【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)與主站、終端的通信，支持多種通信規(guī)約，實現(xiàn)與其他智能設備的通信。 維護功能，包括故障的定位、隔離及故障區(qū)段恢復供電。 通信故障監(jiān)視與上報其他功能，包括自診斷、自恢復、功能遠程維護功能、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分、合閘與上級通信參數(shù)設置故障檢測與處理等TTU功能：采集設備狀態(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)設置程序自恢復、最大需量及出現(xiàn)時間、失電數(shù)據(jù)保護、斷電時間等。統(tǒng)計停電時間、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現(xiàn)模式，目前主要可分為以下幾種：就地控制模式：按照預先設置的運行方式，實現(xiàn)就地故障判斷、隔離、恢復送電等處理，饋線正常時傳送運行參數(shù)。遠方監(jiān)控模式：就是要設立主站，饋線上各個監(jiān)控終端采集運行參數(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)采集的故障信息進行分析、判斷，切除故障段并實施恢復供電。就地與遠方監(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)控終端按照預先設置的運行方式（就地或遠方）進行處理，正常運行時，監(jiān)控終端向主站發(fā)送運行參數(shù)，并接收主站監(jiān)控命令，處理負荷轉(zhuǎn)移、平衡、改變運行方式等。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)絡主要以環(huán)網(wǎng)為主，饋線自動化模式采用就地與遠方監(jiān)控混合模式，即故障的處理由終端配合開關設備就地處理，監(jiān)控終端向主站發(fā)送運行參數(shù)，并接收主站監(jiān)控命令，處理負荷轉(zhuǎn)移、平衡、改變運行方式等。 系統(tǒng)通信信道的選擇配電自動化系統(tǒng)建設除了要進行配網(wǎng)一次設備等改造外，建設一套能滿足實現(xiàn)配電自動化功能要求、可靠的數(shù)據(jù)通道，是實現(xiàn)配電自動化各項功能的關鍵。目前，可采用的通信技術有：有線電視廣電網(wǎng)、音頻、光纖、雙絞線、有線、無線、無線擴頻和配電線路載波等，在配電自動化系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，采用何種通信技術或方案，則應根據(jù)接線方式、實現(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 配電自動化整體結構圖通信系統(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)整體設計方案針對城區(qū)配電網(wǎng)的基本現(xiàn)狀結合配電自動化系統(tǒng)的基本要求、目標和將來系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模，以系統(tǒng)設計經(jīng)濟性、擴展性、可靠性和易維護性為目標，設計了配電自動化系統(tǒng)總方案， 系統(tǒng)整體結構如圖22所示。配電自動化系統(tǒng)由圖示三層結構構成，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、網(wǎng)絡設備等構成；配電子站分布于變電站，負責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，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，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備和采集相關信息、站內(nèi)采集相關的變電站信息，向上傳遞和接收來自與主站信息的功能。（3）配電設備及監(jiān)控終端1）柱上開關及終端：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)絡的建設1）構筑變電站到配電主站的光纖通道；2）構筑完善主干線終端（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)，實現(xiàn)雙網(wǎng)。3 饋線自動化常用的饋線自動化實施模式有就地控制、遠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)項目的實際需求以及后期功能擴展的需要，系統(tǒng)建設為有信道方式。此種方式下，使用保護型FTU，可依賴信道實現(xiàn)就地控制。對于較復雜網(wǎng)架結構，在線路故障情況下，利用保護型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。引入了具有遠控功能和保護功能的配電饋線自動化原理。在保護方面，引入了具有主保護與后備保護的雙向閉鎖式方向過電流保護，完整實現(xiàn)了保護的快速、靈敏、選擇和可靠性。在系統(tǒng)恢復方面，引入了實用的故障隔離的主備重構恢復技術。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。該系統(tǒng)采用信號傳遞機制，使相關的兩個或多個FTU間傳遞故障信號并實現(xiàn)故障檢測和隔離，無需主站干預。相對于其他利用主站實現(xiàn)故障檢測和隔離的方案，有以下特點: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操作。4)實現(xiàn)保護為毫秒級，領先同類產(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)視當現(xiàn)場保護動作時，主站端故障處理系統(tǒng)監(jiān)視保護動作信息，記錄故障處理過程并進行相關校驗，驗證現(xiàn)場故障處理的正確性。2) 饋線故障處理系統(tǒng)后備當現(xiàn)場設備不能處理故障時，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功能。圖31電流方向保護原理圖保護利用故障電流方向判別與故障電流幅值大小原理構成的雙向閉鎖式快速方向過電流保護作為自動化系統(tǒng)的主保護。利用主備保護原理構成完整的饋線保護。在配電網(wǎng)絡上，各電氣相鄰的FTU保護之間采用信道構成信號交換回路，每套保護只與相鄰的保護聯(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不發(fā)送，反方向發(fā)送禁止動作信號原理構成。保護配置瞬時速斷、過電流、重合閘以及后加速保護。動作過程如下：圖32保護動作原理圖此方案相比較而言，主要有三點優(yōu)勢：（1）動作不依賴于遠方主站。