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耿德虎

1  前言
隨著科學技術的發展，電力自動化和微機監控系統逐漸應用到整個電力網的發展中，RTU更是得到了廣泛的應用。它是電網電力調度、變配電自動化系統的基礎設備，通常安裝在變電所內，承擔各種遠動信息的上傳下達，是電力系統實現遠方數據采集與監控的重要設備。它借助專用的通信信道來實現四遙量的傳送與控制，實現了監視線路運行狀態，并通過控制線路開關來改變線路的運行狀態的目的。
其中控制保護功能是指自動化系統識別配電系統故障的位置，并通過故障遮斷設備的操作，把有故障的線路或設備從配電網中孤立出去的功能。
但是在一些特殊的場合，通常的RTU很難實現通過對故障遮斷設備的操作，把有故障的線路或設備從配電網中孤立出去，而且RTU需要通信信道的隨時支持，一旦信道遭破壞，所有的信息就會傳輸中斷；另外，通信信道的實時性開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
TSG型RTU的主要特點是：
(1)  面保護功能
由于配電線路較短，不同段上短路電流大小區別不大，靠延時又不能解決級差問題，當配電線路中采用分段形式來縮短區段故障時，曾出現過兩種模式：第一種是重合器模式，實質是靠一段一段的重合試投來確定故障區段，缺點是開關使用頻繁、動作時間長；第二種是集中處理模式，是將各處電流調回主站，經判斷后，分離出故障區段，不足之處是對通信的依賴性很強、動作時間長；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程，其判斷決策是由分段開關的控制裝置完成的，由于各分段開關控制裝置在時間上是同時并行處理的，所以，時間特別短。0.3秒出線開關跳閘后，故障兩側開關在0.5秒前跳開，0.7秒出線開關重合，2秒內聯絡開關按面保護原理合上。雖然，它也需要通信，但它不象集中方式，對通信依賴性強，即使通信有問題，最多上一級分段開關誤跳，不至于不能隔離故障而影響恢復供電。
(2)  無專用通信信道
借助電力線路作為其通信信道，實現對信號電源系統進行全天候、全方位，在線實時監控的功能。
本系統的基本原理首先是利用擴頻配電載波技術，通過擴頻（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，以至于信號淹沒于噪聲中，然而經過解擴后，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。尤其在配電網中，窄頻干擾很多，通過擴頻與解擴，將得到很好的抑制。
(3) 應用靈活
在過程控制中采用增加網關功能，將10kV載波網信息由變（配）電所傳遞到調度中心。載波通信裝置不必在開關兩側切換，而是在自閉線和貫通線兩條線路間切換，達到漫游的目的。如圖2所示。

 
圖2  監控主站網絡連接示意圖

 
圖3  區間信號點監控終端結構圖

TSGRTU安裝在配有開關的位置，兩條信道分別是自閉線和貫道線。RTU可以監視2臺單相變壓器的工作情況，并控制2臺信號開關，如圖3所示。
(4)  強大的軟件功能
鐵路信號供電電源自動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的方式賦予各登錄用戶相應的權限，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。軟件系統結構如圖4所示。

 
圖4  軟件系統結構示意圖