配電終端及通信解決方案技術(shù)交流（三）科大正信電氣有限公司2013.3配電自動化終端解決方案交流4現(xiàn)階段配電自動化建設(shè)討論3配網(wǎng)自動化工程案例分享6公司介紹1智能電網(wǎng)及配電自動化建設(shè)背景2配電自動化通信解決方案5站所自動化裝置（DTU）及饋線自動化裝置（FTU）分界負荷開關(guān)成套設(shè)備（看門狗）環(huán)保型一體化開關(guān)（永磁、固體斷路器等）電壓時間型負荷開關(guān)成套設(shè)備（VSP5開關(guān)）配網(wǎng)自動化解決方案（產(chǎn)品）站所自動化裝置（DTU）（1）包括環(huán)網(wǎng)柜DTU、配電房DTU、開閉所DTU。（2）終端采用模塊化設(shè)計，能夠完成對配電開關(guān)的信息采集和控制，靈活配置二遙、三遙功能（3）支持光纖、電纜、載波、GPRS/CDMA等多種通信方式。（4）主要應用于10kV環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、配電房等處靈活配置終端類型基本配置備注一控六32遙信、6遙控、6電壓18電流、6路DO5串口、5網(wǎng)口（三網(wǎng)段不同IP）6U高度，266mm*279mm*213mm電源智能管理、支持AC220，DC24/48輸入可以選配前插接線或者后插接線；可以選配是否配備液晶；可以選配是否配備溫濕度監(jiān)測；一控十二64遙信、12遙控、12電壓36電流、12路DO6串口、6網(wǎng)口（三網(wǎng)段不同IP）6U高度，266mm*483mm*213mm支持DC24/48輸入可以選配前插接線或者后插接線；可以選配是否配備液晶；可以選配是否配備溫濕度監(jiān)測；可以支持前插接線，配備液晶一控十八96遙信、18遙控、18電壓54電流、18路DO7串口、7網(wǎng)口（三網(wǎng)段不同IP）6U高度，266mm*483mm*213mm支持DC24/48輸入可以選配前插接線或者后插接線；可以選配是否配備液晶；可以選配是否配備溫濕度監(jiān)測；Page7Page7實例：環(huán)網(wǎng)柜應用現(xiàn)場實例：實現(xiàn)三遙的配電房的改造實例：實現(xiàn)二遙的臨街變改造饋線自動化成套裝置開關(guān)本體?ABBGroup04二月2023|Slide10（1）斷路器：具備分斷故障電流能力，一般用于需要經(jīng)常斷開的地方；（2）負荷開關(guān)：可以開斷和接通系統(tǒng)正常負載電流，但不能分斷系統(tǒng)故障電流；（3）電流互感器（CT）：內(nèi)置于開關(guān)本體；饋線自動化成套裝置電壓互感器（PT）?ABBGroup04二月2023|Slide11（1）（三相/單相）單繞組PT：AC220或AC100，供電（2）（三相/單相）雙繞組PT：AC220V和AC100V，供電和測量饋線自動化成套裝置饋線自動化裝置（FTU）?ABBGroup04二月2023|Slide12饋線自動化裝置（FTU）：10遙信、2遙控、3電壓4電流、3串口、1網(wǎng)口液晶按鍵（可選配）、后備電源管理、支持雙路PT取電、溫濕度采集控制GPS定位對時、多種智能自動化保護方案可選擇終端類型基本配置備注一拖一10遙信、2遙控、3電壓4電流、1直流、1溫度采樣、3串口、1網(wǎng)口、雙電源切換、后備電源（超級電容、鋰電池、鉛酸電池）、溫濕度采集，加熱器控制、GPS對時，獲取地理位置信息、人機界面控制，大漢顯液晶、手持PDA本地控制電壓型保護、電流型保護、電流計數(shù)型保護、電壓電流混合型保護智能分界分戶開關(guān)對等通信保護故障模擬功能一拖二10遙信、4遙控、6電壓8電流、2直流、1溫度采樣、3串口、1網(wǎng)口、雙電源切換、后備電源（超級電容、鋰電池、鉛酸電池）、溫濕度采集，加熱器控制、GPS對時，獲取地理位置信息、人機界面控制，大漢顯液晶、手持PDA本地控制電壓型保護電流型保護電流計數(shù)型保護電壓電流混合型保護智能分界分戶開關(guān)對等通信保護故障模擬功能靈活配置硬件和軟件平臺主CPU：高性能32位微處理器。數(shù)據(jù)采集：內(nèi)置6片8路14位高速工業(yè)AD。每個分板CPU配置供32路遙信。64M-RAM。歷史數(shù)據(jù)存儲FLASH：128M。存儲歷史數(shù)據(jù)（故障信息、SOE、定點數(shù)等）保存一個月，可以根據(jù)需要擴展。軟件平臺基于VxWorks嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)的電力自動化系統(tǒng)嵌入式軟件平臺。保證終端進行故障識別、終端通信、數(shù)據(jù)計算處理等復雜功能要求。

