论文部分内容阅读
国网五家渠市供电公司 830013
摘要：阐述了配电自动化终端设备的应用实现方案，论述了配电自动化终端设备的功能测试方法，并对配电自动化终端设备的应用成效进行了进一步探析。
关键词：配网自动化;终端设备;配电自动化
一、配网自动化中配电自动化终端设备概述
配电自动化主要指利用通信技术、现代电子技术、网络技术、计算机技术，将离线信息、配电网实时信息、电网结构参数、用户信息、地理信息等进行集成，建设成完整的自动化管理系统，实现配电系统平稳运转及事故状态下监测、保护、管控。而配电自动化终端设备主要是安装在中压配电网的不同类型控制单元、远距离监测单元的统称，具有数据通信、数据采集、数据控制等多方面功能。现有配网自动化终端设备主要包括馈线终端、站所终端几种，其中馈线终端主要指安装在配电网架空线路杆塔等位置的终端，以开关为监控对象，具有遥控、遥测、遥信、馈线自动化等功能;站所终端主要安装在配电网馈线回路的适当位置，如箱式变电站、配电室、开关站、环网柜等，以开关为监控对象，具有馈线自动化、遥控、遥测、遥信等功能。
二、配网自动化中配电自动化终端设备的应用实现方案
（一）终端选型
在整个电缆线路运行过程中，自动化终端是一个非常重要的组成部分，也是电缆线路相对薄弱的模块。因此，做好电缆自动化终端选型，对于电缆系统安全、平稳运行，降低维护人员工作压力具有非常重要的意义。
（二）终端建模
计算三相系统中电能量的逻辑节点可通过电流互感器逻辑节点、电压互感器逻辑节点采集馈线线路电流、电压信息并对电流、电压的有效值、功率进行计算;而逻辑设备LD2主要负责馈线终端设备FTU故障监测及瞬时过电流保护。在瞬时过电流故障出现时，可根据瞬时过电流监测逻辑节点发出的瞬时过电流信号，在信息流模型支持下促使瞬时过电流监测逻辑节点与具备断路器跳闸控制功能的逻辑节点进行信息交互，随后由具备断路器跳闸控制功能的逻辑节点控制断路器跳开，实现过电流保护。
（三）模型融合
在馈线终端设备FTU模型构建完毕后，考虑到现行配电主站模型倾向于利用类的含义代替配电系统具体目标，并通过类中的属性对具体实例的类进行识别、描述。因此，可分别对馈线终端设备各逻辑节点数据模型、配电主站量进行保护包测试。根据保护包中数据模型研究结果，寻找馈线终端设备FTU、配电主站模型间共有数据。随后以数据节点映射的方式，将配电主站所需遥测、遥信、遥控数据从馈线终端设备FTU中转换至配电自动化主站数据模型内。
（四）调试接入
为保证基于IEC61850的馈线终端设备FTU信息规范采集，可依据建模统一原则，对各生产商配电自动化采集终端信息的语义、类别、命名进行集中描述，降低各终端设备间交互操作难度。在信息分流后，在前期建立的基于IEC61850的馈线终端设备FTU模型中进行信息表模板配置，对IEC61970/61968进行扩展，在遥测信息及遥信信息、一次设备与二次终端设备、瞬时过电流保护信息间建立关联。
三、配网自动化中配电自动化终端设备的功能测试
（一）系统建模
基于IEC61850的馈线终端设备FTU的功能测试主要是在设备已接入情况下，对系统建模、馈线故障处理及遥信、遥测、遥控准确性进行测试。在系统建模时，首先需对测试网架一定的系统建模流程进行观察，并对网络拓扑、动态拓扑着色功能进行测试，达到检验模型正确性的目的。即依托已确定的测试模型，在基于IEC61850的馈线终端设备FTU端进行建模，通过改变测试网架开关开合闸状态，命令被测试设备进行网络拓扑分析、动态拓扑着色，据此确定网络拓扑分析性能。
（二）故障处理能力
主要是在馈线自动化终端线路模型一定的情况下，以故障处理合理科学性为对象，利用终端注入测试方式，对基于IEC61850的馈线终端设备FTU在环网柜出线故障、环网柜进线故障、变电站出口故障、主干线末端故障、环网柜母线故障等系统典型故障现象处理中表现进行测试。
（三）三遥正确性
