【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)與主站、終端的通信，支持多種通信規(guī)約，實(shí)現(xiàn)與其他智能設(shè)備的通信。 維護(hù)功能，包括故障的定位、隔離及故障區(qū)段恢復(fù)供電。 通信故障監(jiān)視與上報其他功能，包括自診斷、自恢復(fù)、功能遠(yuǎn)程維護(hù)功能、后備電源。（3）電自動化系統(tǒng)終端基本功能根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控或監(jiān)測對象，配電自動化現(xiàn)場終端可分為如下幾種終端：饋線開關(guān)監(jiān)控終端(FTU)，配變監(jiān)測終端(TTU)。各終端功能如下：FTU功能：采集開關(guān)位置、終端狀態(tài)、操作電源等狀態(tài)量采集中壓電流、電壓等模擬量控制開關(guān)分、合閘與上級通信參數(shù)設(shè)置故障檢測與處理等TTU功能：采集設(shè)備狀態(tài)采集功率因數(shù)、低壓電流、電壓、有功功率、無功功率、零序電流及三相不平衡檢測，采集電能 與上級通信及時校時電能量轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)設(shè)置程序自恢復(fù)、最大需量及出現(xiàn)時間、失電數(shù)據(jù)保護(hù)、斷電時間等。統(tǒng)計(jì)停電時間、記錄停電起止時間報警功能 饋線自動化模式選擇饋線自動化實(shí)現(xiàn)模式，目前主要可分為以下幾種：就地控制模式：按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)就地故障判斷、隔離、恢復(fù)送電等處理，饋線正常時傳送運(yùn)行參數(shù)。遠(yuǎn)方監(jiān)控模式：就是要設(shè)立主站，饋線上各個監(jiān)控終端采集運(yùn)行參數(shù)，并通過子站將信息傳回主站。在發(fā)生故障時，由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析、判斷，切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電。就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式：饋線建有較可靠的信道，在饋線發(fā)生故障時由監(jiān)控終端按照預(yù)先設(shè)置的運(yùn)行方式（就地或遠(yuǎn)方）進(jìn)行處理，正常運(yùn)行時，監(jiān)控終端向主站發(fā)送運(yùn)行參數(shù)，并接收主站監(jiān)控命令，處理負(fù)荷轉(zhuǎn)移、平衡、改變運(yùn)行方式等。根據(jù)某城區(qū)線路情況，即線路全部為架空線路，線路的聯(lián)絡(luò)主要以環(huán)網(wǎng)為主，饋線自動化模式采用就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式，即故障的處理由終端配合開關(guān)設(shè)備就地處理，監(jiān)控終端向主站發(fā)送運(yùn)行參數(shù)，并接收主站監(jiān)控命令，處理負(fù)荷轉(zhuǎn)移、平衡、改變運(yùn)行方式等。 系統(tǒng)通信信道的選擇配電自動化系統(tǒng)建設(shè)除了要進(jìn)行配網(wǎng)一次設(shè)備等改造外，建設(shè)一套能滿足實(shí)現(xiàn)配電自動化功能要求、可靠的數(shù)據(jù)通道，是實(shí)現(xiàn)配電自動化各項(xiàng)功能的關(guān)鍵。目前，可采用的通信技術(shù)有：有線電視廣電網(wǎng)、音頻、光纖、雙絞線、有線、無線、無線擴(kuò)頻和配電線路載波等，在配電自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，采用何種通信技術(shù)或方案，則應(yīng)根據(jù)接線方式、實(shí)現(xiàn)功能、現(xiàn)場環(huán)境和可靠性要求等因素決定。根據(jù)某城區(qū)線路情況，并結(jié)合各種通信方式的性價比情況，城區(qū)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的圖22 配電自動化整體結(jié)構(gòu)圖通信系統(tǒng)采用：主站與子站之間通信方式采用光纖環(huán)網(wǎng)。