几种基于故障指示器的简易配网自动化模式分析

几种基于故障指示器的简易配网自动化模式分析内容摘要：

分可以正常工作，传感器就可以一直正常工作。 由于传感器采用环氧树脂灌封，其密封特性很好，理论上传感器可以使用 15－ 20 年。 无线指示器 主机采用锂电池供电， 平时主机处于待机状态， 只在故障发生时采用平衡式规约通过短距离无线信号上传故障信息。 因故障发生的几率少， 故障 信 息代码较短， 耗电量不是很大。 若电路板做了密封防水处理，电路板漏电量较小， 主机的 平均功耗 可以做到 10 微安一下，理论上一节锂电池可以工作 10 年以上。 接收无线指示器故障信息的无源 DTU 采用自取电和超级电容做后备电源的供电方式。 因其无线接收 电路 部分需要一直处于工作状态 ，才能不遗漏 指示器传送过来的故障信息，而无线接收 电路 部分的功耗 较大， 约 为 2030 毫 安。 无源 DTU 的用于 远程无线 通讯的 GSM/GPRS通讯 电路 功耗较大 ，但是因它只需要在故障发生和进行链路测试时才发送信号 ，所以该部分的平均功耗并不是很大。 无源 DTU 的功耗 主要在于短距离无线接收电路部分，其平均功耗为20－ 30 毫安。 当线路负荷电流较小（小于 50A）时，即使采用大容量的取电 CT 也 很可能无法正常工作。 从供电方式上看，基于 无线 型指示器的简易 配网 自动化模式在负载电流较大的地方比较适用。 其指示器和传感器部分的功耗较低，理论上使用锂电池供电即可达到 10 年以上的工作寿命。 该模式的主要功耗在于 无源 DTU 的 短距离无线接收电路部分，其平均功耗 较大。 若线路负荷电流较小将无法工作。 串行通讯型指示器 及其简易配网自动化系统的指示器主机和数据采集器由配网自动化终端设备 DTU/FTU 供电。 传感器采用模拟电路设计，不使用电池供电。 配网自动化数据传输终端 DTU/FTU 采用 220 伏交流供电，配备大容量铅酸电池做后备电源。 这种供电模式在各行业得到普遍应用，供电可靠性很高，而且可以提供足够的电能供设备运行使用。 电源线和通讯线共用一根屏蔽电缆，从 DTU/FTU 电源输出端口引出，首先连接到数据采集器，再连接到各指示器主机上。 连接线接口形式为航空插头，可以方便的接线和插拔。 从连接上看线缆是串联的，但是由于各设备是分别从电缆上取电，实际上是并联的，线缆中间某一台设备出现故障，并不会影响到 线路上其他设备的供电。 指示器主机和数据采集器的供电电路采用DC/DC 开关电源模块进行转换和隔离，有效降低用电侧和供电电源间的干扰。 串行通讯型指示器 及其简易配网自动化系统完全取消电池供电的方式，具有很高的可靠性。 故障指示器运行环境由于电缆沟道内容易积水而变得比较潮湿 ，指示器主机部分一般都没进行有效的防水处理，潮气很容易导致电路板间存在漏电流，电池会因为漏电流的存在而很快耗光电量。 取消了电池供电，就消除了故障指示器最大的故障隐患，可大幅提高指示器的使用寿命。 但是这种模式需要 借助 DTU/FTD 供电和传输信息， 其成本较高，前期安装施 工难度较大 ， 一般不会单独采用。 在城区供电密集的地方，很多供电 公司 在进行智能电网的升级改造，一般都会上具有“三遥”功能的配网自动化系统，这种模式就非常 适 合做为配网 自动化 系统的辅助工程而 采用。 数字式指示器实际上就是增加了电流检测、温度检测等功能并 具有 短距离无线通讯 功能的指示器。 其供电方式是自取电加锂电池做后备电源。 传感器 不仅具有故障监测功能，还 附加 有 电流参数检测、温度参数检测等功能， 这就决定其功耗较大，若线路负荷电流较小，自取电电路的取电能力有限，此时主要依靠锂电池供电。 另外 其传感器具有与数据采集器的双向短距 离无线通讯功能， 即使采用了大容量锂电池和为了省电而采用占空比工作模式运行，其无线收发电路的功耗（接收状态 20 毫安左右，发送状态 30 毫安左右）相对于电池来说也很大。 这也决定了其传感器 只能适用于线路负荷电流较大的场合。 系统中起数据转接功能的数据采集器 采用 开口 CT 取电。 由于 采集器内的无线模块需要 一直或经常 处于 接收 工作状态以 不遗漏 传感器上传来的故障和参数信息，其实际功耗较高。 尽管采用了大容量锂电池和特殊的磁回路来取电，但在线路负荷较小的地方，其附加上的 参数检测等 功能将不得不关闭以节省电能，仅起到 常规 故障指示器的作用。 数字式故障指示器及其简易配网自动化系统采用自取电和锂电池做后备电源。 由于其 传感器使用 短距离无线通讯方式进行信号传输， 且传感器和采集器间具有双向通讯能力，这 导致其功耗比其他简易配网自动化模式都要高很多。 在配网线路负荷电流较小的场合，这种系统的工作 寿命 主要由锂电池容量的大小来决定。 表 1 是几种简易配网自动化模式供电方式的对比，从表中可以看出，串行通讯型 故障指示器简易配网自动化模式的供电可靠性最高，自取电供电模式的简易配网自动化系统工作寿命在线路负荷电流较小的场合主要由后备锂电池容量的大小决定。 表 1 几种简 易配网自动化模式供电方式对比 Table 1 Comparison of power supply of main simplified distribution automation models based on FPIs 简易配网自动化模式 供电方式 平均功耗量级 供电 可靠性 主要不足 适用场合 基于光纤型故障指示器的简易配网自动化模式 传感器 自取电 +锂电池 1050微安 低 自取电能力不足时，电池工作寿命较短 负荷电流较大的线路（大于 50A） 主机 锂电池 1030微安 高 数 据采集器 自取电 +锂电池 1030毫安 低 基于无线型故障指示器的简易配网自动化模式 传感器 故障电流 1 微安以下 很 高 自取电能力不足时， 数据采集器无法正常工作 负荷电流较大的线路（大于 50A） 主机 锂电池 510 微安 高 数据采集器 自取电 +锂电池 2030毫安 很低 基于串行通讯型故障指示器的简易配网自动化模式 传感器 故障电流 1 微安以下 很高 需要由配网自动化系统提供电源 适用于进行配网自动化改造的场合 主机 交流 +铅酸电池 2030毫安 很高 数据 采集器 交流 +铅酸电池 2030毫安 很高 基于数字式故障指示器的简易配网自动化模式 传感器 自取电 +锂电池 520 毫安 很低 自取电能力不足时，传。