主要是在选定配电自动化终端施加一电流，对基于IEC61850的馈线终端设备FTU的遥测精度、系统响应时间、分辨率进行测试。随后在选定的终端遥信端子，模拟开关位置状态，测试基于IEC61850的馈线终端设备FTU的遥信响应时间、正确率、分辨率。同理，通过基于IEC61850的馈线终端设备FTU遥控功能，控制选定备用开关、联络开关，对遥控正确性、信息传输时间进行测定。
四、配网自动化中配电自动化终端设备的应用成效分析
（一）社会效益
基于IEC61850的馈线终端设备FTU，实现了馈线自动化线路在不停止电力能源输送状态下的遥信、遥控、遥测，基本形成了基于终端注入的自动化管控方案，为馈线自动化带电运行、分布式交互仿真、故障处理逻辑验证等功能的实现提供了保障。且整个试点运行阶段没有出现停电，并实现了远距离控制、感应、测量，减少了现场测试人员工作压力，减少了故障停电时间及测试停电时间，社会效益较为明显。
（二）经济及环境效益
由于基于IEC61850的馈线终端设备FTU应用了无油、无瓷、防火防爆、质量轻、免维护、体积小的整体预制型干式自动化终端。由于附加在原电缆线路上自动化终端重量较轻，可直接在铁塔平台上应用，减少了电缆线路自动化终端占地面积。同时现场施工较方便，不需在现场准备大型施工工具及起吊大瓷套，也不需在现场灌注绝缘浸渍剂，实现了两到三个施工人员一天完成一只或两只电缆自动化终端安装，且由于自动化终端不需额外添加油等动力能源，后期维护压力较小，运维经济损耗较低。
五、结束语
综上所述，以往配电终端接入大多是通过配电自动化现场通信串口101协议、网络104协议传输信息点表手段实现，具有调试工作量大、管理维护灵活度差的问题，限制了配电自动化系统大规模推广应用、建设实现。在建立基于IEC61850的馈线终端设备FTU并将其与配电主站系统融合的基础上，应将整体预制型干式自动化终端作为配电自动化终端设备工作电源，同步提升配电自动化终端设备运行经济效益、环境效益及社会效益。
参考文献
[1]关于配电自动化工作的若干问题[J].雷鸣. 新疆电力. 2019（04）
[2]探究配電自动化终端布局的规划方法[J].肖忠良，张玲峰，龚罗文. 职教与经济研究. 2018（01）
摘要：阐述了配电自动化终端设备的应用实现方案，论述了配电自动化终端设备的功能测试方法，并对配电自动化终端设备的应用成效进行了进一步探析。
关键词：配网自动化;终端设备;配电自动化
一、配网自动化中配电自动化终端设备概述
配电自动化主要指利用通信技术、现代电子技术、网络技术、计算机技术，将离线信息、配电网实时信息、电网结构参数、用户信息、地理信息等进行集成，建设成完整的自动化管理系统，实现配电系统平稳运转及事故状态下监测、保护、管控。而配电自动化终端设备主要是安装在中压配电网的不同类型控制单元、远距离监测单元的统称，具有数据通信、数据采集、数据控制等多方面功能。现有配网自动化终端设备主要包括馈线终端、站所终端几种，其中馈线终端主要指安装在配电网架空线路杆塔等位置的终端，以开关为监控对象，具有遥控、遥测、遥信、馈线自动化等功能;站所终端主要安装在配电网馈线回路的适当位置，如箱式变电站、配电室、开关站、环网柜等，以开关为监控对象，具有馈线自动化、遥控、遥测、遥信等功能。
二、配网自动化中配电自动化终端设备的应用实现方案
（一）终端选型
在整个电缆线路运行过程中，自动化终端是一个非常重要的组成部分，也是电缆线路相对薄弱的模块。因此，做好电缆自动化终端选型，对于电缆系统安全、平稳运行，降低维护人员工作压力具有非常重要的意义。
（二）终端建模
计算三相系统中电能量的逻辑节点可通过电流互感器逻辑节点、电压互感器逻辑节点采集馈线线路电流、电压信息并对电流、电压的有效值、功率进行计算;而逻辑设备LD2主要负责馈线终端设备FTU故障监测及瞬时过电流保护。在瞬时过电流故障出现时，可根据瞬时过电流监测逻辑节点发出的瞬时过电流信号，在信息流模型支持下促使瞬时过电流监测逻辑节点与具备断路器跳闸控制功能的逻辑节点进行信息交互，随后由具备断路器跳闸控制功能的逻辑节点控制断路器跳开，实现过电流保护。
（三）模型融合