子站與終端之間設(shè)備采用光纖加雙絞線方式。即：配電網(wǎng)主干架采用光纖，配變、分支線采用雙絞線。 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案針對城區(qū)配電網(wǎng)的基本現(xiàn)狀結(jié)合配電自動化系統(tǒng)的基本要求、目標(biāo)和將來系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性、擴(kuò)展性、可靠性和易維護(hù)性為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了配電自動化系統(tǒng)總方案， 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖22所示。配電自動化系統(tǒng)由圖示三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即：配電主站層、配電子站層和配電終端層。配電主站由主備服務(wù)器、數(shù)臺工作站、通信子系統(tǒng)、語音報警系統(tǒng)以及打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等構(gòu)成；配電子站分布于變電站，負(fù)責(zé)各變電站戶外測控終端RTU（FTU、TTU等）的信息轉(zhuǎn)發(fā)和監(jiān)控，配電主站和配電子站之間用光纖環(huán)網(wǎng)通訊方式通信，配電子站和FTU之間可采用雙絞線或光纖等方式通訊。 配電自動化系統(tǒng)工程范圍本次配電自動化工程范圍以10kV干線、饋線自動化為主，延伸到用戶集中抄表系統(tǒng)。 主要包括1個變電站，4條饋線線路，32臺開關(guān)，121臺配電變壓器中的105臺配電變壓器以及用戶集中抄表系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋某城區(qū)全部供電區(qū)域。本期配電自動化系統(tǒng)工程包含以下內(nèi)容：（1）配電主站系統(tǒng)1個根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立一套適合于某城區(qū)配電系統(tǒng)管理和監(jiān)控的配電自動化系統(tǒng)。（2）配電子站1個本期建立1個配電子站，完成向下控制戶外設(shè)備和采集相關(guān)信息、站內(nèi)采集相關(guān)的變電站信息，向上傳遞和接收來自與主站信息的功能。（3）配電設(shè)備及監(jiān)控終端1）柱上開關(guān)及終端：32 臺2）配電監(jiān)測：105臺3）用戶集中抄表系統(tǒng)（4）通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)1）構(gòu)筑變電站到配電主站的光纖通道；2）構(gòu)筑完善主干線終端（FTU）到子站之間的光纖通信網(wǎng)；3）支線FTU以及TTU的通信雙絞線通信網(wǎng)；4）建立配電主站系統(tǒng)的局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)。3 饋線自動化常用的饋線自動化實(shí)施模式有就地控制、遠(yuǎn)方集中控制以及綜合智能控制。根據(jù)某供電公司對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)際需求以及后期功能擴(kuò)展的需要，系統(tǒng)建設(shè)為有信道方式。此種方式下，使用保護(hù)型FTU，可依賴信道實(shí)現(xiàn)就地控制。對于較復(fù)雜網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在線路故障情況下，利用保護(hù)型FTU和系統(tǒng)通信完成故障區(qū)段的自動隔離，非故障區(qū)段自動轉(zhuǎn)移供電功能。引入了具有遠(yuǎn)控功能和保護(hù)功能的配電饋線自動化原理。在保護(hù)方面，引入了具有主保護(hù)與后備保護(hù)的雙向閉鎖式方向過電流保護(hù)，完整實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的快速、靈敏、選擇和可靠性。在系統(tǒng)恢復(fù)方面，引入了實(shí)用的故障隔離的主備重構(gòu)恢復(fù)技術(shù)。在系統(tǒng)監(jiān)控方面，提出了主備原理的熱備用監(jiān)控技術(shù)。