電力自動化名詞解析

饋線終端設(shè)備FTU饋線自動化終端（FTU）是自動化系統(tǒng)與一次設(shè)備聯(lián)結(jié)的接口，主要用于配電系統(tǒng)變壓器、斷路器、重合器、分段器、柱上負(fù)荷開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、調(diào)壓器、無功補(bǔ)償電容器的監(jiān)視和控制，與饋線主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行主站給出的對配電設(shè)備的控制調(diào)節(jié)指令，以實(shí)現(xiàn)饋線自動化的各項(xiàng)功能。FTU實(shí)質(zhì)上是介于遠(yuǎn)方終端（RTU）與繼電保護(hù)之間的一種自動化終端。包括以下幾個部分：開關(guān)操作控制電路不間斷供電電源饋線自動化控制器（測控模塊）通信接口終端（通信模塊）控制箱體FTU是裝設(shè)在饋線開關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控裝置。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān)，例如10kV線路上的斷路器、負(fù)荷開關(guān)、分段開關(guān)等。一般來說，1臺FTU要求能監(jiān)控1臺柱上開關(guān)，主要原因是柱上開關(guān)大多分散安裝，若遇同桿架設(shè)情況，這時可以1臺FTU監(jiān)控兩臺柱上開關(guān)。配變終端設(shè)備（TTU）TTU監(jiān)測并記錄配電變壓器運(yùn)行工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，每隔1～2分鐘計算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運(yùn)行參數(shù)，記錄并保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數(shù)組的整點(diǎn)值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時間，供電中斷時間及恢復(fù)時間，記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中，在裝置斷電時記錄內(nèi)容不丟失。配網(wǎng)主站通過通信系統(tǒng)定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發(fā)現(xiàn)變壓器過負(fù)荷及停電等運(yùn)行問題，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析電壓合格率、供電可靠性以及負(fù)荷特性，并為負(fù)荷預(yù)測、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現(xiàn)場讀取記錄，事后轉(zhuǎn)存到配網(wǎng)主站或其它分析系統(tǒng)。TTU構(gòu)成與FTU類似，由于只有數(shù)據(jù)采集、記錄與通信功能，而無控制功能，結(jié)構(gòu)要簡單得多。為簡化設(shè)計及減少成本，TTU由配變低壓側(cè)直接變壓整流供電，不配備蓄電池。在就地有無功補(bǔ)償電容器組時，為避免重復(fù)投資，TTU要增加電容器投切控制功能。開閉所終端設(shè)備（DTU）DTU一般安裝在常規(guī)的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關(guān)設(shè)備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計算，對開關(guān)進(jìn)行分合閘操作，實(shí)現(xiàn)對饋線開關(guān)的故障識別、隔離和對非故障區(qū)間的恢復(fù)供電。部分DTU還具備保護(hù)和備用電源自動投入的功能。RTU遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，它的安全可靠運(yùn)行是電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本保證。當(dāng)前變電站正以分項(xiàng)自動化向著綜合自動化方向發(fā)展，綜合自動化的近期目標(biāo)是把變電站的保護(hù)、測量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動等融為一體，取得數(shù)據(jù)共享，資源共享，大幅度提高自動化的功效。對于電力系統(tǒng)，為了進(jìn)行現(xiàn)代化管理，往往實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化，雖然省、地、縣各級調(diào)度有不同的職能和責(zé)任，但其組成基本相同，一般是由主站和遠(yuǎn)動終端（RTU）組成。遠(yuǎn)動終端就是電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動裝置，它負(fù)責(zé)采集所在發(fā)電廠或變電站電力運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。然而，隨著煤礦現(xiàn)代化管理的飛速發(fā)展，實(shí)施煤礦安全生產(chǎn)微機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)已是大勢所趨，該系統(tǒng)通過設(shè)置在礦調(diào)度室的主計算機(jī)能實(shí)時地監(jiān)視煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境安全參數(shù)和全礦重要機(jī)電設(shè)備的工況，從而對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)的指揮管理和控制融為一體，成為礦井生產(chǎn)的中樞。由于礦調(diào)度室遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場，因此，礦井上下需要設(shè)置多個遠(yuǎn)動分站。毋庸置疑，煤礦變電站是企業(yè)生產(chǎn)的核心和動力源泉，它關(guān)系著安全生產(chǎn)和人體安危。變電站的安全管理也是煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。通常變電站與煤礦生產(chǎn)調(diào)度中心往往相距較遠(yuǎn)，必須采用遠(yuǎn)動技術(shù)，在變電站設(shè)置遠(yuǎn)動終端即RTU，與調(diào)度中心計算機(jī)通過信道相連接，RTU與調(diào)度中心之間通過遠(yuǎn)距離信息傳輸完成RTU的遠(yuǎn)方監(jiān)控功能。RTU與主站配合可以實(shí)現(xiàn)三遙功能，即：遙測、遙信、遙控。遙測（YC，Tele-measurement）交流電壓遙測(AI輸入)交流電流遙測(AI輸入)直流電流遙測(AI輸入)遠(yuǎn)程量測值。RTU將采集到的廠站運(yùn)行參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心（上傳）。包括：P、Q、U、I、檔位、溫度等，容量達(dá)幾十到上百個（路）。另外還包括2類特殊YC：

