耿德虎

1  前言
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力自動(dòng)化和微機監控系統逐漸應用到整個(gè)電力網(wǎng)的發(fā)展中，RTU更是得到了廣泛的應用。它是電網(wǎng)電力調度、變配電自動(dòng)化系統的基礎設備，通常安裝在變電所內，承擔各種遠動(dòng)信息的上傳下達，是電力系統實(shí)現遠方數據采集與監控的重要設備。它借助專(zhuān)用的通信信道來(lái)實(shí)現四遙量的傳送與控制，實(shí)現了監視線(xiàn)路運行狀態(tài)，并通過(guò)控制線(xiàn)路開(kāi)關(guān)來(lái)改變線(xiàn)路的運行狀態(tài)的目的。
其中控制保護功能是指自動(dòng)化系統識別配電系統故障的位置，并通過(guò)故障遮斷設備的操作，把有故障的線(xiàn)路或設備從配電網(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)現通過(guò)對故障遮斷設備的操作，把有故障的線(xiàn)路或設備從配電網(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)通需要相當高的成本，在一定程度上造成了財力資源的浪費。
2  新型TSGRTU的特點(diǎn)
TSG型RTU的主要特點(diǎn)是：
(1)  面保護功能
由于配電線(xiàn)路較短，不同段上短路電流大小區別不大，靠延時(shí)又不能解決級差問(wèn)題，當配電線(xiàn)路中采用分段形式來(lái)縮短區段故障時(shí)，曾出現過(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)確定故障區段，缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)使用頻繁、動(dòng)作時(shí)間長(cháng)；第二種是集中處理模式，是將各處電流調回主站，經(jīng)判斷后，分離出故障區段，不足之處是對通信的依賴(lài)性很強、動(dòng)作時(shí)間長(cháng)；而TSG型RTU只利用保護裝置自身采集的信息，作出故障判斷，實(shí)現故障隔離的目的。面保護工作原理如圖1所示。

 
圖1  面保護工作原理圖

該圖顯示出了面保護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(xiàn)開(kāi)關(guān)跳閘后，故障兩側開(kāi)關(guān)在0.5秒前跳開(kāi)，0.7秒出線(xiàn)開(kāi)關(guān)重合，2秒內聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)按面保護原理合上。雖然，它也需要通信，但它不象集中方式，對通信依賴(lài)性強，即使通信有問(wèn)題，最多上一級分段開(kāi)關(guān)誤跳，不至于不能隔離故障而影響恢復供電。
(2)  無(wú)專(zhuān)用通信信道
借助電力線(xiàn)路作為其通信信道，實(shí)現對信號電源系統進(jìn)行全天候、全方位，在線(xiàn)實(shí)時(shí)監控的功能。
本系統的基本原理首先是利用擴頻配電載波技術(shù)，通過(guò)擴頻（調制）、解擴（解調）將窄帶脈沖干擾有效地濾除，理論上擴頻解擴增益可以將信噪比提升數十分貝。盡管接收信號中的噪聲遠遠大于信號，以至于信號淹沒(méi)于噪聲中，然而經(jīng)過(guò)解擴后，噪聲被擴散，而信號得以還原，從而信噪比得到數十分貝的提升。尤其在配電網(wǎng)中，窄頻干擾很多，通過(guò)擴頻與解擴，將得到很好的抑制。
(3) 應用靈活
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）電所傳遞到調度中心。載波通信裝置不必在開(kāi)關(guān)兩側切換，而是在自閉線(xiàn)和貫通線(xiàn)兩條線(xiàn)路間切換，達到漫游的目的。如圖2所示。

 
圖2  監控主站網(wǎng)絡(luò )連接示意圖

 
圖3  區間信號點(diǎn)監控終端結構圖

TSGRTU安裝在配有開(kāi)關(guān)的位置，兩條信道分別是自閉線(xiàn)和貫道線(xiàn)。RTU可以監視2臺單相變壓器的工作情況，并控制2臺信號開(kāi)關(guān)，如圖3所示。
(4)  強大的軟件功能
鐵路信號供電電源自動(dòng)監控系統的軟件系統可裝于監控主站和/或調度主站。它們擁有功能完善的安全登錄與定義，按不同的控制操作、維護操作及監控分類(lèi)的方式賦予各登錄用戶(hù)相應的權限，保證了系統的正常運行和安全管理，并且軟件留有備份，便于安裝啟動(dòng)。軟件系統結構如圖4所示。

 
圖4  軟件系統結構示意圖