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新型DAT系列配电自动化终端

新型DAT系列配电自动化终端

2007/1/19 9:11:00
0 引言 配电自动化是将现代计算机、通信、网络以及自动化技术集于一体,对配电网上的设备进行远方实时监视、协调和控制,达到优化运行和管理目的的技术。利用此技术可提高电力系统运行的可靠性,减少停电时间,改善电能质量,提高电力管理水平和效率等,这是电力系统现代化发展的必然趋势[1~5] 。配电终端是配电自动化系统的重要组成部分。早期的配电终端为重合器,由过流继电器和时间继电器完成,后来发展为具有通信功能的重合器,除了能实现重合器功能外,还能实现远方遥控、遥信和遥测,目前配电终端则向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。本文介绍一种新型的DAT系列配电终端。 1 DAT配电终端的设计思想[6] 配电终端不同于传统的调度和变电站自动化系统的RTU。DAT配电终端旨在能够检测、识别故障,实现电源的不间断性,适用于多种工作环境和不同地区、不同规模、不同水平、不同类型的用户,满足我国配电网的开闭所、环网柜、柱上开关、箱式变、配变变压器、电容器等一次设备的实时监控需求。具有体积小、安装和接线方便、调试简单、扩展组网容易、可靠性强、测量精度高、功耗小等优点。DAT配电终端采用了以下一些设计思想。 1.1 设备类型系列化 按照不同的一次设备类型,如:柱上开关、开闭所、环网柜、配变、箱式变、变电站、出线断路器、补偿电容器、重合器等设计不同的测控装置,结构紧凑合理,适合一次设备和各种环境的要求,尤其考虑在野外安装的要求。 1.2 硬件平台统一化 DAT系列配电自动化终端所有硬件采用统一平台,各种功能模块间形式统一,都具有双CPU结构,采用主CPU加DSP以及EDA技术。其中,主 CPU 80C188芯片主要负责遥信、遥控、遥脉、通信、显示、存储和故障识别;DSP负责交流采样、计算、谐波分析和故障给出;采用EDA技术简化电路,降低功耗。硬件结构如图1所示。
1.3 软件功能模块化 DAT软件采用模块化设计方法,具有遥测、遥信、遥控、通信、电器管理、显示、键盘、中断处理、故障处理及“黑匣子”处理等软件模块。采用这种方法,不仅加强了程序可读性,最重要的是可采用“积木化”的组织方法,使终端的功能便于扩展。软件流程如图2所示。
1.4 通信功能标准化 无论是与上级系统,还是与本级系统的其他装置相连接,DAT终端拥有丰富的协议库,如:国际电工委员会制定的IEC 60870-5-101,IEC 61334,以及在北美地区较流行的DNP3.0协议、MODBUS、 CAN2.OB、TCP/IP、104等,另外,DAT终端还能根据用户的需要自动生成一些特殊的协议以方便接口。DAT终端可支持有线、无线、载波通信等介质,并可提供RS-485总线、CAN网、LonWork网和以太网标准接口。 1.5 系统响应实时化 由于DAT终端的硬件采用了双CPU结构,逻辑设计简单、巧妙,从而大大提高了计算速度,因此,当配电网发生故障时,DAT终端能根据自身功能的设置要求,就地处理故障或实时将故障信息上传至子站和主站。 1.6 分散集中自由化 开闭所、环网柜型的DAT终端,可以根据客户不同的要求,既可集中组屏安装,亦可分散式安装,还可以做到部分分散、部分集中,组合方便自由,从而提供极其灵活的安装方式。 1.7 电源输入多样化 DAT终端保证在故障处理过程中,在馈线交流失压情况下,提供开关操作和终端正常运行的电源。由于安装现场电源要求差别较多,设计时DAT终端考虑了多种电源接口,适应多种电源要求,配备的备用电源采用长寿命、免维护的蓄电池加上特有的浮充控制式的供电方式,保证终端可靠工作。 