配电网自动化技术ch4配电网馈线监控终端修订ppt课件

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1、第4章配电网馈线监控终端4.1馈线监控终端简介4.1.1馈线监控终端功能及性能要求4.1.2馈线监控终端构成4.1.3馈线终端单元硬件4.1.4馈线终端单元软件4.1.5环网柜和开闭所的馈线终端单元4.2馈线监控终端数据采集原理4.2.1概述4.2.2模拟量采集的基本原理4.2.3交流采样算法4.2.4数字滤波原理4.2.5开关量输入/输出4.3馈线监控终端实例4.3.1FD-F2010型馈线监控终端的构成4.3.2F2010B型馈线终端单元硬件4.3.3F2010B型馈线终端单元软件4.4馈线故障指示器4.4.1概述4.4.2短路故障指示器4.4.3故障指示器的应用和发展馈线监控

2、终端应具有功能：遥信、遥测、遥控对时事故记录、事件顺序记录定值远方修改和召唤定值通信功能故障录波……4.1馈线监控终端简介一、馈线监控终端功能及性能要求馈线监控终端作为一个独立的智能设备，一般由1个或若干个核心模块馈线终端单元（独立机壳）、外置接口电路板、充电器、蓄电池、机箱外壳以及各种附件组成。各种附件包括就地远方控制把手、分合闸按钮、跳合位置指示灯、接线端子排、航空接插件、空气开关、除湿和加热器等。二、馈线监控终端的构成图3-1馈线终端单元硬件框图三、馈线终端单元的硬件1.交流量采集回路交流量采集回路设计主要需考虑的是：该馈线终端单元的应用场合需要监视的交流通道数量和各通道的输

3、入范围前置低通滤波器的参数A／D转换的精度、输入范围和转换速度。交流量采集回路--滤波及采样点数由于采样频率为信号频率的几十倍甚至上百倍，使用FFT等数字滤波的效果极为明显。它能非常真实的分离出系统的基波分量和通常所关心的高次谐波分量，这样馈线终端单元中对前置低通滤波器一般采用一个一阶RC无源低通滤波器就足够了。由于一阶低通滤波器的滤波特性不太理想，考虑一定的裕度，截止频率取1500Hz（30次谐波）左右，则采样频率为每周波64点或以上。交流量采集回路--A／D转换的速度、精度和范围馈线终端单元内部经小TA、小TV变换后的信号的电压幅度越大，其受噪声干扰的影响也就越小。因而在选取小

4、TA、小TV的输出范围和A／D的输入范围时，应该越大越好。工作环境的电磁噪声强度往往处在1~10mV之间，A／D转换的最小分辨率低于5mV无甚意义。以输入范围为±10V的A／D来说，12位（最小分辨率为±5mV）或14位（最小分辨率为±1.25mV）精度已经足够了。至于A／D转换的速度，取决于采样通道数量，另外与软件处理方式有一定关系，一般每秒采样10~50万次已经足够。开关位置信号，弹簧储能信号，接地刀闸信号，工作电源的失电信号等，因而每馈线提供6~8个数字量输入已能满足要求。硬件上一般增加低通滤波回路以防止高频电磁干扰造成遥信误报，软件上采用变位记录并延时确认的方式避免接点抖动

5、造成遥信误报。由于许多馈线终端单元安装在户外甚至电线杆上，检修维护极为不便，设计时最好能考虑到遥信量自检功能。2.数字量输入回路提供返校通道能保证在错误的遥控命令已发出的情况下，通过返校回路还能及时发现错误命令并立即闭锁遥控出口，避免事故发生。返校回路也能保证馈线终端单元能定期地对遥控回路监视，防患于未然。3.数字量输出回路馈线终端单元除了需完成交流采样和故障检测外，更重要的是应与配电网主站或子站通信，及时将遥测、遥信和故障信号传到主站或子站，并执行主站或子站相应的遥控命令。馈线终端单元的人机界面包括按键及显示两部分。显示部分一般采用液晶显示器，也有采用便携电脑由软件提供数据显示及

6、人机交互功能4.通信接口及人机界面按照功能划分，将不同的功能分配给不同的CPU来处理由DSP完成数据滤波和处理由网络协处理器完成以太网通信由主CPU完成逻辑运算和其他功能。5.CPU1.测控功能馈线终端单元的测控功能包括交流电压、电流信号的高速实时采样和有效值计算，有功、无功、功率因数计算，各交流量的2~16次高次谐波分量及谐波总量计算；遥信量的采集及上送；遥控返校及执行等功能。四、馈线终端单元软件2.故障检测功能（1）相间短路故障检测故障检测通过监视交流输入相电流或零序电流是否超过整定值，来判别短路故障。①相电流的整定值一般是选为大于线路的最大负荷电流值；②零序电流的整定值要躲过

7、系统正常运行时的不平衡电流值。四、馈线终端单元软件2.故障检测功能（1）相间短路故障检测涌流电流最大时可以达到配电变压器额定电流的6~8倍，在配电网中励磁涌流通常需要0.1~0.15s才衰减完毕。在空投变压器时，通常会出现励磁涌流现象，涌流波形的二次谐波含量一般大于15%的基波电流。通过检测二次谐波含量的大小，可以有效地区分线路合闸送电和馈线短路故障。当并联电容器投入时，也会出现很大的合闸冲击电流，不过它衰减更快，可以通过二次谐波制动方案结合两个周波的故障延时确认。2