在馈线终端设备FTU模型构建完毕后，考虑到现行配电主站模型倾向于利用类的含义代替配电系统具体目标，并通过类中的属性对具体实例的类进行识别、描述。因此，可分别对馈线终端设备各逻辑节点数据模型、配电主站量进行保护包测试。根据保护包中数据模型研究结果，寻找馈线终端设备FTU、配电主站模型间共有数据。随后以数据节点映射的方式，将配电主站所需遥测、遥信、遥控数据从馈线终端设备FTU中转换至配电自动化主站数据模型内。
（四）调试接入
为保证基于IEC61850的馈线终端设备FTU信息规范采集，可依据建模统一原则，对各生产商配电自动化采集终端信息的语义、类别、命名进行集中描述，降低各终端设备间交互操作难度。在信息分流后，在前期建立的基于IEC61850的馈线终端设备FTU模型中进行信息表模板配置，对IEC61970/61968进行扩展，在遥测信息及遥信信息、一次设备与二次终端设备、瞬时过电流保护信息间建立关联。
三、配网自动化中配电自动化终端设备的功能测试
（一）系统建模
基于IEC61850的馈线终端设备FTU的功能测试主要是在设备已接入情况下，对系统建模、馈线故障处理及遥信、遥测、遥控准确性进行测试。在系统建模时，首先需对测试网架一定的系统建模流程进行观察，并对网络拓扑、动态拓扑着色功能进行测试，达到检验模型正确性的目的。即依托已确定的测试模型，在基于IEC61850的馈线终端设备FTU端进行建模，通过改变测试网架开关开合闸状态，命令被测试设备进行网络拓扑分析、动态拓扑着色，据此确定网络拓扑分析性能。
（二）故障处理能力
主要是在馈线自动化终端线路模型一定的情况下，以故障处理合理科学性为对象，利用终端注入测试方式，对基于IEC61850的馈线终端设备FTU在环网柜出线故障、环网柜进线故障、变电站出口故障、主干线末端故障、环网柜母线故障等系统典型故障现象处理中表现进行测试。
（三）三遥正确性
主要是在选定配电自动化终端施加一电流，对基于IEC61850的馈线终端设备FTU的遥测精度、系统响应时间、分辨率进行测试。随后在选定的终端遥信端子，模拟开关位置状态，测试基于IEC61850的馈线终端设备FTU的遥信响应时间、正确率、分辨率。同理，通过基于IEC61850的馈线终端设备FTU遥控功能，控制选定备用开关、联络开关，对遥控正确性、信息传输时间进行测定。
四、配网自动化中配电自动化终端设备的应用成效分析
（一）社会效益
基于IEC61850的馈线终端设备FTU，实现了馈线自动化线路在不停止电力能源输送状态下的遥信、遥控、遥测，基本形成了基于终端注入的自动化管控方案，为馈线自动化带电运行、分布式交互仿真、故障处理逻辑验证等功能的实现提供了保障。且整个试点运行阶段没有出现停电，并实现了远距离控制、感应、测量，减少了现场测试人员工作压力，减少了故障停电时间及测试停电时间，社会效益较为明显。
（二）经济及环境效益
由于基于IEC61850的馈线终端设备FTU应用了无油、无瓷、防火防爆、质量轻、免维护、体积小的整体预制型干式自动化终端。由于附加在原电缆线路上自动化终端重量较轻，可直接在铁塔平台上应用，减少了电缆线路自动化终端占地面积。同时现场施工较方便，不需在现场准备大型施工工具及起吊大瓷套，也不需在现场灌注绝缘浸渍剂，实现了两到三个施工人员一天完成一只或两只电缆自动化终端安装，且由于自动化终端不需额外添加油等动力能源，后期维护压力较小，运维经济损耗较低。
五、结束语
综上所述，以往配电终端接入大多是通过配电自动化现场通信串口101协议、网络104协议传输信息点表手段实现，具有调试工作量大、管理维护灵活度差的问题，限制了配电自动化系统大规模推广应用、建设实现。在建立基于IEC61850的馈线终端设备FTU并将其与配电主站系统融合的基础上，应将整体预制型干式自动化终端作为配电自动化终端设备工作电源，同步提升配电自动化终端设备运行经济效益、环境效益及社会效益。
参考文献
[1]关于配电自动化工作的若干问题[J].雷鸣. 新疆电力. 2019（04）
[2]探究配電自动化终端布局的规划方法[J].肖忠良，张玲峰，龚罗文. 职教与经济研究. 2018（01）