配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用探究

配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用探究

饶东英

（广西电网有限责任公司玉林供电局广西玉林市537000）

摘要：本文以电力配网自动化为研究视角，从配电自动化终端设备的构成与功能出发，探讨配电自动化终端设备在电力配网自动化中的应用效果与方法。

关键词：配电自动化；终端设备；电力；配网自动化

一、配电自动化终端的构成及功能

在电力系统运行的过程中，馈线自动化终端（FTU）是将自动化系统与一次设备之间进行连接的接口，在变压设备、断路器、分段器等部位发挥关键性作用，可以实现与馈线之间的通信联络，为配网控制系统的安全稳定运行提供监管的数据信息，同时也可以执行主站发出的相关指令，进而实现电网中馈线的各类型功能。FTU在根本上来看就是存在于RTU与继电保护装置之间的一种设备自动化设备，其结构组成分为以下几个部分：通过开关的相关操作实现对于电路的有效控制，提供不间断的电源，馈线的自动化控制设备，通信接口以及控制设备等等。配电终端主要由以下几个单元结构组成，每一个部分的存在都将发挥自身的功能：

第一，监控部分。这是配电终端系统的核心所在，其在系统中的主要功能为：对电力系统运行过程中模拟量以及开关量等数据信号进行有效的采集，对相关故障实施检测，监管系统的电压以及电流情况，对于系统运行中有功功率等运行参数进行计算，实现远程通信等。现阶段电力市场中对于配电终端的设计都采用平台化与模块化的设计方式，在输入量以及输出量的设计上需要结合系统的实际情况进行设计。

第二，人机接口电路单元。其主要的功能就是实现对配电终端的配置运维，主要包括故障的检测，对于相关参数得的整合，对系统中的电压电流、功率等相关参数进行检测，并检测这些参数在系统中的信息反映情况，最终达到提升系统可靠性的目标，在一部分终端系统中不设置这一部分，而在运行的时候主要通过运维人员有效利用PC设备实现对相关装置的维护。

第三，通信单元。这一部分也可以称之为通信装置与系统之间进行以太网连接的单元，或者RS232的自动化接入设备，主要包括光纤设备、无线终端以及调节设备等结构。

第四，回路的操作控制单元。这一部分的主要功能就是应用在FTU当中，为系统的控制提供人工操作的按钮，在回路上可以准确的显示出开关的具体位置，从而为相关工作元提供开关的相关信息。

第五，电源的回路。这一结构的主要功能就是为终端电路的运行供应直流电源，在DTU的外部所存在的输入电源通常都是出自于开闭所内部的220V电源，当220V自用电源出现中断的情况下，将会通过UPS提供电源支持，所以UPS是作为系统的备用电源存在的。而TTU电源是来自于变压设备的低压端的电源。在FTU这一部分上来看，由于系统设计的过程中，通常不会设置上专用的220V交流电源，所以通常情况下来讲都是利用电压互感设备在电压取样信号的同时，实现对于FTU的电源供应。基于此，对于FTU来讲，电源上需要设置蓄电池，进而使得线路出现停电的情况下可以为FTU供应新不间断的电源供应，同时也可以提供操作开关过程中需要的电源支持。

二、配电自动化终端设备的应用研究

（一）故障检测

电网运行的过程中，受到多方面因素的影响很容易出现各种各样的故障，尤其短路故障等发生的概率比较高，并且对于电网所带来的危害往往比较大，而我们都知道导致短路故障出现的主要原因就是单相接地。因此，对于电网运行过程中的故障检测一定要从两个方面着手。针对短路故障的检测中，主要的职责就是实现对于系统中远控馈线自动化系统做出时效性的监测，搜集监测数据，并利用科学方法对搜集到数据信息做出精准的分析，通过数据对比等方式诊断故障，并分析出故障出现的原因。主站通过对于各系统所监测的数据进行综合性的对比找出出现故障的具体位置。而对于单相接地故障来讲，当这一类型故障出现的时候，故障检测技术可以为系统提供2小时的电源支持，所以需要抓准时机，在2h之内完成故障的检修工作[1]。当单相接地故障出现的时候，电路中电流量是相对较小的，通常情况下接地弧可以实现自行处理，因此采取的维修方式可以是电路检测优化的形式，进而对于接下来可能出现的故障进行阻断，避免系统中故障的进一步蔓延，最终实现系统的安全稳定运行。

（二）故障隔离

为了有效解决供电所网络的安全性、可靠性问题，以及电源之间的联络问题，需要建设开闭所，对于进线的设计中需要采取断路器并且要配合相关保护装置，而在出线的设计上可以利用负荷开关，通过DTU对于全部出线开关的监管，对故障信息进行检测与上报。对于开闭所的故障处理中，可以利用当地控制的方案，有效利用DTU所包含的PLC功能，无需依赖主站就可以实现对故障线路的隔离[2]。例如，当电源线路上的K1点出现故障的时候，上一级将会发出保护动作，此时断路器就会自动断开。当电源的进线断路器QF1被检测到失压跳闸故障之后，实施备用电源自投动作，此时联络开关Qt将会闭合，进而就可以使得开闭所恢复到正常供电的状态。如果出线K2点出现故障的时候，断路器QF1也会自动跳开，RTU结合系统所检测到的故障信息，对出现故障的线路进行准确的判断，此时开启遥控功能，就可以打开Q3开关，进而QF1就会合闸，从而就会使得没有出现故障的线路恢复正常供电。

（三）通信技术

配网自动化通信呈现出点多面广且分散化强的特点，位于每一个点上的数据信息量都是比较少的。为了节约成本，实现对于通道结构的进一步优化，可以通过一个配电子站去转发附近区域的终端数据的设计方式。这一配电子站需要设置在变电所的位置，或者开闭所的位置。配电子站与主站之间的通道是通信的主干道，可以利用SDH光纤网络的设计形式；子站与终端之间的通道是通信系统的分支通道，所以对于数据传输的效率要求相对较低，可以利用有线的设计方式，例如DLO、现场总线、数据电台、GPRS、CDMA等形式去完成通道的布设。在FTU中对于通信的可靠性要求是比较高的，所以在设计的过程中可以利用多点光纤通道或者光纤以太网的形式。在光线技术快速发展的背景下，光端设备所需要消耗的成本越来越少，很多电力企业在布设分支通道的时候都会应用到光纤网络。对于那些规模比较大的开闭所来讲，通信过程中需要传输的数据量相对较大，所以可以将DTU接入到主干SDH光纤网络当中，并且可以实现与主站之间的直接通信。对于配电终端来讲，通常都可以提供标准化的RS-232通信接口，实现各类通信终端与通道之间的连接。

三、结语

综上所述，在配网自动化中有效应用配电自动化终端设备是提高故障检测效率的需要，是加快故障处理的需要，也是确保电力系统安全稳定运行的需要。希望通过文章的阐述，可以使得相关人员认识到配电自动化终端设备的功能价值与应用优势，进而结合实际情况将其应用到自动化系统中，推动电力事业的稳步发展。

参考文献：

[1]彭超.配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用探讨[J].科技风，2018(29):194.

[2]尹元亚.试论电力配网自动化中配电自动化终端设备的应用[J].电子世界，2018(16):188-189.