0 引言 配電自動(dòng)化是將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)化技術(shù)集于一體，對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行和管理目的的技術(shù)。利用此技術(shù)可提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少停電時(shí)間，改善電能質(zhì)量，提高電力管理水平和效率等，這是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)[1～5] 。配電終端是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。早期的配電終端為重合器，由過流繼電器和時(shí)間繼電器完成，后來發(fā)展為具有通信功能的重合器，除了能實(shí)現(xiàn)重合器功能外，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控、遙信和遙測(cè)，目前配電終端則向開放式、一體化和集成化的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。本文介紹一種新型的DAT系列配電終端。 1 DAT配電終端的設(shè)計(jì)思想[6] 配電終端不同于傳統(tǒng)的調(diào)度和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的RTU。DAT配電終端旨在能夠檢測(cè)、識(shí)別故障，實(shí)現(xiàn)電源的不間斷性，適用于多種工作環(huán)境和不同地區(qū)、不同規(guī)模、不同水平、不同類型的用戶，滿足我國配電網(wǎng)的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、箱式變、配變變壓器、電容器等一次設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。具有體積小、安裝和接線方便、調(diào)試簡(jiǎn)單、擴(kuò)展組網(wǎng)容易、可靠性強(qiáng)、測(cè)量精度高、功耗小等優(yōu)點(diǎn)。DAT配電終端采用了以下一些設(shè)計(jì)思想。 1．1 設(shè)備類型系列化 按照不同的一次設(shè)備類型，如：柱上開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配變、箱式變、變電站、出線斷路器、補(bǔ)償電容器、重合器等設(shè)計(jì)不同的測(cè)控裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理，適合一次設(shè)備和各種環(huán)境的要求，尤其考慮在野外安裝的要求。 1．2 硬件平臺(tái)統(tǒng)一化 DAT系列配電自動(dòng)化終端所有硬件采用統(tǒng)一平臺(tái)，各種功能模塊間形式統(tǒng)一，都具有雙CPU結(jié)構(gòu)，采用主CPU加DSP以及EDA技術(shù)。其中，主 CPU 80C188芯片主要負(fù)責(zé)遙信、遙控、遙脈、通信、顯示、存儲(chǔ)和故障識(shí)別；DSP負(fù)責(zé)交流采樣、計(jì)算、諧波分析和故障給出；采用EDA技術(shù)簡(jiǎn)化電路，降低功耗。硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。 1．3 軟件功能模塊化 DAT軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，具有遙測(cè)、遙信、遙控、通信、電器管理、顯示、鍵盤、中斷處理、故障處理及“黑匣子”處理等軟件模塊。采用這種方法，不僅加強(qiáng)了程序可讀性，最重要的是可采用“積木化”的組織方法，使終端的功能便于擴(kuò)展。軟件流程如圖2所示。 1．4 通信功能標(biāo)準(zhǔn)化 無論是與上級(jí)系統(tǒng)，還是與本級(jí)系統(tǒng)的其他裝置相連接，DAT終端擁有豐富的協(xié)議庫，如：國際電工委員會(huì)制定的IEC 60870-5-101，IEC 61334，以及在北美地區(qū)較流行的DNP3．0協(xié)議、MODBUS、 CAN2．OB、TCP／IP、104等，另外，DAT終端還能根據(jù)用戶的需要自動(dòng)生成一些特殊的協(xié)議以方便接口。DAT終端可支持有線、無線、載波通信等介質(zhì)，并可提供RS-485總線、CAN網(wǎng)、LonWork網(wǎng)和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口。 1．5 系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)時(shí)化 由于DAT終端的硬件采用了雙CPU結(jié)構(gòu)，邏輯設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、巧妙，從而大大提高了計(jì)算速度，因此，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，DAT終端能根據(jù)自身功能的設(shè)置要求，就地處理故障或?qū)崟r(shí)將故障信息上傳至子站和主站。 1．6 分散集中自由化 開閉所、環(huán)網(wǎng)柜型的DAT終端，可以根據(jù)客戶不同的要求，既可集中組屏安裝，亦可分散式安裝，還可以做到部分分散、部分集中，組合方便自由，從而提供極其靈活的安裝方式。 1．7 電源輸入多樣化 DAT終端保證在故障處理過程中，在饋線交流失壓情況下，提供開關(guān)操作和終端正常運(yùn)行的電源。由于安裝現(xiàn)場(chǎng)電源要求差別較多，設(shè)計(jì)時(shí)DAT終端考慮了多種電源接口，適應(yīng)多種電源要求，配備的備用電源采用長壽命、免維護(hù)的蓄電池加上特有的浮充控制式的供電方式，保證終端可靠工作。 