新型配电自动化设备综合试验系统

新型配电自动化设备综合试验系统

封连平

(珠海许继电气有限公司519060)

摘要：在当前配电自动化设备现场测试和缺陷模拟测试的基础上，提出了一种新的配电自动化设备测试方法，开发了相应的配电自动化设备集成测试系统，并介绍了其结构和功能。实际应用证明，测试系统不仅降低了现场调试负荷，而且提高了测试效率和准确度。

关键词：配电自动化；馈线终端；站所终端；测试技术；综合试验系统

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的提高，电力的质量和可靠性的要求越来越高。配电自动化作为智能电网的重要组成部分，对电力企业提高供电可靠性、提高服务质量、提高运行维护管理水平有着极其重要的作用。配电自动化设备是配电自动化系统运行、监控和管理的基础。为了保证配电自动化的顺利实施，在加入网络之前，必须对配电自动化设备进行性能测试。现有配电自动化设备测试系统只能到一个终端，设备性能测试、远程通信、遥感、遥控数据和设备运行状态只能通过系统模拟和仿真设备，无法主站系统、通信网络系统、终端和真正的相互合作的每个链接设备测试，导致许多缺陷和问题只能暴露在野外测试，实际的工作带来巨大的困扰和不便。

1.配电自动化系统及设备测试技术

配电自动化是以机架和设备为基础，综合利用计算机、信息和通信技术，通过信息集成和相关的应用系统，实现配电网络监控、控制和快速故障隔离。配电自动化是一个系统工程、主站、通信、终端和设备，局部质量问题或缺陷可能导致整个系统无法正常运行。配电自动化系统具有范围广、集成度高的特点。为了保证分销自动化产品在其形成阶段的质量，需要在不同的阶段进行多次测试。

1.1配电自动化系统概述

本文的配电自动化系统根据其自身特点可以分为主站层、通信层、终端层和一种设备，如图1所示。(1)主站。主站层是配电自动化系统的核心，实现了决策和管理的功能。(2)通信层。通信层是终端系统与主站系统之间的桥梁，主要由光纤、载波通信和基于GPRS和CDMA的无线通信组成。(3)终端层。终端层是配电自动化系统的基础层和重要组成部分。在本文中，我们研究了终端主要由馈线终端(工联会)评分和终端(系统)，它的功能是开关支柱，环网柜工况的实时数据和故障信息收集和上传至配送中心，和接收主机命令为远程控制设备。(4)设备。配电设备配电自动化系统可以有效地监控和优化运行分析，设备是整个系统的一部分，其质量和性能直接影响整个系统的可靠性和性能。

图1配电自动化系统结构图

1.2配电自动化设备测试技术

配电自动化技术源于继电保护技术和调度自动化技术，但其技术一体化程度更高，运行环境更差。为了保证系统的可靠运行，配电自动化需要更成熟的设备和产品，因此，配电自动化设备的测试方法和测试工具都比较高。配电自动化设备应在研发过程中进行集成测试、可靠性测试、型式测试，生产过程中进行常规测试，出厂前应进行出厂试验。这些测试应由各设备制造商完成。由于主站、通信、终端、设备的配电自动化系统由不同厂家、不同类型的产品和设备制造商在交接后完成，电力企业应对设备测试投入运行。配电自动化设备现有的测试方法主要包括现场试验和模拟试验。

1.2.1现场测试

配电自动化设备现场测试具有与实际运行条件相一致的测试条件的优点，测试数据和测试结果的可靠性和准确性可以与馈线自动化(FA)测试相结合。现场测试存在主要问题。(1)现场测试工作点分散，测试环境较差。配电自动化系统的特点是设备齐全，地理范围广，配电自动化终端，覆盖整个城市，工作场所安全环境不同，工作量增加，现场测试难度大。(2)现场测试中的一些缺陷不能立即纠正。配电自动化系统主站层、通信层、终端设备，任何一个环节出现问题，可以使配电自动化系统产生一个或多个缺陷，缺陷可以是或在四层共同作用，这大大干扰发现缺陷的原因，缺陷的过程是一个漫长而复杂的过程。

1.2.2仿真测试

配电自动化设备仿真测试的优点在于它对测试过程进行了优化，减少了测试设备和测试人员的数量，具有很强的针对性和目的性。仿真测试有以下几个问题。(1)不能保证仿真测试的正确性和准确性。作为一种系统工程，模拟试验不能与实际设备相一致，不能保证测试的正确性和准确性。(2)模拟试验需要明确评价标准。仿真试验需要制定一个具体的方案，该方案的测量标准和标准难以反映仿真结果。配电自动化系统涉及广泛的专业领域，目前还处于勘探开发阶段。

