摘要：饋線自動化系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。本文結(jié)合在南安市城區(qū)電網(wǎng)改造中對饋線自動化的實際應(yīng)用，著重介紹饋線自動化的主要功能。
　　關(guān)鍵詞：饋線自動化；電網(wǎng)改造；實際應(yīng)用；主要功能
　　0引言
　　近幾年來，南安市城區(qū)電網(wǎng)發(fā)展迅速，供電可靠性的問題已提到日程上來，為了實施城區(qū)有效的配網(wǎng)自動化方案，緊密結(jié)合南安市電力局的具體情況，充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備、資源，考慮電網(wǎng)若干年的發(fā)展，把南安市城區(qū)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)成技術(shù)水平先進、功能使用模塊化的配電自動化系統(tǒng)。
　　1南安市城區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀及改造
　　南安市城區(qū)配電網(wǎng)主要由110kV龍潯變、110kV城關(guān)變，共10回10KV饋線供電，分別為龍潯變出線的龍北線、龍南線、龍坪線、龍東線、龍英線共5回，城關(guān)變出線的城東Ⅰ回、城北Ⅰ回、城北Ⅱ回、城南I回、城南Ⅱ回共5回，目前部分線路已具備簡單的環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)。為了適應(yīng)城市的發(fā)展，已陸續(xù)對城北I、II回和城南I、II回分段改造，增設(shè)分段開關(guān)和支路開關(guān)，增設(shè)接地環(huán)，使整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于合理，便于負荷調(diào)整和自動化控制。
　　2饋線故障自動隔離與恢復(fù)供電方式
　　根據(jù)自動化裝置的技術(shù)特點和整體方案，一般有就地控制和遠方控制兩種，就地控制以開關(guān)設(shè)備之間的整定值配合實現(xiàn)，能在不依賴主站和通信系統(tǒng)的條件下隔離故障,一般有分為重合器方案和電壓—時間型分段器；遠方控制方式通過主站對FTU上傳信息的分析、判斷及控制現(xiàn)場開關(guān)設(shè)備以達到對故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)。
　　饋線自動化方案的選擇本著實用、可靠、先進的原則，對于分段較少的架空線路，重合器方案能夠快速有效地隔離故障，恢復(fù)供電；而分段較多時，宜采用遠方控制方式。南安市城區(qū)配網(wǎng)負荷密集，有些線路分段較多且分段開關(guān)間距離短，宜采用遠方控制方式；有些線路長而分段少，宜采用重合器方案。綜合考慮，配電自動化開關(guān)的一次設(shè)備選用具有環(huán)網(wǎng)功能的自動重合器，將保護功能和環(huán)網(wǎng)功能投入即可實現(xiàn)遠方控制方式的饋線自動化。
　　3饋錢自動化終端（FTU）功能
　　配電自動化監(jiān)控器可以用作戶外的配電開關(guān)的監(jiān)控裝置，與SCADA（數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控）系統(tǒng)、配電自動化主站或變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信，完成對配電系統(tǒng)及設(shè)備的遠方監(jiān)視、故障檢測與控制功能。配電自動化監(jiān)控器主要有配電自動化監(jiān)控器、充電電源、蓄電池組、操作回路、操作面板、交流電源等組成，電氣原理框圖如下圖所示：
　　
　　                            
　　
　　　　
　　
　　FTU電氣原理框圖
　　配網(wǎng)自動化監(jiān)控器主要功能原理介紹如下：
　　3.1數(shù)據(jù)處理功能：
