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改善配电自动化新技术实施方案须知

作者:职称论文快速发表网编辑 发布时间:2018-06-06

  科技改革发展的今天,自动化技术上的应用模式和新管理应用措施是当前自动化终端技术的一个发展趋势,以下主要讲述了有关配电自动化终端技术方面的介绍。

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  摘要:配电自动化终端作为配电自动化系统基本的检测和控制单元,其技术可靠性具有非常重要的意义。近年来我国的配电终端技术已经取得了较大程度的提升,但是仍存在一些问题,文章深入分析了配电自动化终端技术的现状并分析了其未来发展趋势,对于推进终端技术乃至配电自动化系统的发展具有重要意义。

  关键词:配电自动化,终端技术,自动化类论文

  1 配电自动化终端概述

  1.1 功能设计

  配电自动化终端在设计之初的基本功能主要是实现对配电系统故障的检测,然而随着自动化技术的发展,当前配电自动化终端已经发展出电网状态信息检测、系统保护、故障录波和监控与控制等功能。

  推荐期刊:《电力自动化设备》创办于1973年,是由中国华电集团公司主管,南京电力自动化研究所、南京电力自动化设备总厂、国电南京自动化股份有限公司主办,国内外公开发行的专业科技期刊。本刊一贯坚持面向科研、面向制造、面向应用的办刊方向,重视学术水平及编辑出版质量,在读者中的影响越来越大。

  1.1.1 信息采集与处理

  配电自动化终端能够将系统中的电压和有功、无功功率信息实时采集和处理,以供配电自动化控制核心做出决策。

  1.1.2 实现遥控

  通过接收远方站点的指令,对本地断路器发出控制信号。

  1.1.3 配置系统参数

  配电自动化终端能够及时获取系统状态,并对系统的功能和参数进行修改整定,实现现场或者远方设备的参数整定。

  1.1.4 状态监测

  通过配电自动化监测终端实现系统中断路器的开关状态以及变压器工作状态等重要信息进行监测。

  1.1.5 故障反馈与切除

  配电自动化终端能够及时对系统中出现的故障进行报警反馈,并且对于某些具有恢复功能的设备,自动化终端可以辅助其完成故障后的恢复功能。

  1.1.6 事件记录

  配电自动化终端对于电网状态的变化非常敏感,当出现系统状态切换时,自动化终端能够准确记录变化前后系统的状态,便于后续分析。

  1.1.7 实现微机保护功能

  通过获取到的系统状态,配合断路器的操作,配电自动化终端可以对系统中出现的短路、过压以及不对称运行等故障及时切除,实现了微机保护功能。

  1.2 配电自动化终端的分类

  按照配电自动化终端的结构,可以将其分为两类:一类是分散式配电终端,另一类是集中式配电终端。两者的区别在于终端单元是否分散安装。根据应用场合的不同,可以将配电自动化终端分为环网柜配电终端、变压器配电终端和开闭所配电终端以及架空线配电终端。同时需要注意的是,用于不同场合的配电终端实现的功能也略有差别。另外,根据自动化终端处理故障的判据类型,可以将其分为电压型配电终端、电流型配电终端以及电压/电流兼容型配电终端。

  2 配电自动化终端技术

  下文将从几个方面分析实现这些功能所采用的常用技术。

  2.1 故障检测技术

  配电自动化系统终端通过电流互感器进行故障电流的检测,为了提高电流互感器的测量精度,最新研制出的饱和型电流互感器将被广泛使用。饱和型电流互感器的铁芯材料是易饱和的,这使得其特性几乎完全接近测量型电流互感器,但是却拥有较大的经济优势。在检测电流方面,自动化终端可以采用继电保护中技术成熟的故障检测方法。在通过电流互感器采集到系统电流后,判断线路电流是否超过整定值,如果超过则判定为故障发生。当配电线路投入运行的情况下,负荷启动电流过大引起的过电流不是真正的故障状态,配电自动化终端在配置时需要能够避开。