模塊化設(shè)計CPU板、通訊控制板、交流采樣板、遙控接口板、開關(guān)量數(shù)據(jù)板等多種功能模件，可根據(jù)具體現(xiàn)場情況靈活配置；采用32位嵌入式處理器+32位DSP的多CPU結(jié)構(gòu)；電力自動化系統(tǒng)嵌入式軟件平臺；豐富的通訊接口方式，可以靈活的選用專網(wǎng)、公網(wǎng)、有線、無線等各種通訊方式，本地RS232、RS485等；適應多種輸入電源模式，采用寬電壓范圍的電源設(shè)計，輸入電源范圍AC80V-AC400V。CPU板：包括網(wǎng)絡(luò)口、RS232接口等交流采樣（YC）板：單板采集最大容量為24個點遙信板組合可支持32路，64路和96路遙控接口（YK）板：每塊YK板6組（分、合）控制輸出?？蛇x液晶顯示板電源板電源充放電管理單元（含備用電池電壓檢測）備用電池光纖、GPRS或載波通訊模塊等。遙測量（YC）采集遙信（YX）采集功能遙控（YK）功能歷史曲線數(shù)據(jù)處理歷史SOE處理數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能對時功能參數(shù)設(shè)置功能通信功能當?shù)鼐S護與調(diào)試功能電磁兼容和絕緣試驗

高頻振蕩波：4級電快速瞬變脈沖群：4級浪涌：4級射頻輻射電磁場：4級工頻磁場：4級靜電放電試驗符合GB/T14598.14的規(guī)定

絕緣試驗符合GB/T14598.3-936.0的規(guī)定沖擊電壓試驗符合GB/T14598.3-938.0的規(guī)定高溫高濕試驗：70℃溫度95%濕度正常運行電氣參數(shù)額定電壓：相電壓57.7V，線電壓100V額定電流：5A，1A頻率：50Hz電壓過載能力：

2倍額定電壓：連續(xù)工作；

10倍額定電壓：允許10秒。電流過載能力：

20倍額定電流，持續(xù)時間小于1S，工作正常

10倍額定電流：連續(xù)工作。主要技術(shù)指標

遙測量精度：U、I：0.2%P、Q、S、Cos：0.5%

工頻頻率：0.01Hz

相位（角差）：1度積分電度：1%遙信開入：信號輸入方式：無源接點遙信開入分辨率：<2ms

軟件防抖動時間6-60000毫秒可設(shè)遙控輸出：輸出方式：繼電器常開接點接點容量：AC250V5A

DC30V5A

切斷電流：0.3A（DC220V，V/R1ms）具有防誤動功能。通信功能

通信配置：基本配置1至4個以太網(wǎng)口，可根據(jù)需要擴充到7個；基本配置1個維護口，4個串行通信口，可根據(jù)需要擴充到7個串行通信口，支持RS-485/RS-232通信。支持多種類型的通信方式支持基于光纖的網(wǎng)絡(luò)通信方式；支持電力載波通信方式；支持無線通信（GPRS/CDMA）。支持通信口多種規(guī)約靈活配置：多個通信口實現(xiàn)與多個主站和子站進行通信；支持IEC608-70-5-101、IEC60870-5-104。

