配网自动化中配电自动化终端设备的应用探析

(整期优先)网络出版时间:2021-04-27
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配网自动化中配电自动化终端设备的应用探析

李文洋

陕西省地方电力(集团)有限公司吴起县供电分公司 陕西 延安 717600

摘要:电力行业快速发展,配电自动化终端设备应用更加全面,而且呈现出多样化的态势。本论文从终端选型、终端建模、模型融合和调试接入四个方面着重于研究配网自动化中配电自动化终端设备的应用。

关键词:配网自动化;配电自动化;终端设备;应用

引言

社会经济发展速度加快,国民生活水平明显提升,用电量逐渐增多,对用电质量有更高的要求。要确保电力系统终端设备处于良性运行状态,就需要准备好基础设施,构建电力网络,以对电力系统终端设备实时监测,对于问题能够及时发现,并及时采取有效的措施解决,以维护电路安全稳定地运行[1]

1 终端选型

自动化终端是电缆线路中的重要组成部分,也是比较薄弱的模块。所以,对电缆自动化终端选型要高度重视,用于维护电缆系统稳定运行,提高安全性,减轻维护工作压力。本质角度而言,自动化终端就是在电缆线路末端装配的设备,用于维护电力网络的运行稳定,使其他的用电设备安全连接。

比如,选择110千伏电缆自动化终端的时候,需要考虑到当前电缆线路中自动化终端的应用类型,主要包括两种,即复合套管式和整体预制型干式。复合套管式自动化终端的外绝缘主要包括硅橡胶伞裙和环氧玻璃纤维管,在应力的作用下注射硅橡胶硫,但固化之后,将绝缘物质填入其中,并将密封圈配置好,其防污闪性比较强,但是也存在不足,即在安装的过程中需要消耗大量的材料,后期的技术维护中有很大的难度,不适合选择,这就需要考虑整体预制型干式的自动化终端设备。整体预制型干式自动化终端设备是将硅橡胶充分利用起来,对绝缘层、应力锥整体注射成型,不仅可以对终端表面良好的机械性能起到保护作用,而且还可以保护电气性能,即其具有很好的抗紫外线,还具有憎水性、抗老化性、耐电蚀性、耐污性能,同时还可以抗漏痕,其体积非常小,不需要很多的零部件,便于安装,不会污染周边环境,而且不具有爆炸风险,也不会引起燃烧[2]

2 终端建模

根据IEC61850协议的要求,建立了一种面向对象的数据对象自描述建模方法,抽象处理真实的物理设备,将其存储在相应的设备功能库中,以保证IED互操作质量和效率。

比如,馈线自动化的核心设备FTU,按照配电主站一次设备连接的要求以及数据交换的要求,可以将FTU可分为两个逻辑器件,即LD1和LD2。用Lphd表示FTU,系统可实现各项功能,诸如过流保护、遥控、遥信以及遥测等等。

逻辑器件LD1中的逻辑节点零表示这种器件的公共数据可以用于实现馈线终端设备的FTU遥信功能和遥测功能。电流互感器、电压互感器和三相系统电能计算可以用其他的逻辑节点表示。

计算三相系统电能的逻辑节点所发挥的作用是,电流互感器逻辑节点和电压互感器逻辑节点对各种信息进行采集,包括电压信息、馈线电流、计算电流、功率以及电压有效值等等信息都可以采集;逻辑器件LD2所发挥的作用是检测FTU馈线终端设备运行中产生的故障,实施瞬时过流保护[3]。如果瞬时过流产生故障,就可以按照瞬时过流监测逻辑节点所产生的瞬时过流信号,基于信息流模型,使得瞬时过流监测逻辑节点与能够发挥断路器跳闸控制功能的逻辑节点之间进行交互,逻辑节点控制断路器具有断路器跳闸控制功能,能够跳变,过流保护得以实现。