在線路發(fā)生故障的情況下，其故障的定位、隔離、恢復等都是依靠保護型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方監(jiān)控及作為后備保護使用。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)絡拓撲及復雜計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。（2）故障定位時間迅速。這種方案使用的保護型FTU單元，依靠光纖通信，在故障發(fā)生時，350ms可完成故障的準確定位，從而可以及時地為故障處理縮短反應時間，減小故障電流等對負荷設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時，在故障處理的過程中，使用保護型FTU可直接完成故障位置的上級分段開關和下級分段開關完成隔離和恢復，而不需要出口斷路器進行動作，對全線進行停電。而遠方控方式在故障時，首先要遙控出口斷路器動作，然后進行故障的隔離和恢復，這樣無形中就擴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、以及負荷指示儀和電壓監(jiān)視儀等的功能，與配電FTU或后臺設備通信，提供配電系統(tǒng)運行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測線路、柱上配電變壓器的運行工況，及時發(fā)現(xiàn)和處理事故的緊急情況，就地和遠方進行無功補償和可有載調(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)濟運行的目的，在實現(xiàn)配網(wǎng)自動化方面起到了重要作用。 系統(tǒng)實施方案本期計劃對某城區(qū)現(xiàn)有105臺10KV配電變壓器中安裝配變監(jiān)測終端（TTU），以實現(xiàn)對配電變壓器的監(jiān)測，完成對低壓配電臺區(qū)實現(xiàn)全工況的監(jiān)測和管理，實現(xiàn)對無功補償電容器組的自動或遠方投切功能。系統(tǒng)的特點：本系統(tǒng)的主要特點是根據(jù)實際生產(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)無功需量實現(xiàn)電容器自動投切，將配變監(jiān)測與無功自動補償功能合二為一。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)，負責在線監(jiān)測和電容器的投切控制。當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，并以補償點電壓為參量限制電容器的投切，當無功需量等于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，當相電壓大于235V時，不再投入電容器，而當相電壓大于242V時，延時1分鐘切除全部投入的電容器。在配電網(wǎng)中負荷絕大多數(shù)是感性負荷。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)就地補償電容器是根據(jù)測控儀所測數(shù)據(jù)中看到補償后都在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、高效運行，提供了重要保障。主站軟件可對采集的數(shù)據(jù)進行分析、整理、輸出實用的各類圖表，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)通信的特點是數(shù)據(jù)量大、實時性要求低，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)的主要功能及技術要求 系統(tǒng)采用先進和可行的技術對低壓配電網(wǎng)實施有效的在線監(jiān)測、無功補償、遠程通訊、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)計算機網(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，計算供電可靠率；自動累計每天電壓越上、下限時間，計算電壓合格率；記錄時間可達一個月以上；可遠程監(jiān)測實時數(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 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。% 耐壓實驗：沖擊電壓：6KV/；工頻電壓：2KV/2min 電磁干擾實驗：水平／適應環(huán)境：溫度：15—+5O℃；相對濕度≤85%；諧波含量≤10%總的來說，就是要實現(xiàn)在線記錄、就地無功補償控制、自動故障報警、數(shù)據(jù)遠傳、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) 隨著電子技術的發(fā)展，電能計量手段和抄表技術發(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，并結合遠方抄表技術，成為了配電自動化系統(tǒng)的重要組成部分。遠方抄表技術不但大大降低了勞動強度，而且還大大地提高了抄表的準確性和及時性，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)構成及要求 （1）系統(tǒng)構成集中抄表系統(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、主站等主要設備構成。系統(tǒng)的基本結構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，進行數(shù)據(jù)處理。 采集終端：采集終端是遠程自動抄表系統(tǒng)的前端設備，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，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，采集終端負責對脈沖進行采集，同時將電能量累加；每臺集中器負責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）進行遠方抄表通訊。此方案多用于配網(wǎng)自動化工程；也可用于主站（營業(yè)所）與集中器不遠的情況。 ③主站 主站是整個遠方抄表系統(tǒng)的管理層設備，通常由單臺計算機或計算機局域網(wǎng)再配合相應的抄表軟件構成。主站安裝于客戶服務中心，可手動或定時自動下發(fā)抄表命令，對抄表數(shù)據(jù)進行處理、儲存、計費；對供電設備進行監(jiān)測、控制。 （2）系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能要求 l）電能數(shù)據(jù)的采集、傳送、處理、保