該系統(tǒng)采用信號傳遞機(jī)制，使相關(guān)的兩個或多個FTU間傳遞故障信號并實(shí)現(xiàn)故障檢測和隔離，無需主站干預(yù)。相對于其他利用主站實(shí)現(xiàn)故障檢測和隔離的方案，有以下特點(diǎn):1)故障隔離范圍小。2)不需二、三次重合。3)主站失敗不影響保護(hù)操作。4)實(shí)現(xiàn)保護(hù)為毫秒級，領(lǐng)先同類產(chǎn)品。在斷路器饋線故障處理模式下，主站段故障處理系統(tǒng)起如下兩個作用：l) 饋線故障處理系統(tǒng)動作監(jiān)視當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)動作時，主站端故障處理系統(tǒng)監(jiān)視保護(hù)動作信息，記錄故障處理過程并進(jìn)行相關(guān)校驗(yàn)，驗(yàn)證現(xiàn)場故障處理的正確性。2) 饋線故障處理系統(tǒng)后備當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備不能處理故障時，主站故障處理系統(tǒng)啟動，完成故障信息的搜集以及故障定位、故障隔離與供電恢復(fù)功能。圖31電流方向保護(hù)原理圖保護(hù)利用故障電流方向判別與故障電流幅值大小原理構(gòu)成的雙向閉鎖式快速方向過電流保護(hù)作為自動化系統(tǒng)的主保護(hù)。利用主備保護(hù)原理構(gòu)成完整的饋線保護(hù)。在配電網(wǎng)絡(luò)上，各電氣相鄰的FTU保護(hù)之間采用信道構(gòu)成信號交換回路，每套保護(hù)只與相鄰的保護(hù)聯(lián)系。在故障發(fā)生時，判斷故障電流的方向，采取故障電流正方向信號默認(rèn)不發(fā)送，反方向發(fā)送禁止動作信號原理構(gòu)成。保護(hù)配置瞬時速斷、過電流、重合閘以及后加速保護(hù)。動作過程如下：圖32保護(hù)動作原理圖此方案相比較而言，主要有三點(diǎn)優(yōu)勢：（1）動作不依賴于遠(yuǎn)方主站。在線路發(fā)生故障的情況下，其故障的定位、隔離、恢復(fù)等都是依靠保護(hù)型FTU通過相互間的通信以及與子站系統(tǒng)的通信來完成的，主站相對來說更多居于遠(yuǎn)方監(jiān)控及作為后備保護(hù)使用。故障發(fā)生時首先把各種信息上送到主站，由主站來根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皬?fù)雜計(jì)算來確定故障的定位，然后再下發(fā)控制命令來完成對故障的隔離和恢復(fù)。（2）故障定位時間迅速。這種方案使用的保護(hù)型FTU單元，依靠光纖通信，在故障發(fā)生時，350ms可完成故障的準(zhǔn)確定位，從而可以及時地為故障處理縮短反應(yīng)時間，減小故障電流等對負(fù)荷設(shè)備造成破壞的幾率和可能性。（3）停電范圍減小。故障在兩個分段開關(guān)時，在故障處理的過程中，使用保護(hù)型FTU可直接完成故障位置的上級分段開關(guān)和下級分段開關(guān)完成隔離和恢復(fù)，而不需要出口斷路器進(jìn)行動作，對全線進(jìn)行停電。而遠(yuǎn)方控方式在故障時，首先要遙控出口斷路器動作，然后進(jìn)行故障的隔離和恢復(fù)，這樣無形中就擴(kuò)大了線路故障時的停電范圍。4　低壓臺區(qū)監(jiān)測及集中抄表系統(tǒng) 低壓配變監(jiān)測裝置通過對低壓（10KV/380KV)配變的檢測，可以及時檢測電網(wǎng)的運(yùn)行情況，用以完成傳統(tǒng)的電壓表、電流表、功率因數(shù)表、以及負(fù)荷指示儀和電壓監(jiān)視儀等的功能，與配電FTU或后臺設(shè)備通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)測線路、柱上配電變壓器的運(yùn)行工況，及時發(fā)現(xiàn)和處理事故的緊急情況，就地和遠(yuǎn)方進(jìn)行無功補(bǔ)償和可有載調(diào)壓的配電變壓器的自動調(diào)壓功能。以利于提高低壓供電可靠性及提高配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化方面起到了重要作用。 