故障檢測功能

終端根據(jù)采集的三相電流信號，當過流達到整定值及整定時間時，終端產(chǎn)生虛擬過流遙信變，并上報主站。主站下發(fā)命令恢復或在設(shè)定的時間后（1分鐘以上）自行恢復；當線路電流過流回復且電壓恢復正常情況后，過流遙信自行恢復。過流檢測，共分為I段過流、II段過流、A相過流、B相過流、C相過流、3I0過流、3U0過壓。

二次回路的安全防護

電壓輸入保護：采用快速保護的空氣開關(guān)或帶保險絲的電壓端子，經(jīng)PT進入裝置內(nèi)部。電流輸入保護：用專用電流測試端子，經(jīng)CT進入裝置內(nèi)部?？刂戚敵霰Ｗo：采用光耦、繼電器二級隔離，輸出控制接點采用空接點方式，遙控回路的正電端子與合分閘端子有隔離片端子。遙信輸入保護：采用光電隔離，具有軟硬件濾波措施，以防止輸入接點抖動或強電磁場干擾誤動。裝置有安全接地端子電源

終端主電源：支持交流220V供電，支持直流24V供電；備用電源：24V鉛酸蓄電池組；整機靜態(tài)功耗＜5.0W；額定交流輸入電源：交流220V/100V，允許偏差-20%～+20%；頻率：50Hz，允許偏差-5%～+5%；蓄電池組容量7Ah；電池充放電管理功能；電源保護：防雷、過流、過壓輸入保護功能；短路、過熱、過壓輸出保護等。交流采樣

遙測量通過PT/CT將二次側(cè)的電壓/電流量轉(zhuǎn)換成相應的弱電壓信號后，經(jīng)采樣/保持器芯片，進入A/D轉(zhuǎn)換芯片開入量輸入（YX）遙信輸入信號以空接點的方式經(jīng)光電隔離器后送入遙信采集模塊進行處理。經(jīng)硬件濾波、軟件濾波，得到遙信輸入信號的分合狀態(tài)。軟件濾波時間可設(shè)，從而確保穩(wěn)定的遙信動作時才產(chǎn)生遙信變位，減少遙信的誤報。遙控保護措施

軟件保護：只有接收到正確的遙控預置命令及遙控執(zhí)行命令才動作出口繼電器平時沒有工作電源，只有接收到遙控預置命令后才上電軟硬件結(jié)合的控制閉鎖，保證終端運行不正常時控制不出口對象繼電器的硬件返校，確保對象繼電器誤動時控制不動作電源控制繼電器、對象繼電器、執(zhí)行繼電器順序動作時，才有控制出口，加大了控制的可靠性配電自動化終端產(chǎn)品優(yōu)勢匯總支持常規(guī)DTU/FTU，能靈活配置適應電流型DA和電壓型DA；支持網(wǎng)絡(luò)保護（面保護、對等通信），在沒有主站情況下迅速查找和隔離故障；支持看門狗控制器功能，迅速切除用戶分支線故障；帶重合功能FTU安裝在變電站出口第一個開關(guān)替代出口開關(guān)，避免出口開關(guān)頻繁跳閘Page29全工業(yè)級設(shè)計,可以支持-40℃～+85℃正常工作,嚴酷等級達到戶外Ⅳ級；以高性能32位微處理器為硬件開發(fā)平臺，以VxWorks嵌入式實時操作為軟件開發(fā)平臺；產(chǎn)品在設(shè)計上保證穩(wěn)定可靠、高性能、高精密、低成本、易安裝；結(jié)構(gòu)上可提供前插拔接線及后插拔接線選擇，提供液晶及鍵盤選擇，便于安裝、維護；主處理器插件配置以太網(wǎng)交換機功能，多臺設(shè)備可通過以太網(wǎng)總線實現(xiàn)高速通信，有效解決了海量數(shù)據(jù)的通信瓶頸；分功能、采用插件結(jié)構(gòu)，多種模式供用戶選擇，單機最大容量：72路遙測，96路遙信、18路遙控；裝置提供豐富的通信及外部存儲介質(zhì)接口：可以提供4個串口（可擴充至7個），4個以太網(wǎng)RJ45口（可擴充至7個），1個主USB口、1個從USB口、1個SD卡接口；內(nèi)置工業(yè)交換機，多臺裝置可通過以太網(wǎng)總線級聯(lián)，支持GPRS、載波、光纖以太網(wǎng)、光纖串口、無線電臺等多種通信介質(zhì)，支持有線及手持無線維護等功能；通信規(guī)約豐富，支持目前流行的所有規(guī)約（如GB101、GB104、CDT、MODBUS），可以支持國網(wǎng)、南網(wǎng)等地方局自己的規(guī)約要求，產(chǎn)品一次性通過國網(wǎng)及南網(wǎng)的入網(wǎng)測試。Page30具有各種類型的開關(guān)接口模塊，支持交流100/220V、直流100/220V、直流24V及直流48V等各種電操接口，可實現(xiàn)各種類型開關(guān)的監(jiān)控。交流采樣：電流、電壓、直流兼容組態(tài)設(shè)計，用戶配置靈活；遙控：采用嚴密的三級電子鎖設(shè)計，確?？刂频目煽啃院涂垢蓴_能力；遙控、遙信及交流采樣分別采用獨立的供電電源，提高整機高可靠性；交流電壓電流采樣精度：0.2級/0.5級；直流電壓、頻率采樣精度：0.1級；有功功率、無功功率、功率因數(shù)采樣精度：0.5級/1.0級。具備無功補償功能，支持8路投切控制；支持諧波采集功能。最大可以支持到19次諧波分析；具備完善實用的FA故障檢測功能，可以實現(xiàn)遠方、就地復歸故障信號。

