配电自动化测控终端的设计研究

配电自动化测控终端的设计研究

刘龙泳

广州思创电力勘测设计咨询有限公司 +510000

摘要：电力系统在高速发展过程当中，配电网的维护工作量逐渐增加，为了能够降低现场维护的工作难度，则需要借助于先进信息技术设计自动化配电测控终端，从而能够对电网运行形成实时监控状态，远程控制即可完成工作任务，因此本文将基于这样的配电自动化测控终端的设计进行研究。

关键词：配电网；自动化；测控终端

引言：在电力行业不断发展建设的过程当中，促使其供电服务范围逐渐扩大，随之而来则促使电力负荷逐渐增加，更加复杂的电网布局结构，促使人们对于用电质量以及安全等提出了更高的要求。而以往依靠人工对配电网实施维护的工作已经难以适应当前复杂电网结构，需要借助于更加智能的监控设备对电网数据形成自动化测控效果，才能够掌握电网运行的实时动态状况。

1 配电自动化测控终端

配电自动化测控终端的设计则是借助于高速工业网络，并配备32位DSP内核，从而形成了先进智能测控终端。其整体结构包括了远程测控、信息传递、遥控保护等功能。以当前常见的插板式接线结构为基础，使其能够广泛使用到诸如环网柜、配电室以及开闭所等监控场所当中，从而能够适应多回路集中的应用场所。在实际应用当中，配电自动化测控终端能够联合通信系统，形成基于环网以及非环网状态下的配电自动化测控系统。能够对配电网主站以及子站下的各个配电线路实施测控对接运行状态进行监视，并识别其发生的故障问题，能够及时自动隔离故障区域，促使非故障区域在最短时间内恢复供电，从而形成自动化控制效果。

2 测控终端硬件原理

配电网自动化测控终端当中应用到TI公司的浮点型DSP形成系统信号处理器，该系统处理器其实际结构呈现出相对较为明显的应用优势。其精度高、运行功耗小，性能良好且成本相对较低。并且储存量较大，能够满足大量的数据储存，同时在外部结构中的集成度相对较好。而自动化测控终端当中的AD转换器含有16位采样芯片，能够实现同步采样的处理方式，并且8个不同的数据通道能够保障在测控过程当中收集大量数据，形成精准测控效果。在其中形成了众多基于系统应用下的通信效果，包括以太通信网、RS485通信、RS232通信、CAN通信以及USB通信，具有相对较强适应性。并且在测控系统当中同时配备了基于遥信输入以及遥信输出功能，通过对数据信息的远程控制能够保障数据输入以及输出时形成良好的抗干扰效果。并且在其中更是扩展了多样的功能结构，从而对配电网实施更加精良的测控效果，包括DataFlash、SRAM、EEPROM储存器以及实时时钟、电源管理以及电子硬件看门狗等结构^[1]。

3 测控终端单元模块设计

3.1数据处理单元

数据处理单元当中主要是应用到DSP高速数字信号处理器作为测控终端当中的数据处理结构，其在实际当中主要是负责数据采集、接收、处理以及执行任务。并且在数据处理单元当中包括了POWER、RUN、Error等多项结构的传输状态指示灯，从而能够在观测现场获取直观的效果。数据联通的接口包括以太通信网、RS485通信、RS232通信、CAN通信以及USB通信。通过全面采集分析当前配电网当中的设备运行状态以及参数，从而绘制曲线表格，能够对配电网进行远程监测，达到遥测以及遥信功能。同时，也可以借助配电网主站进行遥控，控制远方程序设备。DSP处理单元则是现阶段数字信号处理程序当中性能最优的微处理器，能够在最短时间内实现大批数据信息的处理，运行速度以及数据处理能力相对较高。DSP处理单元具有显着的可编程性，最快运行速度可达到每秒数万条指令程序，同时是现阶段日常数字化处理当中最常见的微处理器。

3.2交流采样单元

而交流采样单元借助于AC380V主干线下的二次测定电流电压信号，通过测量，用微型CT对其进行转化，形成相对更小的电流信号。在正式进入到测量芯片测定交流信号时，其中携带着明显的杂波干扰信号，则需要对其进行滤除。应用到交流采样单元当中的CMOS单芯片器件中的ADG1311YRUZ端口。其中的CMOS工艺采取独立开关设计，借助于核心板判定数据采样需求，从而对各路CMOS选择性连接电网监控芯片MAX11046。随后，结合现场电网回路实际状况，促使每一测控终端配置的交流采样模块不超过四个，而每个交流采样模块当中的电流量采集数据不得超过16个。通过数据处理后的电流信号进行标度变换，从而将其转换为明确参数值，能够对其功率因素等状态进行计算，便于监视管理。

3.3遥信输入以及遥信输出单元

遥信输入端口当中，存在着32个输入量，各个不同触点输入首先需要通过光电隔离，从而进入过压保护，进一步缓冲数据后传入到CPU当中。能够有效降低开关量的误差上报，同时，避免装置受到雷击损坏，能够有效提高其运行效率与安全。而遥信输出端口当中，包括16个不同的输出信号量，通过光电隔离，实时数据输出，能够提高抗干扰性并达到可靠输出控制效果。每一回路下的数字输出量由输出使能以及控制位实施控制，当二者均为通路时，则能够形成有效输出，从而提高数据操作正确性。设计时输出端口处于初始电平状态，并保障断开每一微型继电器避免出现误动。每一测控终端配备3个遥信输入插件，以及2个遥信输出插件，从而根据实际测控需求，选择不同的输入输出路数，具有较大灵活性。

3.4电源插件

电源插件作为配电自动化测控终端中的电源接入口，则需要选择基于DC48V或者DC24V的两种不同模式。通过滤波电路进行转换，形成5V电源，从而对各个测控单元下的其他插件进行供电。而在实际当中，电源插件除了能够对各个单元进行供电之外，同样也能够实现电路智能管理功能^[2]。对电源当前状态进行采集，包括故障电池欠压或收入失电等，能够进行控制输出，包括启动活化、退出电池等，从而保障配电自动化测控终端始终处于良好运行状态。可以借助于PT取电应用到220V直流电源作为供电电源。或是选择相应的蓄电池组，以防备突发故障失电时测控终端能够始终正常工作。并且由于测控现场的电流路数相对较多，因此，为了满足多样化遥信采集以及多路数控制场合，则需要在电源插件内拓展8个遥信输入以及4个遥信输出。

4 电磁兼容设计

电磁兼容性设计是由于配电自动化测控终端的核心板上，存在着密集的混合电路以及高速电路，因此，则需要区分不同接入电路。模拟分散高速线路以及低速线路，从而保障各线路之间处于安全运行间距，避免信号干扰。在线路布置中，需要尽可能选择短粗的晶振线，强化抗干扰效果，在器件管脚接入滤波电容，从而促使外来线路率先通过电容滤波之后，才能够进入到芯片管脚当中。

结束语：应用到自动控制技术微处理电子技术以及通信手段等设计配电网自动化测控终端，从而能够对配电网当前在线以及离线状态进行智能监控，并实施自动化管理，促使其始终处于安全运行状态，提高巡检工作效率，保障电网获取高效运行效益。

参考文献：

[1]徐凤侠. 配电自动化测控终端的设计[J]. 山西电子技术,2020,(03):46-48.

[2]许开熙. 配电自动化建设的关键技术分析[J]. 科技风,2018,(32):182.