0.4kV低压配电系统智能化方法探究

何有林

【摘 要】本文分析了0.4kV低压配电系统及其组成功能，还有终端单元的基本原理，探究了终端单元的关键技术，比如双进程编程技术，还有多路监控集中式结构设计。

【关键词】0.4kV;低压;配电系统;智能化

前言

配电自动化技术在抗干扰技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术等新技术的发展带动下也得到了迅速发展。在我国针对10kV及以上的配电系统自动化研究已经趋于成熟，并且在实践中也得到了应用，但是0.4kV的配电系统智能化还是正在探索阶段。因此，下文就针对0.4kV低压配电系统智能化方法展开了分析探究。

1.0.4kV低压配电系统及其组成部分

1.10.4kV低压配电系统

YXM11系列的0.4kV智能配电监控终端单元，适用于0.4kV低压成套开关设备智能化，可以有效监测和控制0.4kV低压配电系统的主电源投切、备电源投切、无功补偿、母联、馈电、受电等各开关柜的接触器和断路器的电参数。该智能配电监控终端单元的设计主要采用了网络化、集成化、模块化和数字化，属于一种新型的低压监控终端产品[1]。此智能配电监控终端单元可以针对系统主母线各连接点温度、工作环境温度、总用电量、无功用电量、有功用电量等电气参数进行远程监控，同时还能通过远程进行抽出式断路器位置状态、欠压状态、储能状态，还有故障情况等方面的监视。

1.2系统组成和功能

该系统主要进线监控终端单元、馈电监控终端单元、电源切换监控终端单元、电容补偿监控终端单元、联络监控终端单元这5类的终端单元所组成。图1 显示了基于现场总线模式的分散式低压配电监控系统[2]。

2.终端单元的基本原理

在此系统中，各个监控终端单元的工作原理类似，差异的地方在于所监测控制的输入回路和输出回路的类别和数量不一样。在设计各终端单元的时候，应用了多种类型的软硬件关键技术，但是在选择器件型号的时候，还是选择性价比高、可靠度高且通用的。图2为监控终端单元原理框图。

结构主要由7个部分组成，其中包括了 模拟量输入接口、开关量输入接口、控制输出接口、人机界面、中央处理单元、通讯接口、电源。输入交流电压220V50Hz在经过了电压互感器之后，会转变成2mA信号，而在经过了输入交流电流5A之后会转变为2.5mA的信号，然后经过有源滤波和运算放大可以获得A/D转换输入电压[3]。

3.终端单元的关鍵技术

3.1双进程编程技术

为有效降低制造产品的成本，在选用MPU的时候，可以选用PHILIPS公司8位精简指令集单片机，选用TI公司的A/D芯片10位多模拟通道进行ADC的输入串行。此方案成本低，还能使PCB板的面积得到有效减少，可以实现多馈电回路的集中控制式结构。但是ADC的串行采样速率不高，因此，使用了双进程编程技术在智能终端系统[4]。其中完成物理量计算、输入输出开关量、与上位机之间的通信、数据显示等大部分的工作主要是由主进程来完成。A/D进程为另外的一个进程，此进程仅仅完成了交流电流和交流电压的数据缓存和采样工作。当这两个进程间在并行工作阶段，联络主要是通过信号量来进行，然后利用双进程编程技术来实时计算交流电参数。有72个采样点在一个工频的周期中，所以，即使有高于30次的谐波分量存在于交流电中，但是还是可以将测量结果准确的给出来。

3.2多路监控集中式机构设计

目前有很多国内外同类产品中，一个监控终端单元只能测控一路馈电。因为有很多通信节点数，所以系统的通信速度会受到影响而有所下降。每一馈电回路，都需要配备一套完整的按键与显示电路、通信接口电路、控制电路、电源电路等，这必然会使各馈电回路的销售价格和平均生产成本增加、但是因为使用了双进程编程技术，设计硬件的复杂度得到降低。所以在设计项目产品的时候应用了多路监控集中式结构[5]。在所有终端单元中，使用了大量的馈电单元。一套按键与显示电路、通信接口电路、控制电路、电源电路由8个回路公用，单回路的平均生产成本不仅可以得到有效降低，还能确保产品的市场竞争力可以得到提高。

结束语

通过上文的分析探究，我们知道优化0.4kV低压配电系统，可以通过双进程编程技术、多路监控集中式机构设计来实现。在实际优化0.4kV低压配电系统的时候，必须要严格按照技术应用要求来予以该智能终端的优化，以实现配电系统的不间断运行，同时还能确保低压配电网络的要求可以得到满足。

参考文献：

[1]张卫红，陈小龙，万顺，et al.基于边缘计算的分布式配电故障处理系统[J].供用电，（9）：28-33.

[2]肖新华，黄明烨，宋志强.基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系构建研究[J].供用电，（6）.

[3]王黎，程华.基于0.4kV低压配电系统智能化方法的探讨[J].砖瓦，2006（11）：39-42.

[4]黄远君.0.4 kV低压配电系统智能化方法探究[J].企业技术开发，2015（7）：99-100.

（作者单位：国网青海省电力公司海西供电公司）