1．8 容量大小隨意化 集中式FTU采用插拔式結(jié)構(gòu)，除電源板、CPU板外，其他遙信板、遙控板、遙測(cè)板可根據(jù)需要任意組合，容量可根據(jù)線路的多少任意配置，組態(tài)靈活經(jīng)濟(jì)。另外，在CPU板上，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量也可以做到任意擴(kuò)展，用戶可以自行設(shè)定保存數(shù)據(jù)的時(shí)間長短。 1．9 安全措施加強(qiáng)化 實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的重要目的之一就是要提高供電可靠性，那么設(shè)備能否安全運(yùn)行是配電可靠性的重要保證。DAT系列配電終端采用超大規(guī)模EPLD可編程邏輯電路取代了常規(guī)的邏輯電路，簡(jiǎn)化線路設(shè)計(jì)及元器件數(shù)量，降低功耗，提高安全可靠性；另外，具有可靠的線路及電磁兼容設(shè)計(jì)，所有元器件采用寬溫型、高可靠的工業(yè)級(jí)芯片，獨(dú)特的電磁兼容設(shè)計(jì)，使裝置具有很強(qiáng)的抗共模、差模、輻射電磁場(chǎng)、靜電等于擾；特有的背插式結(jié)構(gòu)使強(qiáng)、弱電通過隔離器件完全隔開，提高了裝置的電磁兼容性。 1．10 維護(hù)簡(jiǎn)單化 DAT終端具有完善的自診斷功能及自維護(hù)的功能，同時(shí)具有基于序列號(hào)的遠(yuǎn)程維護(hù)功能，大大減輕了維護(hù)工作量。 2 DAT配電終端的主要技術(shù)特點(diǎn) DAT終端在技術(shù)上不僅完成了配電自動(dòng)化需要的保護(hù)、測(cè)控、通信、故障處理等常規(guī)的一些功能，它還具備如下一些技術(shù)特點(diǎn)： a．擁有“信息記錄盒”技術(shù)。所謂信息記錄盒就是采用基于一個(gè)芯片的硬盤技術(shù)（flashdisk／ diskonchip技術(shù)），將FTU的工況、動(dòng)作次數(shù)、跳合閘次數(shù)、諧波、故障錄波、故障電池、電量等信息在任何情況下都可以記錄下來，以方便進(jìn)行電能質(zhì)量分析、事后故障分析、裝置故障分析和一次設(shè)備壽命分析。 b．同桿架設(shè)的功能。如果同一根電桿上有兩回甚至多回線路，采用一臺(tái)DAT-1P就可以完成桿上所有線路的測(cè)控功能，這樣不僅價(jià)格低，而且通信簡(jiǎn)單，更實(shí)用、可靠。 c．無電壓互感器（TV）環(huán)網(wǎng)柜電源備自投的實(shí)現(xiàn)。通過電容分壓原理測(cè)量電壓，有不同側(cè)的電壓實(shí)現(xiàn)電源備自投。 小特有的蓄電池維護(hù)技術(shù)。DAT終端可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的充放電情況，可對(duì)電池進(jìn)行充放電，可對(duì)電池實(shí)現(xiàn)浮充、均充、活化等控制，從而保證電池的使用壽命以及電池的正常供電。 3 DAT終端的技術(shù)性能指標(biāo) DAT終端經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)記錄符合以下的一些技術(shù)性能指標(biāo)。 在工作環(huán)境下，運(yùn)行存儲(chǔ)溫度可達(dá)到-40℃～-80℃，濕度小于95％，無凝結(jié)，大氣壓力滿足 86 kPa一108 kPa。 DAT終端交流采樣部分有兩表／三表兩種可選的計(jì)算方法，測(cè)量精度U，I，P，Q，f均達(dá)到o．5級(jí)， 線性范圍電壓為0V一120V，電流為0 A～20 A，過載能力可適應(yīng)2倍額定電流連續(xù)工作，10倍電流允許工作16s，交流電流互感器（TA）的輸入功耗小于0．5VA，交流電壓互感器（TV）的輸入功耗小于 0．5 VA。 DAT終端遙信遙脈電源為24V，遙信分辨率為2ms，遙信路數(shù)一般為10路，遙脈路數(shù)達(dá)到4路。遙控輸出采用的是松下密封繼電器，輸出組數(shù)為 2組（合／分），接點(diǎn)容量為AC 250V／8A。 DAT終端絕緣耐壓滿足DL 478電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。電氣干擾脈沖群滿足IEC 255-22-1MH GB 6162 100kHz，靜電放電通過IEC 255-22-2的廈級(jí)靜電試驗(yàn)，輻射電場(chǎng)通過IEC 255-22-4的N級(jí)瞬變?cè)囼?yàn)。機(jī)械性能通過嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的震動(dòng)響應(yīng)及沖擊響應(yīng)。 4 結(jié)語 發(fā)展配電自動(dòng)化是電力市場(chǎng)化和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然要求。配電自動(dòng)化的相關(guān)產(chǎn)品也應(yīng)快速發(fā)展以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。DAT系列配電自動(dòng)化終端借鑒了國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，更重要的是結(jié)合了我國國情而研制開發(fā)的。它完全滿足國內(nèi)市場(chǎng)的各種需求，并廣泛應(yīng)用于上海、江蘇、河南、遼寧、江西等地區(qū)配電網(wǎng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中。 轉(zhuǎn)自：東方自動(dòng)化