配电网自动化技术——CH配电网馈线监控终端【修订】.ppt

第4章配电网馈线监控终端馈线监控终端应具有功能：
遥信、遥测、遥控
对时
事故记录、事件顺序记录
定值远方修改和召唤定值
通信功能
故障录波
……馈线监控终端作为一个独立的智能设备，一般由1个或若干个核心模块馈线终端单元（独立机壳）、外置接口电路板、充电器、蓄电池、机箱外壳以及各种附件组成。
各种附件包括就地远方控制把手、分合闸按钮、跳合位置指示灯、接线端子排、航空接插件、空气开关、除湿和加热器等。1.交流量采集回路交流量采集回路--交流通道数量交流量采集回路--交流输入的量程交流量采集回路--滤波及采样点数交流量采集回路--A／D转换的速度、精度和范围开关位置信号，弹簧储能信号，接地刀闸信号，工作电源的失电信号等，因而每馈线提供6~8个数字量输入已能满足要求。
硬件上一般增加低通滤波回路以防止高频电磁干扰造成遥信误报，软件上采用变位记录并延时确认的方式避免接点抖动造成遥信误报。
由于许多馈线终端单元安装在户外甚至电线杆上，检修维护极为不便，设计时最好能考虑到遥信量自检功能。提供返校通道能保证在错误的遥控命令已发出的情况下，通过返校回路还能及时发现错误命令并立即闭锁遥控出口，避免事故发生。
返校回路也能保证馈线终端单元能定期地对遥控回路监视，防患于未然。馈线终端单元除了需完成交流采样和故障检测外，更重要的是应与配电网主站或子站通信，及时将遥测、遥信和故障信号传到主站或子站，并执行主站或子站相应的遥控命令。
馈线终端单元的人机界面包括按键及显示两部分。显示部分一般采用液晶显示器，也有采用便携电脑由软件提供数据显示及人机交互功能按照功能划分，将不同的功能分配给不同的CPU来处理
由DSP完成数据滤波和处理
由网络协处理器完成以太网通信
由主CPU完成逻辑运算和其他功能。1.测控功能
馈线终端单元的测控功能包括交流电压、电流信号的高速实时采样和有效值计算，有功、无功、功率因数计算，各交流量的2~16次高次谐波分量及谐波总量计算；
遥信量的采集及上送；
遥控返校及执行等功能。2.故障检测功能
（1）相间短路故障检测
故障检测通过监视交流输入相电流或零序电流是否超过整定值，来判别短路故障。
①相电流的整定值一般是选为大于线路的最大负荷电流值；
②零序电流的整定值要躲过系统正常运行时的不平衡电流值。2.故障检测功能
（1）相间短路故障检测
涌流电流最大时可以达到配电变压器额定电流的6~8倍，在配电网中励磁涌流通常需要0.1~0.15s才衰减完毕。
在空投变压器时，通常会出现励磁涌流现象，涌流波形的二次谐波含量一般大于15%的基波电流。通过检测二次谐波含量的大小，可以有效地区分线路合闸送电和馈线短路故障。
当并联电容器投入时，也会出现很大的合闸冲击电流，不过它衰减更快，可以通过二次谐波制动方案结合两个周波的故障延时确认。2.故障检测功能
（2）单相接地故障检测
单相接地选线和定位在配电网中是一个技术难点，单相接地故障占配电网总故障的70%以上。
配电网自动化的通信系统使得小电流接地系统接地故障检测方案可综合考虑各处馈线终端单元的零序电流数据。
对零序电流测量，有直接和间接两种测量方式。
直接方式是馈线终端单元直接接入零序电流互感器的二次输出，直接采集零序电流；
间接方式是馈线终端单元接入三相电流互感器的二次输出，软件将采集的三相电流相加，间接计算出零序电流值。1.柱上开关馈线终端单元环网柜馈线终端单元安装在环网柜内。环网柜一般都为2路进线，多路出线，因此环网柜馈线终端单元至少需要监控四条线路，要求馈线终端单元有很大的数据容量。
采用柜式结构，多个带CPU的馈线终端单元板插到机柜的插槽中，采用CAN总线方式实现互联。对开闭所馈线终端单元的实现，主要有两种方案：
一种是每个馈线终端单元分别监视一条或几条馈线，同时各馈线终端单元间通过通信网络互联实现数据转发和共享。系统可以分散安装，各馈线终端单元功能独立，接线相对简单，便于系统扩充和运行维护。
另一种方案是在传统的RTU基础上将功能增强，提供故障检测功能，甚至继电保护及备用电源自投等功能，由类似的成套设备来完成全部的功能。这种方案不利于安装及维护，系统扩充也不方便，另外整个系统稳定性也相对较低。馈线终端单元输入的开关量包括内部和外部两类开关量。馈线终端单元输出的开关量则主要有跳闸、合闸信号及其他控制信号，如馈线终端单元面板上显示的信号等。馈线终端单元的开关量接口电路设计的要点之一是实现馈线终端单元内外部之间的电气隔离，以保证馈线终端单元内部弱电电路的安全并减少外部干扰。二、模拟量采集的基本原理模拟信号x(t)首先通过采样保持器，每隔一段时间采样一次（定时采样）输入信号的即时幅度，并把它存放在保持电路里面供A／D转换使用。经过采样以后的信号称为离散时间信号xs(t)，可表示为
(4-2)
2.采样