2.配电自动化设备综合试验系统

2.1配电自动化设备测试方法

分析并解决了配电自动化设备现场测试和仿真试验的设备试验方法和问题。(1)为了使主站、通信、终端和连接设备符合实际工况和试验方法直接使用湖北供电公司配电自动化主站系统，光纤的形式由ONU与配电自动化通信终端，配电自动化终端设备通过航空插头连接，不使用任何模拟装置和系统仿真。(2)现场试验不能及时纠正问题，在配电自动化终端、设备安装(杆开关、环网柜)前集中测试。在实验过程中，设备实时操作，并以灵活准确的方式检测和分析运动。(3)测试系统放置在独立的试验室中，可以方便地为测试人员和测试设备提供独立的工作电源。(4)将变压器测试仪集成到测试系统中，检测变压器比测试结果，保证变压器的质量，避免变压器缺陷对测试数据的影响。配电自动化的新测试方法单一性能测试设备和整个系统的联合调试，既能解决分散的现场测试工作的问题点和发现纠正不便等缺点，使整个测试过程中的所有设备根据实际操作，确保测试数据的真实性和可靠性。在现有的测试技术基础上，提出了一种新的配电自动化系统。

2.2配电自动化设备综合试验系统功能

测试系统的主要功能是进行验证测试。当配电自动化设备和终端通过系统连接到主站时，整个系统应具有以下功能。(1)通信功能。当主站召唤远程信号、遥感和远程控制指令时，配电终端应正确响应。主站应显示远程信状态，呼叫遥测数据，配电终端应正确执行远程控制。当主站发送学校时，配电终端显示时钟应与主车站时钟一致。(二)数据收集功能。配电终端的状态与实际的开关信号电路连接，主站所显示的每个开关的开启/连接状态对应于实际开关的开启/关闭状态。(3)模拟卷集。配电终端通过程控三相电源输出电压，电流，电压、电流、有功功率、无功功率因数，功率因数应满足Q/GDW514精度要求。当配电终端的电压和电流输入端直接连接到二次电视/TA电路时，主站所显示的电压和电流值应与实际电压和电流值相一致。(4)控制功能。控制指令应该与选择的控制对象一致。选择/返校的过程是正确的，实际的开关应该正确执行。主站将控制指令分配到分配终端。控制指令应该与选择的控制对象一致。选择/返校的过程是正确的，实际的开关应该正确执行关闭/跳闸。（5）馈线自动化功能。以柱上开关和馈线终端(FTU)为例，若柱上开关侧航空插头合闸端子出现断开故障，采用原试验方法需到现场试验开关拒动后方能发现缺陷，要处理缺陷则需要对己安装的柱上开关进行停电，且停电范围在此故障开关上一级电源，时间在2小时以上。而采用本试验系统，可在安装前进行缺陷处理，不需要在安装现场停电，提高了供电可靠性。

2.3配电自动化设备综合试验系统应用

在配电网络自动化改造工程第一阶段的某一供电公司，发现了3个馈线端子站(FTU)、1端子(DTU)、2个接线端子、2环网柜、5个变压器缺陷和问题。开关的支柱和馈线终端(工联会)评分，例如，如果列开关一侧空气插头断开故障切换终端，使用原测试方法需要现场测试开关拒绝离开后能找到缺陷，缺陷需要处理柱安装在开关电源上，和这个故障开关电源的功率范围上一级，时间2小时。该测试系统可用于安装前的缺陷，安装现场不需要断电，提高了供电可靠性。最后，通过这个测试系统测试结果合格164终端通过馈线终端(工联会)评分和77个车站(差)的在线率为100%，添加一个设备(89柱上开关，34环网柜)远程控制的成功率100%，变压器变比100%的准确率。

结论

本文提出的配电自动化设备综合试验系统，它可以对配电自动化设备进行单次测试，通过对实际主站、通信、终端和设备的访问，实现整个系统的联合调试。实践证明，在配电自动化设备综合测试系统后，测试结果的可靠性和正确性得到了提高，降低了设备的安装调试时间，提高了工程质量。随着配电自动化工程的不断推进和发展，测试系统可以进一步推广应用。

参考文献:

［１］刘健，林涛，赵江河，等．面向供电可靠性的配电自动化系统规划研究[J]．电力系统保护与控制，2014

［２］刘健，赵树仁，张小庆．中国配电自动化的进展及若干建议[J]．电力系统自动化，2012，36

［３］刘东．配电自动化系统试验[M]．北京：中国电力出版社，2014

［４］刘健，刘东，张小庆，等．配电自动化系统测试技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2015.110-114