采用模塊化及靈活的硬件組態(tài)及軟件組態(tài)設(shè)計，無需改造產(chǎn)品即可各種特殊工程的特殊需求。支持用戶編程，用戶可通過維護軟件根據(jù)工程需要實現(xiàn)復雜的邏輯組合編程；維護及應用軟件更新方便，所有維護軟件均為綠色版安裝，簡單易懂，操作方便；電磁兼容性良好，現(xiàn)階段已經(jīng)通過中國電科院、國網(wǎng)電科院、南網(wǎng)廣州電科院的型式試驗以及功能試驗；大漢顯液晶，操作方便，提供了良好的人機交互界面（選配功能）。產(chǎn)品對比項目科大其他單機配置單機支持72個模擬量采集，96路數(shù)字量輸入，18路開關(guān)量輸出，支持18條線路的控制及采集如果滿足18條線路的控制及采集，需要兩臺甚至多臺級聯(lián)，增加成本及不穩(wěn)定性通信配置支持4網(wǎng)口，4串口通信；支持內(nèi)置GPRS通信；支持USB通信；支持DNP3.0規(guī)約通信最多支持2網(wǎng)口；需要外置GPRS模塊；不支持USB通信；DNP3.0規(guī)約不一定能通過KEMA測試。高速通訊總線國內(nèi)首先內(nèi)置HUB，構(gòu)成高速以太網(wǎng)總線，在配網(wǎng)終端上實現(xiàn)高速CAN總線；多臺設(shè)備可通過以太網(wǎng)總線實現(xiàn)高速通信，有效解決了海量數(shù)據(jù)的通信瓶頸；不具備高速以太網(wǎng)總線產(chǎn)品對比項目科大其他工作環(huán)境全工業(yè)級設(shè)計,可以支持-40℃～+85℃正常工作,嚴酷等級達到戶外Ⅳ級，真正做到軍品品質(zhì)，不像其他公司的通過作假實現(xiàn)支持-25℃～+70℃正常工作采樣精度U、I≤±0.2%，P、Q、S、CosΦ≤±0.5%，工頻頻率≤±0.01%Hz，積分電度≤±1%，，SOE分辨率<2msU、I≤±0.5%，P、Q、S、CosΦ≤±1.0%DA模擬仿真采用模擬仿真策略，有效地解決了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)驗收及系統(tǒng)年度檢修的困難，大大推動了配網(wǎng)故障處理的實用化進程無產(chǎn)品對比項目科大其他故障處理策略根據(jù)供電線路特點選擇啟動故障處理策略：（1）對于架空線路，瞬間故障大概占總故障的70%，采用常規(guī)故障處理模式。（2）對于地埋線路，永久性故障出現(xiàn)的占總故障的70%以上，采用高速故障處理模式。（3）對于農(nóng)網(wǎng)、輻射狀線路，由于通信條件比較差，采用不依靠通信的重合器模式只能單一的設(shè)計保護策略，不能根據(jù)線路區(qū)分保護策略“3+1”