1.8 容量大小随意化 集中式FTU采用插拔式结构,除电源板、CPU板外,其他遥信板、遥控板、遥测板可根据需要任意组合,容量可根据线路的多少任意配置,组态灵活经济。另外,在CPU板上,实时数据的存储容量也可以做到任意扩展,用户可以自行设定保存数据的时间长短。 1.9 安全措施加强化 实现配电自动化的重要目的之一就是要提高供电可靠性,那么设备能否安全运行是配电可靠性的重要保证。DAT系列配电终端采用超大规模EPLD可编程逻辑电路取代了常规的逻辑电路,简化线路设计及元器件数量,降低功耗,提高安全可靠性;另外,具有可靠的线路及电磁兼容设计,所有元器件采用宽温型、高可靠的工业级芯片,独特的电磁兼容设计,使装置具有很强的抗共模、差模、辐射电磁场、静电等于扰;特有的背插式结构使强、弱电通过隔离器件完全隔开,提高了装置的电磁兼容性。 1.10 维护简单化 DAT终端具有完善的自诊断功能及自维护的功能,同时具有基于序列号的远程维护功能,大大减轻了维护工作量。 2 DAT配电终端的主要技术特点 DAT终端在技术上不仅完成了配电自动化需要的保护、测控、通信、故障处理等常规的一些功能,它还具备如下一些技术特点: a.拥有“信息记录盒”技术。所谓信息记录盒就是采用基于一个芯片的硬盘技术(flashdisk/ diskonchip技术),将FTU的工况、动作次数、跳合闸次数、谐波、故障录波、故障电池、电量等信息在任何情况下都可以记录下来,以方便进行电能质量分析、事后故障分析、装置故障分析和一次设备寿命分析。 b.同杆架设的功能。如果同一根电杆上有两回甚至多回线路,采用一台DAT-1P就可以完成杆上所有线路的测控功能,这样不仅价格低,而且通信简单,更实用、可靠。 c.无电压互感器(TV)环网柜电源备自投的实现。通过电容分压原理测量电压,有不同侧的电压实现电源备自投。 小特有的蓄电池维护技术。DAT终端可以实时监控电池的充放电情况,可对电池进行充放电,可对电池实现浮充、均充、活化等控制,从而保证电池的使用寿命以及电池的正常供电。 3 DAT终端的技术性能指标 DAT终端经过实验和数据记录符合以下的一些技术性能指标。 在工作环境下,运行存储温度可达到-40℃~-80℃,湿度小于95%,无凝结,大气压力满足 86 kPa一108 kPa。 DAT终端交流采样部分有两表/三表两种可选的计算方法,测量精度U,I,P,Q,f均达到o.5级, 线性范围电压为0V一120V,电流为0 A~20 A,过载能力可适应2倍额定电流连续工作,10倍电流允许工作16s,交流电流互感器(TA)的输入功耗小于0.5VA,交流电压互感器(TV)的输入功耗小于 0.5 VA。 DAT终端遥信遥脉电源为24V,遥信分辨率为2ms,遥信路数一般为10路,遥脉路数达到4路。遥控输出采用的是松下密封继电器,输出组数为 2组(合/分),接点容量为AC 250V/8A。 DAT终端绝缘耐压满足DL 478电力行业标准。电气干扰脉冲群满足IEC 255-22-1MH GB 6162 100kHz,静电放电通过IEC 255-22-2的厦级静电试验,辐射电场通过IEC 255-22-4的N级瞬变试验。机械性能通过严酷等级为I级的震动响应及冲击响应。 4 结语 发展配电自动化是电力市场化和经济建设的必然要求。配电自动化的相关产品也应快速发展以适应市场的需求。DAT系列配电自动化终端借鉴了国外先进经验,更重要的是结合了我国国情而研制开发的。它完全满足国内市场的各种需求,并广泛应用于上海、江苏、河南、辽宁、江西等地区配电网的配电自动化系统中。 信息来源于:东方自动化
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