配电自动化终端技术分析

马 龙

（国网乌鲁木齐供电公司，新疆 乌鲁木齐 830011）

0 引 言

配电网是电力系统的终端，直接面向用户。随着科学技术的进步，配电网供电的可靠性和质量越来越高。然而，由于当前国内配电网的基础设施落后且结构较为薄弱，实际运行中存在供电质量差、电压水平低、网损率高和自动化程度低等问题。原配电网已不能满足终端用户日益增长的需求，配电网自动化改造和建设正在积极进行中。配电网自动化可以对配电网及其设备在正常运行和事故状态下实施监测、保护和控制，实现用电和配电管理自动化。此外，针对供电可靠性的闭环控制也得到了较大的改进，可实现实时控制。

1 配电自动化终端构成

配电自动化终端由中央监控单元、人机界面模块、操作控制回路、通信终端和电源模块组成。

集中监控单元是配电自动化终端的核心，可以收集模拟输入与开关输入产生的信号数据、电压与电流、故障检测和功率等参数结果，管理控制量输出与远程通信工作。配电自动化终端通过设计通信接口、模块输出与平台的新形式满足实际需要和相应配置要求[1]。

人机界面是针对自动化配电的设置与维护进行设置的，主要工作是调整运行参数，记录并反馈电压、电流及功率数据，从而使相关人员了解设施运行状态。通信终端又叫做通信适配器，能够通过监管单元的太网接口与RS 232串行接口实施信息传播，实现对自动化配电网信息的监督。不同类型的通信设施各自拥有着不一样的特点，无论是无线终端、调制解调器（用于模拟信道）、光纤终端还是载波终端，在属性特征方面都有所不同[2]。

操作控制回路主要指FTU操作控制回路，要求回路中必须有一个手动控制按钮。该装置可以显示回路中的开关位置，帮助操作者了解当前开关状态。

在配电终端中存在着多种直流电源。通常，终端运用开关站的AC220 V自用电源，产生DTU外部输入功率。当自用电源因为某些原因断开时，会使用UPS-AC电源为终端提供电源。FTU的功率多来源于变压器所处的低压端，由于线路上没有特殊的220 V交流电，一般利用电压互感器为其提供电压测量与数据采样信号。为保证终端拥有源源不断的电能供应，应尽可能多地配备电池。

2 配电自动化终端的主要功能

2.1 故障检测与记录

在配电终端采集数据和记录数据操作出现故障时，自动化终端会起到如下作用。（1）记录故障电压和电流。实际操作过程中，录波器不仅能够记录故障电压与电流的波动信号，也可以记录少数关键故障电流和电压的幅值。（2）检测小电流接地故障电流。自动化终端可以检测因小电流接地系统单元相互连接产生的零星电流，确定自动化系统故障所处的位置。（3）估算故障地点。在特定情况下，如双电源闭环电回路，配电终端能够通过电流方向估算故障地点[3]。

2.2 SCADA功能

SCADA功能，即是传统RTU中的“三遥”，即遥控、遥测和遥信功能。配电终端能够通过测量电压、电流和各种情况下的功率与功率因数等数据了解系统正常运行条件下的不平衡状态，并适应直流电源的输入，有效监管电源的电压与供电电流。遥控器负责脱扣输出、开关量输出和配电开关关闭三部分操作。

2.3 可编程逻辑控制（PLC）

在实际工程应用中，配电终端可以根据实际情况独立做出指令，实现对现场的控制。例如，DTU可以自动隔离待机电源，线路故障TTU能够根据电压和功率变化需要自动化管理电容器开关。这些工作的实现皆需要配电终端具有可编程逻辑控制（PLC）功能。

2.4 负荷监测

负荷监测主要包括以下方面：（1）实时采集数据，即通过监测实时掌握负荷情况，采集实时数据，与SCADA功能有所相似；（2）记录负荷数据，即记录负荷运行中的各个参数，并将其存入内存中，方便主站调用和计算机定期读取，且基本上没有功耗；（3）负荷统计，主要是电压通过率和供电可靠性的统计。

3 配电自动化终端设备技术的应用

3.1 配电自动化终端设备通讯技术

配电自动化终端通常采用单一的配电分站接收和传输相关数据信息。在传输过程中，相关人员需要实时关注配电分站外围的终端数据信息与传输状况，而并不需要从这个站点直接获取数据信息。在接收和发送数据时，使用该系统也可以改进数据传输过程。合理应用SDH技术和光纤网络技术，主站可用作多种数据的传输通道，加强了配电变电站和终端的联系，提高数据传输效率[4]。此外，在电话拨号与现场总线操作过程中，系统可以远程监测电流故障，保证通信能力，更好地保护电力系统。

3.2 配电自动化终端设备故障检测与分析技术

合理应用故障检测技术对终端设备实行定期检测，并通过收集相关数据、图表和信息及时准确地分析数据，将结果反馈到主站，可以推进各级配电终端故障检测工作的发展，有助于清楚了解故障性质与所处位置，及时解决故障。在出现单相接地故障时，需要给予维修人员充足的维修时间，要求其在有效时间排除故障[5]。

3.3 配电自动化终端设备故障自动隔离技术

为有效加快电网数据传输和提高数据传输的稳定性，必须建设相应的开闭站，彻底解决由供电方式与连接方式不同引发的不和谐问题。在设计进入线时，需要选用开路装置方法，并辅以一系列的保护与监管装置。而进出线的设计应通过协调负荷开关来完成。此外，还可以利用DTU功能和PLC功能远程监控中压和远距离配电运输问题，及时分析出电源线故障原因，并在故障点附近做出有效保护工作，使线路得到有效地守护。一旦监测到设备压力超过安全范围，自动化终端会自动断开电源，保护电路，等到故障解决后，再恢复正常供电。

4 结 论

配电自动化终端作为配电自动化的重要组成部分，可以有效减少线路故障的发生，提高配电网的供电能力和供电效率，提高电网运行的可靠性和稳定性。随着计算机技术和通信技术的发展，配电自动化终端技术逐步成熟，正进一步向高可靠性、多功能、组合化、小型化、低功耗、低成本和无维护的方向发展，在我国配电网的智能化建设中发挥着重要作用[6]。