3 模型融合

在建立馈线终端设备FTU模型后,由于当前的配电主站模型主要是用类的含义取代配电系统的具体对象,而且通过属性对具体实例类进行识别和描述,所以,可以对馈线终端设备各逻辑节点的数据模型进行测试,对配电主站的数量进行测试[4]。通过对保护包中数据模型进行研究所获得的结果,将FTU与馈线终端设备主配电站模型的共享数据找出来,之后通过数据节点映射,通过遥测数据、遥信数据和遥控数据就可以从FTU向配电自动化主站的数据模型转换。

由于馈线终端设备FTU中终端设备地层数据占有很大的比重,不符合配电自动化主站调度运行要求,从馈线终端设备FTU结构模型就可以将与设备相关联的保护包数据映射出来,还可以将测量包数据映射出来,融合到主站模型中。在具体融合过程中,根据CIM模型的数据节点内容以及数据节点结构,将数据模型的文档格式充分利用起来,将馈线终端设备的FTU节点数据映射向模型节点转换,得到获得遥信功能、遥信功能和遥控功能,所对应的点号、通道信息、测量系数和网络描述数据。在整个测绘过程中,馈线终端设备采集的FTU数据可以通过中间转换模型写入配电自动化主站数据库,完成信息传输[5]

4 调试接入

为保证馈线终端设备 FTU 的信息采集符合规范,需要严格按照建模统一原则进行,集中描述终端信息的语义、类别等等,使设备之间的交互操作不再有难度。在分流信息的时候,基于馈线终端设备合理配置信息表模板,并扩展IEC61970/61968,将遥信信息与遥测信息之间建立关联性,将瞬时过电流保护信息之间建立关联性,一次设备与二次终端设备之间也要建立关联性,之后对多个型号、多个厂家的信息表模板进行配置,有序处理终端信息表格式以及标准,信息表模板配置完毕,就可以进行配电终端接入

[6]

比如,配电自动化现场,一次设备的遥测信息和遥信有特定的间隔,经过物理接线并入到馈线终端设备 FTU。馈线终端设备 FTU 与配电主站之间信息交互,以遥控信息、遥测信息、遥信信息以及瞬时过电流保护信息作为依据,规范处理配电终端信息采集模板的次序,按照建模思想对配电自动化主站端对通道信息、遥测名称、所属厂站、遥信名称等看作独立的属性,与站所间隔、环网柜和所属开闭所紧密耦合。此时接入馈线终端设备 FTU ,可以将IEC 61970/61968模型进一步扩展。

5 结束语:

通过上面的研究可以明确,按照传统的配电终端的接入方法,所采用的是网络104协议和通信串口101协议,以信息点传输的方式将实现表达出来,不仅需要承担很大的工作量,而且在维护和管理中缺乏灵活性,限制了配电自动化系统的应用范围,也不利于其未来建设。要实现配电自动化终端设备的大量接入,使其更好地发挥功能,用FTU更加安全而且高效。所以,FTU与主配电站系统集成,基于此对干式自动化终端预制,以其作为电源为配电自动化终端设备供电,使终端设备运行获得更高的经济效益和社会效益,同时还可以获得环境效益。

参考文献:

[1] 陈灼光. 配电自动化终端设备在电力配网自动化的实际应用效果观察[J]. 科技资讯, 2019, 17(029):26-27.

[2] 沈远青. 配电自动化终端设在电力配网自动化的应用[J]. 中国科技投资, 2019, 000(11):83-84.

[3] 王建飞. 集约型配电自动化终端网络化检测技术研究[J]. 水电水利, 2020, 004(9):129-130.

[4] 许长新. 浅谈配电自动化终端设备在电力配网自动化中的实践[J]. 科学与信息化, 2020, 000(8):8-8.

[5] 赵志远, 周详, 周笈轩,等. 配电自动化系统中配电终端配置数量规划探讨[J]. 电子乐园, 2019,000(12):193-193.

[6] 王力. 配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用研究[J]. 电力技术研究, 2019, 001(2):36-38.