a)數(shù)字值（DigitalMeasuredValue）：RTU以數(shù)字量的形式直接接收后上傳。如頻率、水庫水位等。

b)記數(shù)脈沖（CounterPulse）：單獨(dú)的采集（電路）板。主要指RTU采集的反映電能量的脈沖記數(shù)。容量可達(dá)幾十路電度量。遙信（YX，Tele-indication,Tele-signalization）遙信輸入(DI輸入)遠(yuǎn)程狀態(tài)信號。RTU將采集到的廠站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心（上傳）。包括：斷路器和隔離刀閘的位置信號、繼電保護(hù)和自動裝置的位置信號、發(fā)電機(jī)和遠(yuǎn)動設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。容量達(dá)幾十到幾百個。遙控（YK，Tele-command）直流電流遙調(diào)(AO輸出)遙控輸出(DO輸出)遠(yuǎn)程命令。調(diào)度中心發(fā)給RTU的改變設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的命令。包括：操作廠站各電壓回路的斷路器、投切補(bǔ)償電容器和電抗器、發(fā)電機(jī)組的啟停等。容量可達(dá)幾十個設(shè)備。零序電流在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0如果在三相四線中接入一個電流互感器，這時感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I(漏電電流）這樣互感器二次線圈中就有一個感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較，如大于動作電流，即使靈敏繼電器動作，作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。日凍結(jié)日凍結(jié)數(shù)據(jù)是指終端在每日日末24點(diǎn)時刻所凍結(jié)的數(shù)據(jù)，其中由抄表得到的數(shù)據(jù)是日末24點(diǎn)時刻所抄回凍結(jié)的電表數(shù)據(jù)。如7月29日的日凍結(jié)數(shù)據(jù)，是7月29日24點(diǎn)（即7月30日0點(diǎn)）電表上的抄讀到的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是終端凍結(jié)的。Baud數(shù)據(jù)通信速度的表示單位，是用法國的通信技術(shù)研究者J.M.E.Baudot(1845—1903)的名字命名的。波特是設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器）每秒中發(fā)生信號變化的度量。它表示通信線路狀態(tài)每秒鐘變化的次數(shù)。由于在低速的Modem(調(diào)制解調(diào)器)中，此速度與傳輸速度(bps)是一致的，故常被混淆。因此很少用于調(diào)制解調(diào)器速度。事實(shí)上，二者的含義是不同的?？梢詰?yīng)用編碼技術(shù)使IBaud（即信號變化）表示2bit或更多bit。2bit/Baud被稱為雙位編碼，3bit／Baud被稱為三位編碼。在現(xiàn)今的高速M(fèi)odem中，由于載波的每次變化可以傳送多個比特數(shù)據(jù)，使得波特與傳輸速度不同。例如，V.22.bis的Modem的波特是600，而傳輸速度是1200bps。因此，現(xiàn)在已不使用此單位了。信號速率單位，等于每秒所傳輸分立信號的元素數(shù)。如果每個信號元素只表示一位時，波特與bit/s是同義詞。視在功率在電工技術(shù)中，將單口網(wǎng)絡(luò)端鈕電壓和電流有效值的乘積，稱為視在功率（apparentpower），記為S=UI。顯然，只有單口網(wǎng)絡(luò)完全由電阻混聯(lián)而成時，視在功率才等于平均功率，否則，視在功率總是大于平均功率（即有功功率），也就是說，視在功率不是單口網(wǎng)絡(luò)實(shí)際所消耗的功率。為以示區(qū)別，視在功率不用瓦特（W）為單位，而用伏安（VA）或千伏安（KVA）為單位。功率因數(shù)在正弦交流電路中，有功功率一般小于視在功率，也就是說視在功率上打一個折扣才能等于平均功率，這個折扣就是Cosφ，稱為功率因數(shù)（powerfactor），用Cosφ表示。由于是單口網(wǎng)絡(luò)端鈕電壓與電流間的相位差角，故φ往往稱之為功率因數(shù)角。視在功率是怎樣計算出來的：KVA是設(shè)備的輸出容量，單位是VA或KVA．既是該設(shè)備的視在功率S,三相視在功率計算公式為S=3Up×Ip，單位是：VA或KVA。三相電路的有功功率等于各相功率之和。三相有功功率各相有功功率分別為Pa=Ua×Ia×COSΦaPb=Ub×Ib×COSΦbPc=Uc×Ic×COSΦc三相有功功率為P=Pa+Pb+Pc=Ua×Ia×COSΦa+Ub×Ib×COSΦb+Uc×Ic×COSΦc三相負(fù)載對稱時：P=3U×I×COSΦ單位是W或KW交流純電阻電路的功率計算如下：電阻消耗的功率在任一瞬時都是正值，即在任一時刻都向電源吸取電能，一周期內(nèi)瞬時的平均值稱為平均功率，又稱有功功率，用P表示，單位為W，它等于電壓的有效值和電流的有效值的乘積即：P==UI=I平方×R=U平方\R.1，有功功率PP=UIcos&z,表示實(shí)際吸收的功率。單位用瓦特表示2,無功功率QQ=UIsin&z此能量在往復(fù)交換的過程中，沒有消耗掉。單位用VAR表示3，視在功率SS=UI4,&z稱為功率因數(shù)角。是電壓超前電流的相位差。一次設(shè)備與二次設(shè)備電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備（也稱主設(shè)備）是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體，它是直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電力母線、電力電纜和輸電線路等。二次設(shè)備是對一次設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和監(jiān)測的設(shè)備，它包括控制器具、繼電保護(hù)和自動裝置、測量儀表、信號器具等。二次設(shè)備通過電壓互感器和電流互感器與一次設(shè)備取得電的聯(lián)系。電力系統(tǒng)常用專用名詞中英文對照DMS：（Distribution

