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耿德虎

1  前言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力自動(dòng)化和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到整個(gè)電力網(wǎng)的發(fā)展中，RTU更是得到了廣泛的應(yīng)用。它是電網(wǎng)電力調(diào)度、變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，通常安裝在變電所內(nèi)，承擔(dān)各種遠(yuǎn)動(dòng)信息的上傳下達(dá)，是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的重要設(shè)備。它借助專(zhuān)用的通信信道來(lái)實(shí)現(xiàn)四遙量的傳送與控制，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)視線路運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)控制線路開(kāi)關(guān)來(lái)改變線路的運(yùn)行狀態(tài)的目的。
其中控制保護(hù)功能是指自動(dòng)化系統(tǒng)識(shí)別配電系統(tǒng)故障的位置，并通過(guò)故障遮斷設(shè)備的操作，把有故障的線路或設(shè)備從配電網(wǎng)中孤立出去的功能。
但是在一些特殊的場(chǎng)合，通常的RTU很難實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)故障遮斷設(shè)備的操作，把有故障的線路或設(shè)備從配電網(wǎng)中孤立出去，而且RTU需要通信信道的隨時(shí)支持，一旦信道遭破壞，所有的信息就會(huì)傳輸中斷；另外，通信信道的實(shí)時(shí)性開(kāi)通需要相當(dāng)高的成本，在一定程度上造成了財(cái)力資源的浪費(fèi)。
2  新型TSGRTU的特點(diǎn)
TSG型RTU的主要特點(diǎn)是：
(1)  面保護(hù)功能
由于配電線路較短，不同段上短路電流大小區(qū)別不大，靠延時(shí)又不能解決級(jí)差問(wèn)題，當(dāng)配電線路中采用分段形式來(lái)縮短區(qū)段故障時(shí)，曾出現(xiàn)過(guò)兩種模式：第一種是重合器模式，實(shí)質(zhì)是靠一段一段的重合試投來(lái)確定故障區(qū)段，缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)使用頻繁、動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)；第二種是集中處理模式，是將各處電流調(diào)回主站，經(jīng)判斷后，分離出故障區(qū)段，不足之處是對(duì)通信的依賴性很強(qiáng)、動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)；而TSG型RTU只利用保護(hù)裝置自身采集的信息，作出故障判斷，實(shí)現(xiàn)故障隔離的目的。面保護(hù)工作原理如圖1所示。

 
圖1  面保護(hù)工作原理圖

該圖顯示出了面保護(hù)原理下的故障處理過(guò)程，其判斷決策是由分段開(kāi)關(guān)的控制裝置完成的，由于各分段開(kāi)關(guān)控制裝置在時(shí)間上是同時(shí)并行處理的，所以，時(shí)間特別短。0.3秒出線開(kāi)關(guān)跳閘后，故障兩側(cè)開(kāi)關(guān)在0.5秒前跳開(kāi)，0.7秒出線開(kāi)關(guān)重合，2秒內(nèi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)按面保護(hù)原理合上。雖然，它也需要通信，但它不象集中方式，對(duì)通信依賴性強(qiáng)，即使通信有問(wèn)題，最多上一級(jí)分段開(kāi)關(guān)誤跳，不至于不能隔離故障而影響恢復(fù)供電。
(2)  無(wú)專(zhuān)用通信信道
借助電力線路作為其通信信道，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)電源系統(tǒng)進(jìn)行全天候、全方位，在線實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。
本系統(tǒng)的基本原理首先是利用擴(kuò)頻配電載波技術(shù)，通過(guò)擴(kuò)頻（調(diào)制）、解擴(kuò)（解調(diào)）將窄帶脈沖干擾有效地濾除，理論上擴(kuò)頻解擴(kuò)增益可以將信噪比提升數(shù)十分貝。盡管接收信號(hào)中的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)，以至于信號(hào)淹沒(méi)于噪聲中，然而經(jīng)過(guò)解擴(kuò)后，噪聲被擴(kuò)散，而信號(hào)得以還原，從而信噪比得到數(shù)十分貝的提升。尤其在配電網(wǎng)中，窄頻干擾很多，通過(guò)擴(kuò)頻與解擴(kuò)，將得到很好的抑制。
(3) 應(yīng)用靈活
在過(guò)程控制中采用增加網(wǎng)關(guān)功能，將10kV載波網(wǎng)信息由變（配）電所傳遞到調(diào)度中心。載波通信裝置不必在開(kāi)關(guān)兩側(cè)切換，而是在自閉線和貫通線兩條線路間切換，達(dá)到漫游的目的。如圖2所示。

 
圖2  監(jiān)控主站網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

 
圖3  區(qū)間信號(hào)點(diǎn)監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)圖

TSGRTU安裝在配有開(kāi)關(guān)的位置，兩條信道分別是自閉線和貫道線。RTU可以監(jiān)視2臺(tái)單相變壓器的工作情況，并控制2臺(tái)信號(hào)開(kāi)關(guān)，如圖3所示。
(4)  強(qiáng)大的軟件功能
鐵路信號(hào)供電電源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)可裝于監(jiān)控主站和/或調(diào)度主站。它們擁有功能完善的安全登錄與定義，按不同的控制操作、維護(hù)操作及監(jiān)控分類(lèi)的方式賦予各登錄用戶相應(yīng)的權(quán)限，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全管理，并且軟件留有備份，便于安裝啟動(dòng)。軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

 
圖4  軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