　　主處理部分通常由一個16位的微處理器CPU和鍵盤顯示板及面板組成，提供串行接口、狀態(tài)輸入、控制輸出、通訊、鍵盤顯示和系統(tǒng)自檢等各種功能。主處理部分還包括靜態(tài)的讀寫存儲器（SRAM）和電可擦除的閃爍存儲器（FLASHRAM/EEPROM）。SRAM是主CPU的工作內(nèi)存，為保證其內(nèi)部數(shù)據(jù)在裝置掉電時不丟失，應(yīng)給其加裝電池供電。閃爍存儲器是不揮發(fā)存儲器，用于保存系統(tǒng)參數(shù)、裝置運行程序、主CPU運行程序、DSP運行程序等配置數(shù)據(jù)。該處理部分主要對采集的基本數(shù)據(jù)進行計算和分析處理，結(jié)果保存在數(shù)據(jù)存儲器中，并隨時向外部接口提供信息和進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，轉(zhuǎn)發(fā)附近其他智能設(shè)備（如TTU等）的數(shù)據(jù)。
　　3.2測量監(jiān)視功能
　　遙測的基本原理：所有的交流模擬輸入量都經(jīng)變壓器隔離，直流模擬輸入量使用光電耦合器實現(xiàn)隔離，然后經(jīng)過濾波電路濾波，再經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器選擇，多路轉(zhuǎn)換器的輸出由電壓跟隨放大器驅(qū)動放大，送入高速16位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，A/D的輸出以串行數(shù)據(jù)流的形式送入數(shù)字信號處理DSP進行處理，從而保證長期運行的穩(wěn)定性和精度,最后再將采集到的各類數(shù)據(jù)進行處理,并上傳至系統(tǒng)主站。裝置的測量監(jiān)視功能包括：正常負荷狀態(tài)下的電壓、電流、有功、無功、視在功率、功率因數(shù)、有功電度、無功電度、頻率、零序電流、交流電流輸入量和電壓輸入量的2~16次諧波值等常規(guī)電氣量。故障檢測功能，對相間短路故障進行檢測，可測量記錄故障電流及方向、故障距離、故障發(fā)生時間及歷時，能夠滿足故障分析、故障定位及隔離的需要。具有單相接地故障檢測功能，記錄小電流接地系統(tǒng)單相接地故障時的線路暫態(tài)零序電流真有效值。斷路器當前狀態(tài)，動作次數(shù)等。
　　3.3開關(guān)遙控功能
　　遙控功能基本原理：遙控是配網(wǎng)控制中心向各個站點發(fā)布命令,直接進行斷路器分閘或合閘的操作。為了保證高度可靠,通常都采用返送校驗法,對遙控操作分兩步完成。1)先由配網(wǎng)主部端向各個分站端發(fā)送遙控選擇命令,指定遙控的對象和遙控操作的性質(zhì)(合閘或是分閘)。2)站點端收到主站的遙控選擇命令經(jīng)校驗合格后并不立即執(zhí)行遙控操作,而是將收到的遙控選擇命令返送回主站進行校核。CPU將主站下發(fā)的遙控命令進行處理,執(zhí)行,并通過返校寄存器，檢查校對繼電器輸出控制過程中硬件控制電路及繼電器驅(qū)動器狀態(tài)是否正確通過�？删幊炭刂破靼凑找欢ǖ倪壿嬳樞蜻x通硬件控制電路及繼電器驅(qū)動器，執(zhí)行信號放大生成直接驅(qū)動繼電器的信號,經(jīng)校驗合格后,由并行接口經(jīng)驅(qū)動器使指定的對象輸出繼電器動作。同時在操作面板上裝有操作方式選擇開關(guān)，扳動開關(guān)可選擇“當?shù)?rdquo;或“遠方”操作方式。操作方式開關(guān)撥到“遠方”時，開關(guān)工作在遠方遙控方式；操作方式開關(guān)撥到“當?shù)?rdquo;時，中間繼電器的電源經(jīng)由手動合、分閘按鈕提供，開關(guān)工作在當?shù)乜刂茽顟B(tài)。通過“當?shù)?rdquo;或“遠方”兩種操作方式，起動合、分閘中間繼電器，中間繼電器接點閉合，接通柱上負荷開關(guān)的合、分閘操作回路，完成對高壓開關(guān)的合、分閘操作。裝置內(nèi)部可提供24VDC或48VDC操作電源，在線路停電時由裝置的可充電蓄電池提供高壓開關(guān)分、合操作的能量。
　　3.4遙信功能
　　在電力系統(tǒng)運行中,斷路器的閉合或斷開直接關(guān)系到電網(wǎng)的結(jié)構(gòu),斷路器和隔離開關(guān)等位置狀態(tài)都取自它們的輔助觸點。為防止因輔助觸點接觸不良或電磁干擾而造成差錯(觸點回路電壓高,有24V或48V)。在遙信采樣裝置中,除了要設(shè)置RC濾波器濾除高頻干擾外還要采取光電耦合隔離措施。
　　裝置的開關(guān)量輸入接點均經(jīng)過光電隔離后轉(zhuǎn)換成邏輯信號，通過可編程控制器PLC的邏輯電路自動檢測輸入接點狀態(tài)的變化，并向主CPU申請中斷，由主CPU讀出PLC邏輯電路鎖存的變位信息，記錄和保存事項記錄和區(qū)分正常遙信與事故遙信。并將進一步信息上傳CPU,最后經(jīng)FTU通信接口上傳系統(tǒng)主站。
