新型配電自動化遠方終端設計方案

1 引言
配電系統具有元件多。結構復雜的特點。據統計約80％的用戶停電事故均由配電系統障礙引起。因此配電系統供電可靠性對提高供電質量非常重要，而配電自動化系統的持續改造和升級是提高配電系統可靠性的重要手段。
傳統的遠方終端單元RTU(remote terminal unit)僅是一個完成“上傳數據，下達命令”任務的現場終端單元。在配電自動化系統中，為提高故障切除的快速性、準確性，以及配電網供電可靠性，需使用微機化自動裝置完成除RTU所具有的數據采集和控制功能外，還能實現不依賴于主站的本地自動控制功能，如低周減載、備用電源自投等。由于這些裝置既要完成配電自動化主站服務功能，又要獨立完成本地保護、控制功能，即現場自動化單元FAU(field automation unit)。因此，提出一種無保護功能的現場自動化單元，將這種裝置稱為配電自動化遠方終端DA-RTU(distribution automation-remote terminal unit)。

2 DA-RTU基本功能
由于被監控的設備不同，應用要求也不同，故對實際工程DA-RTU來說，應根據具體的應用情況，選擇以下功能：
(1)常規的“四遙”功能DA-RTU首先應具有常規的調度自動化RTU的遙測、遙信、遙控、遙調功能。除正常負荷狀態下的電壓、電流、有功、無功、視在功率、功率因數、有功電能、無功電能、頻率外，DA-RTU還要能夠測量零序、負序電壓及電流等反映系統不平衡程度的電氣量。
(2)配電網故障信息采集與處理功能配電自動化系統是一個綜合的配電網及設備運行管理系統，具有故障定位、自動隔離故障及恢復供電以及其他故障管理功能。因此，DA-RTU能夠采集、處理故障數據及信息，這是區別于常規調度自動化RTU的一個重要特點。DA-RTU采集的故障信息包括：故障電流、電壓值；故障發生時間及故障歷時；故障方向；小電流接地故障檢測。
(3)電能質量測量功能DA-RTU應能測量電能質量。測量的內容包括：供電電壓中的諧波、電壓波動、電壓閃變等參數。
(4)斷路器在線監視功能通過測量、記錄斷路器累計切斷故障電流的水平、動作時間、斷路器動作次數，監視斷路器觸頭受電腐蝕的程度以及斷路器的機械性能，為斷路器狀態檢修提供依據。DA-RTU測量記錄的參數及數據有：累計切斷電流的水平、斷路器動作時間以及斷路器動作次數。累計切斷電流的水平，即： ∑I2△t。其中，I為斷路器切斷故障電流有效值，△t為斷路器觸頭拉弧時間，近似于斷路器合位輔助觸頭變位和線路電流消失之間的時間差；斷路器動作時間一般是近似于跳閘繼電器動作和斷路器合位輔助觸頭變位完畢之間的時間差；斷路器動作次數是指分／合操作斷路器的次數。
(5)PLC功能 PLC應用于DA-RTU實現低周減載、備用電源自投、無功補償電容器自動投切、線路自動故障分段等本地自動控制功能。通過編寫響應的軟件程序設置RTU的模擬輸入量、開關輸入量及開關輸出量裝置，設定所完成的邏輯控制功能。

3 DA-RTU故障檢測功能
3．1 短路故障檢測
配電網系統故障區段檢測是由主站通過比較DA-RTU的故障檢測結果確定的，不要求它像保護繼電器那樣具有選擇性，以及輸出跳閘信號，只要能檢測出有故障電流出現即可，要求時間相對較長，裝置有充分的時間對采樣數據進行分析判斷以可靠地檢測出故障。