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摘 要：配电自动化终端装置作为配电自动化系统底层的基本单元，其功能和可靠性直接影响到整个系统功能的有效发挥。本文对配电自动化终端的分类、原理结构、功能、通信技术等进行了系统阐述和探讨。
关键词：配电自动化 终端装置 通信系统
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0120-02
随着经济的快速发展，用户对供电质量和可靠性的要求越来越高。配电自动化系统利用现代计算机、通信技术和网络技术，实现中压配电网运行的自动化，有效地提高供电质量和生产管理效率。因此，配电自动化受到国家电网和科研生产单位的广泛重视，成为是当今配网建设的热点。
配电自动化系统由主站、通信网络、终端装置三部分组成。配电自动化终端主要用于中压配电网中的环网开关柜、重合器、柱上分段开关、配电变压器等的监视与控制，与配电自动化主站通信，提供配电运行控制及管理所需的数据，执行主站发出的对配电设备的控制指令，其性能和可靠性直接影响到整个系统能否有效地发挥作用[1]。
与作为现场装置进行“上传数据、下达命令”的传统调度自动化或远动系统的终端（RTU）不同，配电自动化终端，除了完成传统的“三遥”（遥测、遥信、遥控）外，还能够检测故障、完成一些就地自动控制功能，如分段开关重合控制、开闭所备用电源自投等。此外，安装在户外线路上的配电终端还要能够适应恶劣的运行环境、在线路停电时能够利用蓄电池实现不间断供电等。本文对配电自动化终端的分类、原理结构、功能、通信技术等进行了系统阐述和探讨。
1 配电自动化终端的种类
配电自动化终端主要用于配电设备运行数据的采集与调节控制，不同配电设备对终端的功能、运行环境、安装结构有不同的要求。因此，配电终端可分为4大类。
（1）DTU：开闭所、公用及用户配电所监控终端，一般称为站控终端DTU（ Distribution Terminal Unit）。DTU的构成与传统的远动 RTU 类似，但在功能上与常规 RTU 有很大不同，主要增加了故障检测与就地可编辑逻辑控制（PLC）功能。PLC 用于不依赖于主站对母线或线路故障的自动隔离。
（2）FTU：线路分段开关监控终端，包括柱上分段开关与环网柜监控终端，称为线路终端FTU （Feeder terminal Unit）。 FTU 运行在户外环境中，其功能要求、结构、供电方式、安装形式上都与常规 RTU 有很大的区别。
（3）TTU：配电变压器监测终端，一般称为配变终端 TTU（Transformer Terminal Unit）。TTU 主要用于配电变压器负荷情况的监视与纪录，个别情况下要求其能够根据电压与无功功率情况，就地进行无功补偿电容器投切控制。
（4）用户用电设备监控终端：简称用电终端，采集高压侧电流和开关状态量以及低压侧电压、电流、有功、无功、电能表脉冲计数量等，并结合需方管理（DSM），对用户设备进行控制。一般在大用户装设该设备，设计技术与构成与 DTU 或 FTU 类似。
2 构成与原理
配电自动化终端主要由中心监控单元、人机接口模块、操作控制回路、通信终端、电源模块5部分组成，如图1所示。
配电自动化终端的核心时中心监控单元，像模拟量输入与开关量输入信号的采集，故障检测，电压、电流、有功功率等运行参数的计算，控制量的输出、远程通信等都是其包括的主要功能。配电自动化终端目前的采用的形式是平台化、模块化的输出量和通信接口形式设计，根据实际需要扩展和配置数量。
在简单配置维护配电自动化终端的时候可以使用人机接口，可以整定主要运行参数，可以对电压、电流、功率等测量数据进行显示，其他装置的运行状态信息可以得到反映。为达到设计更简化，装置的可靠性得到提高的目的，有很多没有人机接口模块的配电自动化终端，配置维护的时候就需要维护人员通过便携式PC进行。
通信终端又被叫做通信配适器，可以通过监控单元的以太网接口或者RS232串行接口连接，来达到连接监控单元和配网自动化通信介质的目的。不同的类型的通信设备通道的连接，分有光纤终端、无线终端、调制解调器（用于模拟通道）、载波终端等不同的通信终端。
在FTU可以使用操作控制回路，这样要有人工控制按钮。该装置可以帮助操作人员通过开关位置在回路的显示了解开关状态。
配电终端电路需要的各种直流电源是由电源模块提供。DTU外部输入电源一般取自开闭所内的交流220V自用电源，在自用电源中断时，使用交流不间断电源（UPS）提供备用电源。TTU的电源输入取自配电变压器低压侧输出。对于FTU 来说，因线路上一般不设专用220V交流电源，通常使用电压互感器在提供电压测量取样信号的同时，为FTU 供电。FTU 电源应配备蓄电池，以在线路停电时为自身电路提供不间断供电，同时提供开关操作电源。
3 主要功能
配电自动化终端根据监控对象与应用场合不同，对其功能的要求也不同。实际工程中，应根据具体的应用要求对以下功能进行取舍。
（1）SCADA功能。
即传统RTU的“三遥”（遥测、遥信、遥控）。配电终端要能够测量正常运行状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数等反映系统不平衡程度的电气量，还要能接入直流输入量，用于监视使用的蓄电池的电压与供电电流。遥信主要是接入配电开关辅助接点信号、储能机构储能正常信号等。遥控包括配电开关合闸与跳闸输出，以及开关量输出。
（2）故障检测与记录。
配电终端采集记录的故障信息主要包括以下几点。