Management

System）配電管理系統(tǒng)

DA：（Distribution

Automation）

配電自動化

DSM：（Demand

Side

Management）

需求側(cè)管理

AMR：（Automatic

Message

Recording）

自動抄表

CRMS：（Control

Room

Management

System）控制室管理系統(tǒng)

CIS：（Consumer

Information

System）

用戶信息系統(tǒng)

AM/FM/GIS：（Automatic

Mapping

/facility

Management/geographic

information

System）

自動繪圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)

SCADA：（System

of

Control

And

Data

Acquisition）

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制

OMS：（Outage

Management

System）

停電管理系統(tǒng)。

WMS：（Work

Management

System）

工作管理系統(tǒng)。

GPS：（global

position

System）

全球定位系統(tǒng)。

SA：（Substation

Automation

）

變電站自動化

TDU：（Time

Delay

Unit）

時間延遲單元

RTU：（Remote

Terminal

Unit）

站內(nèi)遠(yuǎn)方終端

FA:

（Feeder

Automation）

饋線自動化

FTU：（Feeder

Terminal

Unit）

饋線遠(yuǎn)方終端

MIS：（Management

Information

System）管理信息系統(tǒng)

EMS：（Energy

Management

System）

能量管理系統(tǒng)

LM:（Load

Management）

負(fù)荷管理

TTU(distributionTransformersupervisoryTerminalUnit)配電變壓器監(jiān)測終端常見問題說明功率因數(shù)為負(fù)功率因數(shù)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，應(yīng)該就屬于滯后無功功率為負(fù)電流是有方向的，電壓是無方向的，當(dāng)流過參考點(diǎn)電流互感器的無功電流與有功電流方向相反并大于有功電流時候，就會出現(xiàn)參考點(diǎn)無功功率為負(fù)數(shù)無功功率為負(fù)數(shù)是什么原因在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。

1影響功率因數(shù)的主要因素

(1)大量的電感性設(shè)備，如異步電動機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動機(jī)的無功消耗占了60％～70％；而在異步電動機(jī)空載時所消耗的無功又占到電動機(jī)總無功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。

(2)變壓器