系統(tǒng)實(shí)施方案本期計(jì)劃對某城區(qū)現(xiàn)有105臺10KV配電變壓器中安裝配變監(jiān)測終端（TTU），以實(shí)現(xiàn)對配電變壓器的監(jiān)測，完成對低壓配電臺區(qū)實(shí)現(xiàn)全工況的監(jiān)測和管理，實(shí)現(xiàn)對無功補(bǔ)償電容器組的自動或遠(yuǎn)方投切功能。系統(tǒng)的特點(diǎn)：本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要將配電變壓器低壓側(cè)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)并根據(jù)無功需量實(shí)現(xiàn)電容器自動投切，將配變監(jiān)測與無功自動補(bǔ)償功能合二為一。配變監(jiān)測終端是本系統(tǒng)的核心元件，安裝于配電變壓器低壓側(cè)，負(fù)責(zé)在線監(jiān)測和電容器的投切控制。當(dāng)主站欲查詢某臺或數(shù)臺甚至全部配電變壓器的歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)時，主站軟件將自動接通子站并通過子站與測控儀建立通訊。如果配電變壓器發(fā)生故障，測控儀將通知子站，子站將自動接通主站且在主站微機(jī)上顯示報警信息。測控儀根據(jù)自身所測得數(shù)據(jù)得來無功需量，就地控制電容器的投切，并以補(bǔ)償點(diǎn)電壓為參量限制電容器的投切，當(dāng)無功需量等于10千乏時，且經(jīng)過15分鐘延時后無功需量仍大于10千乏時投入一組電容器，此后無功需量繼續(xù)增加又大于10千乏時，經(jīng)過15分鐘延時后無功需量仍大于10千乏，投入第二組電容器，依次類推，最多可投入四組電容器。反之，當(dāng)功率過剩時，無功裕量為10千乏時，且經(jīng)過15分鐘延時后，無功裕量仍大于10千乏，退出一組電容器，此后，若無功裕量還大于10千乏時，經(jīng)過15分鐘延時無功裕量仍大于是千乏時，再退出一組電容器。另外，當(dāng)相電壓大于235V時，不再投入電容器，而當(dāng)相電壓大于242V時，延時1分鐘切除全部投入的電容器。在配電網(wǎng)中負(fù)荷絕大多數(shù)是感性負(fù)荷。因而電流滯后電壓ф角，線路中COSф＜1?，F(xiàn)在，在變壓器二次側(cè)就地補(bǔ)償電容器是根據(jù)測控儀所測數(shù)據(jù)中看到補(bǔ)償后都在95%以上為系統(tǒng)提供了必要的無功功率。提高了功率因數(shù)，降低了線路損耗；增大了配電設(shè)備的供電能力，減少了中壓線路輸送的無功功率；降低了線路電壓損耗改善了系統(tǒng)電壓質(zhì)量；為配電網(wǎng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，提供了重要保障。主站軟件可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、輸出實(shí)用的各類圖表，另外，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可提供給其它系統(tǒng)使用。TTU的數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、實(shí)時性要求低，為降低系統(tǒng)成本，采用RS485通信方式，由FTU或光纖通道轉(zhuǎn)發(fā)到子站后，再上傳到主站。如圖41所示。光纖主站子站FTUTTUTTUTTU RS485 雙絞線 圖41 配變監(jiān)測終端（TTU）系統(tǒng)圖 系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)要求 系統(tǒng)采用先進(jìn)和可行的技術(shù)對低壓配電網(wǎng)實(shí)施有效的在線監(jiān)測、無功補(bǔ)償、遠(yuǎn)程通訊、故障報警及離線分析，并以數(shù)據(jù)庫的形式向供電企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)上的各專業(yè)部門提供可靠的有價值的數(shù)據(jù)。 （1）主要功能整點(diǎn)記錄三相電壓、電流、功率、電量；每天記錄各相電壓、電流的最大值、最小值及出現(xiàn)的時間；自動記錄停電時間，計(jì)算供電可靠率；自動累計(jì)每天電壓越上、下限時間，計(jì)算電壓合格率；記錄時間可達(dá)一個月以上；可遠(yuǎn)程監(jiān)測實(shí)時數(shù)據(jù)，自動上報故障情況；可自動控制電容器投切； （2）性能指標(biāo) 工作范圍：電壓195265V*3相；電流05A*3相；頻率：4852Hz 精度：電壓177。