  2.2 通信技术

  配电自动化系统中所涉及的终端装置数量庞大且比较分散,为了做到不同装置的高效互联,必须采用开发的通信协议。目前较为流行的通信协议为IEC870-5以及北美地区广泛使用的DNP3.0,两者均能实现信息的及时通信传输。另外,局域网通信技术也被广泛使用于配电自动化终端系统中,具体的实现方式包括RS232或者RS485串口通信接口,或者CAN和LonWorks等现场总线方式的接口。局域网通信主要用于连接数个不同类型的设备,构成分散式结构。

  工业现场总线和以太网接口也是配电自动化系统中较常用的通信模式,相比串口通信它们具有通信速率高、互操作性强和可靠性高等优点,两者均是解决配电终端通信问题的较好方案。

  2.3 分布式设计技术

  分布式设计技术是应对电网大范围信息采集问题所产生的。随着配电系统的壮大和复杂化,配电自动化终端需要检测和采集的信息已不再是一条线路或者几条线路所组成的环网,而可能是需要采集数十条线路上的多达几百个输入和输出状态量。这种情况下,传统采用的集中式设计很难适应要求。配电自动化终端的分布式设计技术实际上是依靠更先进的网络技术,实现将多个信息的高效整合和传输。通过分布式设计,任何一个自动化终端均可与主站建立高效的连接。

  2.4 配电终端和一次设备集成设计技术

  通常情况下,配电自动化终端是和一次设备在空间上是相互独立分开的。为了达到数据采集和指令控制功能,两者通过特定接口相连接,这就使得整个系统相对分散,体积大。集成设计技术就是将配电自动化终端一体化设计在一次设备中,这样就会达到结构紧凑、可靠性高、体积大大减小的效果,提高了系统的整体性能并且减低了成本。同时需要注意的是,集成化设计时必须考虑通信、温度和压力等机电一体化设计因素,最可能做到高可靠性、高性能的一体化系统。

  3 技术现状及发展趋势分析

  通过上文对配电自动化终端技术的阐述,将其技术现状作如下分析总结。

  3.1 集中处理故障信息

  由于通信系统硬件升级改造需要较长时间,当前配电自动化终端系统中的控制模式仍为集中处理方式。这种模式的工作方式是将系统获取到的信息统一收集、统一处理,通过主站发出控制指令控制远方系统。

  3.2 DSP处理技术被广泛利用

  DSP是数字信号处理器的简称,它具有较快的数据处理能力,对于配电自动化终端系统中高速数据采样以及数据分析具有很好的适应性。DSP的广泛使用,对于配电自动化终端系统的实时性起到了很好的保障作用。

  3.3 配电终端的网络化

  网络化是配电自动化终端当前的布局方式,主要采用工业控制领域广泛使用的以太网技术完成终端的网络化设计。

  3.4 采用面保护方式

  在配电自动化终端的一些实际应用中,面保护方式以及被采用。所谓面保护方式,即终端不仅采集装置本身的信息,而且还通过通信的方式获取本线路相邻的设备的有用信息,这些信息共同被用于判断故障的发生。

  3.5 广泛支持多种系统通信方式

  串行接口、工业现场总线以及以太网等通信方式在配电自动化终端系统中广泛利用,各种通信方式具有不同的优势以及适用场合。在系统实际运行过程中,各种通信方式必须满足通信可靠性和通信速度的要求,保证数据的实时传输。

  基于上述分析,可以发现当前配电自动化终端技术主要存在以下问题:

  ①配电终端长时间可靠运行技术还有待改进。

  ②配电自动化终端采用的备用蓄电池由于寿命短给系统长期工作带来挑战。

  ③配电自动化终端由于广泛采用集中式控制方式,不利于做到分布式系统的最佳控制效果。

  ④通信技术尚需统一改进,做到不同传输协议下的数据能够准确、及时进行传递和运算。

  配电自动化终端技术仍有很大的发展空间,下一步的技术发展趋势具体表现在以下几个方面:发展具有光传感器器件的全数字化配电自动化终端,开发一次设备和配电终端一体化的集成化技术方案,开发具有IEC61850接口的面向对象的自动化系统。

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