第四章配电网馈线监控终端

第四章 配电网馈线监控终端
5.CPU
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。
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四、馈线终端单元软件
1. 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。
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3.数字量输出回路
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。
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4.通信接口及人机界面
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人机交互功能
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2.数字量输入回路
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。
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交流量采集回路--交流通道数量
交流通道数量取决于馈线终端单元需要监视的馈 线数量。 一条馈线需要监视的交流量主要有三相电压、三 相电流共计6个交流量。 如果馈线终端单元需要监视分段器，则需要考虑 引入分段器两侧的馈线电压量以用于备用电源自 动投入，此时馈线终端单元需要监视的量就达到 了9个（6路电压、3路电流）。
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
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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
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交流量采集回路--交流输入的量程
在配电网自动化终端设计中，TA取了一个既能保 证一定的测量精度，又能满足短路故障时不会深 度饱和的TA。 馈线终端单元内的电流互感器的输入范围不同于 传统的保护或监控装置，一般来说，其动态输入 范围为0- 50A。
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二、馈线监控终端的构成
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。
配电网自动化技术
Distribution Automation Technology
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第四章 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
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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系统正常运行时的不平衡电流 值。
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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±1.25 mV）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。
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三、馈线终端单元的硬件
AC输入 模拟 DC输入 量输
入
开入 开关 量
开出 I/O
模数 转换
DSP 芯片
可编程逻 辑器件
主 CPU
通信 调试 接口
通信
程序 数据 存储
图3-1 馈线终端单元硬件框图
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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1 500Hz（30次谐波）左 右，则采样频率为每周波64点或以上。
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 ◦ 4.3.1 FD-F2010型馈线监控终端的构成 ◦ 4.3.2 F2010B型馈线终端单元硬件 ◦ 4.3.3 F2010B型馈线终端单元软件