%；有功功率：177。%；電流：10. 5%；有功電量：177。% 耐壓實(shí)驗(yàn)：沖擊電壓：6KV/；工頻電壓：2KV/2min 電磁干擾實(shí)驗(yàn)：水平／適應(yīng)環(huán)境：溫度：15—+5O℃；相對濕度≤85%；諧波含量≤10%總的來說，就是要實(shí)現(xiàn)在線記錄、就地?zé)o功補(bǔ)償控制、自動故障報警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、后臺分析處理5大功能。配電監(jiān)測終端采用中國電科院生產(chǎn)的SA501型配變綜合測試儀，一共105臺，安裝在變壓器低壓側(cè)。 集中抄表系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電能計(jì)量手段和抄表技術(shù)發(fā)生了根本變化，電子式多功能電能表正取代了傳統(tǒng)的電磁式電能表，并結(jié)合遠(yuǎn)方抄表技術(shù)，成為了配電自動化系統(tǒng)的重要組成部分。遠(yuǎn)方抄表技術(shù)不但大大降低了勞動強(qiáng)度，而且還大大地提高了抄表的準(zhǔn)確性和及時性，杜絕了抄表不到位、估抄、誤抄、漏抄電表等問題。 集中抄表系統(tǒng)構(gòu)成及要求 （1）系統(tǒng)構(gòu)成集中抄表系統(tǒng)即由主站通過傳輸媒體（公用電話線、專用線）集中抄讀電能表的電能量記錄值的系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由電能表數(shù)據(jù)采集終端、集中器、主站等主要設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)分為以下三部分介紹：數(shù)據(jù)采集部分（居民用戶端）；傳輸媒體（通信信道）；主站部分。 1）數(shù)據(jù)采集部分 集中器：是整個自動抄表系統(tǒng)的核心，裝在變臺低壓側(cè)，一個變臺裝一臺集中器，它能定時發(fā)出指令，依次將各采集終端的用電數(shù)據(jù)抄收并儲存，再經(jīng)傳輸媒體，將各用戶用電數(shù)據(jù)傳至主站與分站，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 采集終端：采集終端是遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)的前端設(shè)備，接用戶電能表，采集用戶用電量，上傳至集中器，采集終端與集中器通訊采用低壓電力載波技術(shù)，無需另外接線。 電能表將用戶的用電量正比例地轉(zhuǎn)換成脈沖，采集終端負(fù)責(zé)對脈沖進(jìn)行采集，同時將電能量累加；每臺集中器負(fù)責(zé)將同一臺變壓器下所有用戶的用電量匯集在一起，對采集終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及保存，集中器還帶有485接口，可直接抄收變臺總表數(shù)據(jù)，并通過通信信道將數(shù)據(jù)傳送至主站。 2）傳輸媒體（通信信道）、 集中器與主站的通訊方案有兩個： ① 公用電話網(wǎng)通訊方式 主站與集中器之間通過公用電話線和Modem連接，可自動或手動抄撥任何一個集中器內(nèi)的所有用戶的用電量。 ②專用線通訊方式 主站與集中器之間采用專用線性口(雙絞線）進(jìn)行遠(yuǎn)方抄表通訊。此方案多用于配網(wǎng)自動化工程；也可用于主站（營業(yè)所）與集中器不遠(yuǎn)的情況。 ③主站 主站是整個遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備，通常由單臺計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)再配合相應(yīng)的抄表軟件構(gòu)成。主站安裝于客戶服務(wù)中心，可手動或定時自動下發(fā)抄表命令，對抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、儲存、計(jì)費(fèi)；對供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制。 （2）系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能要求 l）電能數(shù)據(jù)的采集、傳送、處理、保