新型配电自动化远方终端设计方案

1 引言
配电系统具有元件多。结构复杂的特点。据统计约80％的用户停电事故均由配电系统障碍引起。因此配电系统供电可靠性对提高供电质量非常重要，而配电自动化系统的持续改造和升级是提高配电系统可靠性的重要手段。
传统的远方终端单元RTU(remote terminal unit)仅是一个完成“上传数据，下达命令”任务的现场终端单元。在配电自动化系统中，为提高故障切除的快速性、准确性，以及配电网供电可靠性，需使用微机化自动装置完成除RTU所具有的数据采集和控制功能外，还能实现不依赖于主站的本地自动控制功能，如低周减载、备用电源自投等。由于这些装置既要完成配电自动化主站服务功能，又要独立完成本地保护、控制功能，即现场自动化单元FAU(field automation unit)。因此，提出一种无保护功能的现场自动化单元，将这种装置称为配电自动化远方终端DA-RTU(distribution automation-remote terminal unit)。

2 DA-RTU基本功能
由于被监控的设备不同，应用要求也不同，故对实际工程DA-RTU来说，应根据具体的应用情况，选择以下功能：
(1)常规的“四遥”功能DA-RTU首先应具有常规的调度自动化RTU的遥测、遥信、遥控、遥调功能。除正常负荷状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数、有功电能、无功电能、频率外，DA-RTU还要能够测量零序、负序电压及电流等反映系统不平衡程度的电气量。
(2)配电网故障信息采集与处理功能配电自动化系统是一个综合的配电网及设备运行管理系统，具有故障定位、自动隔离故障及恢复供电以及其他故障管理功能。因此，DA-RTU能够采集、处理故障数据及信息，这是区别于常规调度自动化RTU的一个重要特点。DA-RTU采集的故障信息包括：故障电流、电压值；故障发生时间及故障历时；故障方向；小电流接地故障检测。
(3)电能质量测量功能DA-RTU应能测量电能质量。测量的内容包括：供电电压中的谐波、电压波动、电压闪变等参数。
(4)断路器在线监视功能通过测量、记录断路器累计切断故障电流的水平、动作时间、断路器动作次数，监视断路器触头受电腐蚀的程度以及断路器的机械性能，为断路器状态检修提供依据。DA-RTU测量记录的参数及数据有：累计切断电流的水平、断路器动作时间以及断路器动作次数。累计切断电流的水平，即： ∑I2△t。其中，I为断路器切断故障电流有效值，△t为断路器触头拉弧时间，近似于断路器合位辅助触头变位和线路电流消失之间的时间差；断路器动作时间一般是近似于跳闸继电器动作和断路器合位辅助触头变位完毕之间的时间差；断路器动作次数是指分／合操作断路器的次数。
(5)PLC功能 PLC应用于DA-RTU实现低周减载、备用电源自投、无功补偿电容器自动投切、线路自动故障分段等本地自动控制功能。通过编写响应的软件程序设置RTU的模拟输入量、开关输入量及开关输出量装置，设定所完成的逻辑控制功能。

3 DA-RTU故障检测功能
3．1 短路故障检测
配电网系统故障区段检测是由主站通过比较DA-RTU的故障检测结果确定的，不要求它像保护继电器那样具有选择性，以及输出跳闸信号，只要能检测出有故障电流出现即可，要求时间相对较长，装置有充分的时间对采样数据进行分析判断以可靠地检测出故障。