　　3.5供電電源的功能
　　裝置可由兩路交流供電電源輸入。交流供電電源可來自線路的電壓互感器或變壓器，它們輸出的220V或110V交流電壓通過接線端子引入監(jiān)控裝置，經(jīng)過抗干擾電路、交流電源切換電路接至裝置內(nèi)部的充電電源，充電電源作為供電電源的核心部件，主要完成三方面的功能，第一，交流電源有電壓輸出時，直接作為穩(wěn)壓電源使用，為配電自動化監(jiān)控器、中間繼電器等裝置運行提供24V穩(wěn)壓輸出，還應(yīng)為通信裝置提供一路穩(wěn)定的12V直流電壓輸出，并為高壓開關(guān)操作提供24V或48V直流操作電源；第二，交流電源有電壓輸出且當面板電池開關(guān)打在“開”位時，對外輸出浮充電電流，為蓄電池補充電能。第三，在交流電源掉電時，充電電源完成自動轉(zhuǎn)換，使蓄電池組由浮充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，為裝置的運行提供所需的電能。同時在蓄電池過放電時，自動切斷對外供電回路，以防止蓄電池損壞。此外，充電電源還應(yīng)具有電池活化測試等功能，并能對外輸出交流掉電報警和電池低壓指示等信號。
　　3.6通信功能
　　作為FTU，通信能力要強，且支持IEC870-5-101、DNP3.0、MODBUS、SC1801等通信規(guī)約。在裝置內(nèi)可裝入光纖收發(fā)器以及調(diào)制解調(diào)器等通信終端，并能提供多種接口類型，能夠提供232接口、458接口或422接口�？赏ㄟ^對配電自動化監(jiān)控器的RS-232主站通信口與通信終端的RS-232口相連接，完成高壓開關(guān)的監(jiān)視與控制功能。同時裝置應(yīng)設(shè)計有維護通信口，把該口與PC機相連，通過該口可監(jiān)視裝置的實時運行狀態(tài)對裝置進行檢查維護。此外還可作為主機實現(xiàn)將附近的TTU的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到主站前置機。
　　4配變監(jiān)測終端（TTU）的功能
　　配電監(jiān)測終端（TTU）是對配變變壓器的各種運行參數(shù)的監(jiān)視、測量與控制的遠方終端，是配電自動化系統(tǒng)中的一部分。通過采集和保存變壓器的各種運行數(shù)據(jù)，利用通信網(wǎng)絡(luò)與配網(wǎng)、SCADA系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)主站對柱上配電變壓器、箱式變的遙測、遙信、遙控功能。
　　配電監(jiān)測終端（TTU）一般由電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換器、專用高智能芯片、實時時鐘、數(shù)據(jù)存儲器、液晶顯示器，I/O接口、和數(shù)據(jù)通訊接口等組成。各模擬信號通過互感器和A/D轉(zhuǎn)換等信號處理電路后，進入智能芯片進行計算和分析處理，結(jié)果保存在數(shù)據(jù)存儲器中，隨時向外部接口提供信息和進行數(shù)據(jù)交換。
　　4.1數(shù)據(jù)采集功能：
　　包括對運行電量參數(shù)（變壓器低壓測三相電壓、三相電流、有功、無功、功率因數(shù)及電能量等參數(shù)）的遠方測量，設(shè)備狀態(tài)的遠方監(jiān)視，根據(jù)監(jiān)測點的電壓和無功大小，控制電容器的運行狀態(tài)，達到無功就地平衡，提高電壓質(zhì)量，減小線路損耗。
　　4.2數(shù)據(jù)處理功能：
　　對的采集數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計和計算,包括:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、停電時間、電壓合格率、記錄及上報起始時間和恢復(fù)時間、越限告警等。
　　5結(jié)語
　　饋線自動化系統(tǒng)的投入運行，對于提高南安市城區(qū)電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量水平，提供了可靠保證。
　　參考文獻
　　［1］福建省電網(wǎng)地、市調(diào)度自動化人員培訓班資料。福建省電網(wǎng)調(diào)度,2002年11月。
　�。�2］PZK-100配電自動化監(jiān)控器用戶手冊,淄博科匯電氣有限公司,2005年2月。