配網(wǎng)自動化新模式將傳統(tǒng)的“配網(wǎng)主站-配網(wǎng)子站-配網(wǎng)終端”三層模式，轉(zhuǎn)變成“配網(wǎng)主站-配網(wǎng)子站-配網(wǎng)終端-一遙點”四層模式。將一遙點（如故障指示器）納入配網(wǎng)自動化，并賦予其新的內(nèi)涵，是一個非常實用的構(gòu)想。無產(chǎn)品對比項目科大其他本地自愈支持網(wǎng)絡(luò)保護（面保護、對等通信），在沒有主站情況下依靠對等通信，迅速查找和隔離故障少數(shù)廠家具備手持維護支持手持維護，具備桿下調(diào)試，并且可以不區(qū)分平臺少數(shù)廠家具備GPS對時定位通過GPS，對時，并且定位位置，上傳給主站少數(shù)廠家具備典型問題解決方案問題1：電源因雷擊造成大批量損壞。方案：增加防雷器以及使用防浪涌電源管理模塊。問題2：安裝PT不當造成PT爆炸。方案：增加大容量跌落（LINK），會使短路問題在PT前一級解決，不會造成PT爆炸。問題3：使用GPRS內(nèi)置模塊，天線無法外引，導致信號不好。方案：使用新模式開孔，將天線外引，增強信號強度。問題4：酷寒地區(qū)，溫度偏低導致裝置使用壽命降低。方案：使用軍品級元器件，同時安裝加熱器，根據(jù)溫度空間啟動或關(guān)閉加熱器。典型問題解決方案問題5：同一裝置具備多種電壓等級電源，功率不同，可能無法提供。方案：使用多繞組電源，增加功率。問題6：FTU安裝時，會導致CT開路。方案：使用自短路CT，保證CT不開路。問題7：線路仿真檢修時，需要實際增加大功率信號源。方案：使用模擬仿真方案，不需要線路增加大功率信號源。………智能分界負荷開關(guān)（看門狗）

智能分界負荷開關(guān)（看門狗）

10kV柱上真空用戶分界負荷開關(guān)成套設(shè)備為電流型保護自動化智能設(shè)備，可安裝于架空線路分支線T接點位置或末分段點位置，具有接地保護、過流保護、短路保護、重合閘及后加速保護功能，連接通信后具有遙測、遙信、遙控功能，能檢測線路電壓、電流、頻率。設(shè)備具有數(shù)據(jù)通信功能，配套GPRS通信模塊能與監(jiān)控主站進行通信，實現(xiàn)故障信息主動上報、和線路設(shè)備信息的實時上送。（1）當負荷開關(guān)負荷側(cè)（即用戶側(cè)）發(fā)生單相接地故障時，自動分閘而變電站10kV出線負荷開關(guān)不能跳閘，以避免10kV主干線及相鄰用戶分支線波及停電；（2）當電源側(cè)(系統(tǒng)側(cè))發(fā)生單相接地故障時，分界負荷開關(guān)不動作；（3）當負荷側(cè)（即用戶側(cè)）發(fā)生相間短路故障時，分界負荷開關(guān)在變電站出線保護跳閘后立即分閘并閉鎖，變電站重合后，故障線路被自動隔離，10kV主干線和其它支線迅速恢復供電；（1）當負荷開關(guān)負荷側(cè)（即用戶側(cè)）發(fā)生單相接地故障時，自動分閘而變電站10kV出線負荷開關(guān)不能跳閘，以避免10kV主干線及相鄰用戶分支線波及停電；（2）當電源側(cè)(系統(tǒng)側(cè))發(fā)生單相接地故障時，分界負荷開關(guān)不動作；（3）當負荷側(cè)（即用戶側(cè)）發(fā)生相間短