件阻塞循環創建階段和實時操作系統嵌入式軟件結構階段。由于處理效率、存儲空間、處理器等方面的限制，隨著實時嵌入式操作系統軟件大量放電的ARM 和CPU 晶體的大量滲透和使用，使終端軟件穩定安全運行。在配電終端中的應用條件逐漸出現，取得了重大進展。

當前配電自動化終端存在的主要問題。現階段，室內配電終端自動化無論在性能還是技術方面都獲得前所未有的發展。但須認識到，我國終端配電自動化發展水平與國外先進終端有一定差距，在發展過程中存在許多問題需解決：部分配送自動化終端設備入市前未經嚴格質量檢驗，大量性能較差的設備進入市場。這些劣質設備是不可靠的，在運行過程中面臨著嚴重的安全風險，對整個電網的運行構成了嚴重威脅；大部分交換終端是電池的備用電源，電池本身的壽命較短，不能長時間運行；近年來我國自動終端的安全性、穩定性和可靠性在一定程度上有所提高，但對自動化的實際需求仍有很大差異。如不能隨著時間的推移而進步，這種差距只會越來越大；由于工廠和現場終端設備測試缺乏具體的標準和規范，無法全面進行這些測試，配電自動化終端設備具備適當的投資、操作和使用條件。為進一步提高配電自動化的實際效率，今后的研究應把重點放在上述問題上[3]。

2 配電終端自動化檢測系統的設計探究

2.1 自動化檢測系統頂層設計

根據網絡運行的自動化要求、相關文件和相關部門，對終端組件進行測試。即使根據電壓等級，也可采用可編程的三相電源管理方案。該電源可靈活調節電流、電壓和相位，工作穩定、準確。數據傳輸系統一般采用電壓、電流穩定的固定設備，包括遙感信息和遙測信息。

2.2 自動控制系統

上位機是指裝有終端開關自動控制系統的計算機，是一個自動控制系統和交互式終端。具有控制信號流的能力，在操作過程中實現人機交互，同時三相標準源裝置具有類似的目標檢測功能。輸出值的準確性直接影響自動檢測系統的整體情況和自動檢測的效率。為實現終端自動控制系統的目標，需研制三相標準源，為提高三相標準設備源輸出信號的準確性和可靠性，在正常情況下一般采用閉環矢量控制方法。該技術的主要參數有：輸出相電壓0～450V，相電流0～45A，21次諧波；模擬配電網誤差的能力三相功率輸出精度為0.05%，相位輸出精度為0.1°，輸出電壓和電流精度為0.05%，頻率范圍為45～55Hz。

在頂層設計中，三相閉環矢量控制方法包括波源、矢量采樣、信號處理和多通道高精度功能四個模塊。具體步驟：波形源下有六個信號源，信號進入回放模塊以增加功率。這部分信號在輸出處等待輸出。隨著時間的推移，向量機選擇模塊選擇放大信號，然后選擇更強大的信號并將其放入處理模塊進行分析。如滿足了輸出條件則允許輸出，否則將配置重復上述步驟的函數配置模塊，直到滿足要求。

2.3 自動控制系統軟件開發

系統軟件須與系統硬件兼容，使其能執行自動感應功能、信息輸入、通信管理、信息處理和分析等功能，使多個終端的控制和管理成為可能，確保了配電終端的可靠性和可靠性。系統軟件設計包括六個模塊：用戶管理模塊。分析訪問權限、帳號信息、項目驗證權限、進行維護和分發；系統管理模塊。包括模塊、設置參數、環境因素、硬件接口和測試設備；用于控制測量設備、模型和終端信息的采樣信息管理模塊；生成過程控制模塊，與測試計劃相對應；檢測工作模塊。測試操作模塊、測試對象和測試計劃，有自動驗證和手動驗證數據兩種方法可提高有效性；測試報告模塊。測試結果查詢和打印報告。基于互聯網平臺的系統軟件提供協同協作、在線數據管理、數據輸入和輸出及網絡狀態的自動檢測。