①故障电流、电压值：实际应用中，可像故障录波器一样，记录故障电压、电流的波形，亦可以只记录几个关键的故障电流、电压幅值，如故障发生及故障切除前、后的值。
关键词：配电自动化 终端装置 通信系统
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0120-02
随着经济的快速发展，用户对供电质量和可靠性的要求越来越高。配电自动化系统利用现代计算机、通信技术和网络技术，实现中压配电网运行的自动化，有效地提高供电质量和生产管理效率。因此，配电自动化受到国家电网和科研生产单位的广泛重视，成为是当今配网建设的热点。
配电自动化系统由主站、通信网络、终端装置三部分组成。配电自动化终端主要用于中压配电网中的环网开关柜、重合器、柱上分段开关、配电变压器等的监视与控制，与配电自动化主站通信，提供配电运行控制及管理所需的数据，执行主站发出的对配电设备的控制指令，其性能和可靠性直接影响到整个系统能否有效地发挥作用[1]。
与作为现场装置进行“上传数据、下达命令”的传统调度自动化或远动系统的终端（RTU）不同，配电自动化终端，除了完成传统的“三遥”（遥测、遥信、遥控）外，还能够检测故障、完成一些就地自动控制功能，如分段开关重合控制、开闭所备用电源自投等。此外，安装在户外线路上的配电终端还要能够适应恶劣的运行环境、在线路停电时能够利用蓄电池实现不间断供电等。本文对配电自动化终端的分类、原理结构、功能、通信技术等进行了系统阐述和探讨。
1 配电自动化终端的种类
配电自动化终端主要用于配电设备运行数据的采集与调节控制，不同配电设备对终端的功能、运行环境、安装结构有不同的要求。因此，配电终端可分为4大类。
（1）DTU：开闭所、公用及用户配电所监控终端，一般称为站控终端DTU（ Distribution Terminal Unit）。DTU的构成与传统的远动 RTU 类似，但在功能上与常规 RTU 有很大不同，主要增加了故障检测与就地可编辑逻辑控制（PLC）功能。PLC 用于不依赖于主站对母线或线路故障的自动隔离。
（2）FTU：线路分段开关监控终端，包括柱上分段开关与环网柜监控终端，称为线路终端FTU （Feeder terminal Unit）。 FTU 运行在户外环境中，其功能要求、结构、供电方式、安装形式上都与常规 RTU 有很大的区别。
（3）TTU：配电变压器监测终端，一般称为配变终端 TTU（Transformer Terminal Unit）。TTU 主要用于配电变压器负荷情况的监视与纪录，个别情况下要求其能够根据电压与无功功率情况，就地进行无功补偿电容器投切控制。
（4）用户用电设备监控终端：简称用电终端，采集高压侧电流和开关状态量以及低压侧电压、电流、有功、无功、电能表脉冲计数量等，并结合需方管理（DSM），对用户设备进行控制。一般在大用户装设该设备，设计技术与构成与 DTU 或 FTU 类似。
2 构成与原理
配电自动化终端主要由中心监控单元、人机接口模块、操作控制回路、通信终端、电源模块5部分组成，如图1所示。
配电自动化终端的核心时中心监控单元，像模拟量输入与开关量输入信号的采集，故障检测，电压、电流、有功功率等运行参数的计算，控制量的输出、远程通信等都是其包括的主要功能。配电自动化终端目前的采用的形式是平台化、模块化的输出量和通信接口形式设计，根据实际需要扩展和配置数量。
在简单配置维护配电自动化终端的时候可以使用人机接口，可以整定主要运行参数，可以对电压、电流、功率等测量数据进行显示，其他装置的运行状态信息可以得到反映。为达到设计更简化，装置的可靠性得到提高的目的，有很多没有人机接口模块的配电自动化终端，配置维护的时候就需要维护人员通过便携式PC进行。
通信终端又被叫做通信配适器，可以通过监控单元的以太网接口或者RS232串行接口连接，来达到连接监控单元和配网自动化通信介质的目的。不同的类型的通信设备通道的连接，分有光纤终端、无线终端、调制解调器（用于模拟通道）、载波终端等不同的通信终端。
在FTU可以使用操作控制回路，这样要有人工控制按钮。该装置可以帮助操作人员通过开关位置在回路的显示了解开关状态。
配电终端电路需要的各种直流电源是由电源模块提供。DTU外部输入电源一般取自开闭所内的交流220V自用电源，在自用电源中断时，使用交流不间断电源（UPS）提供备用电源。TTU的电源输入取自配电变压器低压侧输出。对于FTU 来说，因线路上一般不设专用220V交流电源，通常使用电压互感器在提供电压测量取样信号的同时，为FTU 供电。FTU 电源应配备蓄电池，以在线路停电时为自身电路提供不间断供电，同时提供开关操作电源。
3 主要功能
配电自动化终端根据监控对象与应用场合不同，对其功能的要求也不同。实际工程中，应根据具体的应用要求对以下功能进行取舍。
（1）SCADA功能。
即传统RTU的“三遥”（遥测、遥信、遥控）。配电终端要能够测量正常运行状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数等反映系统不平衡程度的电气量，还要能接入直流输入量，用于监视使用的蓄电池的电压与供电电流。遥信主要是接入配电开关辅助接点信号、储能机构储能正常信号等。遥控包括配电开关合闸与跳闸输出，以及开关量输出。
（2）故障检测与记录。
配电终端采集记录的故障信息主要包括以下几点。
①故障电流、电压值：实际应用中，可像故障录波器一样，记录故障电压、电流的波形，亦可以只记录几个关键的故障电流、电压幅值，如故障发生及故障切除前、后的值。