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技术干货丨配电自动化终端调试及运维技术
Publish Date:2024/08/29武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司

配网系统主要包括35kV降压变压器、10kV配网电源分配和220kV生活用电系统等,其综合自动化程度关系到用电安全、用电质量、节能用电、分布式能源等多方面。 配电自动化是一项系统工程,完整的配电自动化系统主要包含四个环节: 供电网络、远动系统、通信系统、主站网络等。

配电自动化终端分布

1、远动终端设备: 主要负责与配电设备终端进行通信,实现对配电设备的监测和控制。 远动终端设备包括主站终端和 分站终端 ,分别负责与配电设备和上级调度的通信。
2、电力监测装置: 主要用于对配电设备电能参数进行监测和采集,如电流、电压、功率因数等,以便实时获取配电设备的运行状态并将数据传输给远动终端设备。
3、保护装置: 主要用于对配电设备进行保护,在设备出现故障时及时切除故障设备,确保电力系统的安全运行。 常见的保护功能包括过流保护、短路保护和接地保护。
4、自动化开关设备: 主要用于对配电设备的远程控制和操作,包括但不限于开关柜、负荷开关、断路器等。
5、通信设备: 主要用于配电自动化系统中各个设备之间的通信,包括但不限于无线通信设备和有线通信设备,负责数据传输和信息交互。
以上设备与 智能电能表、 配电自动化终端、 无线通信模块、 数据采集器 分段器 等,共同构成了配电自动化系统。

配电自动化终端按类型主要分为DTU、FTU和TTU。 DTU主要是站所和环网终端,FTU主要是柱上断路器终端,TTU主要是变压器终端。

配电自动化终端调试和运维

配电之星系列配电自动化终端测试仪 适用于站所终端、馈线终端、一二次融合馈线等全类型终端设备试验检测,集成电磁式、电子式、数字式配电终端测试于一体,支持常规信号和小信号混合输出,验证IEC101和IEC104规约是否符合要求,对终端保护动作逻辑进行验证。 不停电状态下实现多点终端的同步故障模拟,配合主站进行故障区域判断,故障隔离和供电恢复策略的执行,实现完整的馈线自动化功能测试。

 

1、终端调试基本流程

加密芯片解密: 用电科院测试UK,通过软件提取终端测试密钥,将密钥文件发往电科院进行解密。
主站进行对应的通道建设: 需要对应终端的所属线路,与终端统一点表,确定好对应的规约通信。
终端根据调试要求配置参数: 与主站统一点表,通信规约一致,对终端进行电科院正式UK认证。

通信需要主站和终端通信IP保持一致: 通信分为有线通信和无线通信,有线通信为光纤通信,终端和主站通道配置相应的光纤通信IP和网关。 无线通信通过无线通信模块,配置相应的通信配置,主站通道配置无线通信模块获取无线卡的IP,通信部分配置呼应。

2、终端调试过程

主站通道和终端参数配置完成后进行初步的通信互通。 以无线IEC101通信规约为例,主站对终端下发网关认证,终端回复主站网关认证通过,然后进行证书认证通过,主站获取终端芯片序列号,终端回复芯片序列号,回复密钥并上线,此时终端和主站数据通信正常,即主站与终端完成双向认证流程。

 

1)主站从配电加密认证装置(加密机)获取主站随机数R1发送给终端。

 

2)终端获取随机数R2,将R1+R2签名后发送给主站,同时终端保存R1。

 

3)主站用终端证书验证终端签名的有效性,完成主站对终端的身份认证,然后主站对终端随机数R2签名,将签名结果发送给终端。

 

4)终端用主站证书验证主站签名的有效性,完成终端对主站的身份认证,将认证确认信息发送给主站。

 

5)主站请求读取终端芯片序列号。

 

6)终端返回芯片序列号。

 

7)双向认证完成,主站读取终端对称密钥版本号。

 
8)终端返回加密芯片对称密钥版本号。

 

注: 以上报文分析主要参考红色标记部分。
9)终端调试常见问题与处理
主站通道密钥绑定,出现这种情况需要重新绑定对应密钥。
终端正式证书未绑定,从而导致终端无法正确回复主站的证书认证。

无线通信没有正确配置主站IP和对应的规约端口号,同时校验位需要和终端配置一致。

3、终端与主站对点调试

配电自动化设备正常通信需要主站和现场互相配合完成,终端和主站通信环环相扣,任何一步的通信故障都可能导致整个系统的运行受阻。 配网自动对点系统中配电之星系列配电自动化终端测试仪与主站通过无线网络协议交互,测试仪通过自动测试方案给配电终端施加不同的模拟量和状态位置,主站监视到终端行为后,通过主站安全接入区,由无线4G专用网络传输给测试仪进行处理和运算,完成遥信、遥测、遥控等调试,包括总召、对时、SOE调试。
  • 遥信: 现场终端收到的信号是否能正常上送主站,主站通过终端上送的遥信信号来判断现场电力设备运行情况。
  • 遥测: 终端采集现场测量电压、电流,通过线损模块计算出终端的有功和无功状态。 在调试阶段,可以通过测试仪模拟现场实际运行情况,测试终端的遥测功能。
  • 遥控: 主站通过远方遥控操作现场终端和电力设备的运行状态,使其满足电力设备正常运行要求。
  • 遥调: 主站远方获取终端运行参数,并可根据现场要求修改终端相关参数。
  • 遥脉: 终端采集现场电力设备实际的用电情况及电能量上传至主站,主站通过数据计算电能使用情况。
测试前智能匹配方案库,测试时无需人工对点,测试完成后自动给出结论并生成电子测试报告,最后上送至主站保存。

 

 


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