2.4 自動化檢測系統檢測流程

根據配電終端的功能和性能測試要求，自動測試系統可向測試對象輸出交直流標準源，以及復用和遙控信號，同時接收測試對象的SOE 用于改變狀態。延時自動測井的主要作用是在發生事故時，依次將相應的自動裝置、開關和繼電保護裝置置于保持狀態，進而完成檢測目標的自動檢測。該系統還可在復雜的或相關的環境中模擬和檢測錯誤，以支持快速有效的錯誤解決，同時還可執行項目測試的邏輯功能：輸入確定目標的信息，包括設備、型號、終端、遙控信號等；根據試驗要求選擇并設計相應的試驗方案，包括試驗要素、相關參數、試驗條件等；根據測試方法和測試內容，確定連接檢測系統的目的并開始測試；在測試過程中，檢測系統生成和記錄與計算和分析相關的數據，并將測試結果存儲在組織數據庫中；自動化認證系統根據具體的模型編制相應的認證報告。

3 配電自動化技術對配電終端質量管控措施分析

對配電終端設備進行檢測。驗證主要針對網絡的云層，在網絡的云層中，采用自動化配電系統，對其形狀、電流、電壓、電阻、頻率等進行驗證。在配電終端使用過程中，機械設備隨時可能損壞，檢測是配電終端的重要保障之一。供電系統的檢測終端設備應不斷檢查，以便一旦終端出現故障，能夠及時有效地解決問題。在開關終端質量檢測過程中，必須對終端進行全面檢測，控制開關終端線路的運行。如果在終端設備運行過程中出現問題，鈴聲會觸發警報，幫助工作人員快速發現。通過消除問題，有效地提高了員工的工作效率。在配電終端設備測試過程中，將遠程復制和配電自動化技術有效地結合起來。

對配電終端設備的控制功能。配電自動化不僅可在遠處操作，且可在遠處操作得更好，配電自動化通過保護終端設備，在一定程度上保證了員工的人身安全，打破了傳統的操作模式。有效地檢測開關終端的故障，需加強開關終端的控制功能，終端設備的應用可有效地保證配電自動化技術的應用。在設備終端設備遠程運行過程中，實現了配電自動化技術的遠程化，有效提高了終端設備的穩定性，提高了相關人員的能力。工作資源的優化配置在一定程度上保證了配電終端的質量。

電網調度網絡體制的作用。電網系統在配電終端設備中發揮著重要作用，電網系統的安全性是此時需關注的問題。只有充分利用配電自動化技術才能保證網絡數據的安全，提高配電終端設備的質量。管理人員需監控終端設備的質量，對開關終端人員的技術能力提出嚴格要求，以提高網絡安全性和開關終端的專業技術能力。通過實時向相關技術人員介紹和了解網絡數據，有效地保證配電終端設備的質量，防止工作中斷。

配電終端規劃流程。配電自動化終端是一個相對復雜的過程，在這個過程中，首先須將相關數據和所有編碼數據輸入系統；其次計算應嚴格按照標準程序進行，并應在對配電終端和開關的可靠性進行嚴格評估的基礎上進行，并充分利用規劃計劃的全部數據；須遵守保留精英的基本原則，進行改變人口組成、跨越部分、選擇等行動；根據數據計算結果選擇最合適的終端實現配電自動化。一般配電網中的開關可根據其功能分為幾種類型，如觸點、用戶邊界、插座等。特別是用戶開關，一般都要根據用戶的用電需求來選擇。根據網絡互連自動化技術指南，配電網自動化終端最好采用光纖通信，但要考慮到選擇最合適的網絡互連終端，原則上取決于實際情況，考慮到實際和經濟可行性。

配電自動化終端的發展趨勢。與變電站自動化配電相比，配電自動化是一個較年輕、前景廣闊的領域，根據自動化配電終端的發展歷史，可期待下一代的進一步發展。在以下幾方面取得了進展：自動化配電終端和主開關；自動配電終端將向數字翻譯方向發展，利用OCT 和OPT 光學傳感器對終端進行數字配電將逐步占據市場主導地位。此外，光學傳感器技術的不斷改進將大大降低應用成本，同時也大大提高了應用的可靠性。配電自動化終端基于普通傳感器難以達到的光學傳感器的優勢，提高錯誤檢測的效率和準確性，省去復雜的數模轉換過程，直接實現數字化配置。

4 結語

隨著自動化的不斷完善和更新，配電自動化終端的整體性能也在提高。但我國仍存在自動配電終端的問題，如終端設備在上市前沒有經過嚴格的質量控制，終端備用電池的使用壽命相對較短。為保證配電自動化終端安全可靠地運行，需提高布局規劃方法，明確規劃流程的基本原則。