馈线终端单元FTU的101规约安全性测试

IEC60870-5-101规约主要用于电力SCADA数据监控采集系统主站和子站之间传输报文,由于该报文主要采用"帧校验和"的方式,其安全性较低,存在中间人攻击的安全隐患。为了验证该101规约的通信存在问题,构建了馈线终端FTU与主站的通信系统,在云服务器上采集FTU移动物联卡的遥测信息,利用中间人攻击方式,采用ARP欺骗截获通信数据分组,解析数据分组中的遥测信息,尝试数据篡改并成功使监控端数据得不到及时更新,最后提出了一种基于Hash签名的101规约安全机制。

一种改进的馈线终端设计

结合现代配电网对馈线自动化的新要求,分析了以TMS320LF2407为主控芯片设计的馈线终端(FTU)的局限性,提出了改进的馈线终端设计方案。以TMS320F28335为核心处理器,提升了总体性能;新增GPRS无线网络通信功能,实现多种通信方式并存;采用改进的故障定位算法,实现故障快速定位;给出了故障录波的具体实现方式,为故障分析提供可靠依据。算例测试结果表明,当故障发生时,终端能准确地实现故障定位,便于快速完成供电恢复,满足现代配网自动化要求。

负相序供电对馈线终端影响分析

受现场各类因素影响,时常发生配电线路安装或换相后,因未及时核相而导致馈线终端装置处于负序供电状态,影响了FTU装置的正常运行。首先分析了FTU双电源供电工作原理,然后研究了FTU的保护配置和逻辑。根据负序运行特点,得出负相序供电可能会损坏FTU电源和造成保护误动或拒动,然后提出FTU增加相序报警、相序自调整功能等解决方法。结合山东某地负序供电运行案例,验证了负相序运行对FTU的影响,所提方法可以有效地增加FTU运行可靠性和提高配网线路管理效率。

基于TMS320LF2407的馈线终端装置设计

为了提高配电网的安全性和可靠性,根据10kV配电自动化的发展现状,研究并设计了应用于电力系统配电自动化网中的馈线终端装置(FTU)。以TI公司的TMS320LF2407为核心,介绍了FTU的主要硬件构成部分、软件流程。给出了模拟量调理电路、A/D转换接口、时钟接口等单元电路的设计实现方法。在实际中,系统能准确测量电压、电流、功率等物理量,并能迅速判断故障所在。

配电网馈线终端的智能化技术

馈线自动化系统是配电网系统的重要环节,本文从配电网系统及馈线自动化系统的分析出发,分析研究基于多Agent系统(MAS)网络式保护的FTU馈线自动化模式。FTU的设计基于Agent技术,构成MAS,其基于专家系统的故障判断模块,能够针对馈线的不同故障采取有效的保护措施实施馈线保护。

馈线自动化终端用蓄电池的故障检测方法

介绍馈线自动化终端用蓄电池运行现状及在电池活化管理方面的缺陷,并对其活化原理进行分析,提出改进措施。通过蓄电池的放电曲线间接反应电池内阻大小,判断电池质量好坏,提高蓄电池的维护效率。

配电网馈线终端的智能化技术

馈线自动化系统是配电网系统的重要环节,文中从配电网系统及馈线自动化系统的分析出发,分析研究基于多Agent系统(MAS)网络式保护的FTU馈线自动化模式。FTU的设计基于Agent技术,构成MAS,其基于专家系统的故障判断模块能够针对馈线的不同故障采取有效的保护措施实施馈线保护。

馈线自动化终端后备电源可用性快速检测

作为馈线自动化终端(FTU)的后备电源,阀控式铅酸电池(VRLA)为电力系统的安全运行提供保障。在实际生产中,由于电池的自放电,导致出厂前长期闲置的后备电源的电池组电压降低、性能变差,容易使新安装的FTU设备无法正常工作。在分析长期搁置的铅酸电池组由于自放电而使端电压和性能降低的基础上,提出一种在FTU终端设备上电时,快速检测后备电池组可用性的方法,并搭建硬件检测电路,完成数据的实时采集。使用小波变换对数据进行分析处理,实现电池组可用性判断、组中故障电池数量判断,检测时间缩短为1 min,提高了电池组检测的精度和系统安全性。

基于ARM的馈线自动化系统设计

介绍了基于10kV电力线载波通信的馈线自动化系统的网络结构。阐述了基于ARM7处理器的馈线终端单元(FTU)硬件平台的设计方案,详细介绍了各个模块功能,其中,载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性。软件设计采用了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,能够实现继电保护、电量采集、载波通信、无线遥控等功能。鉴于目前还没有适用于配电网载波信道的通信协议,提出了基于有限状态机的通信协议设计方案,在IEC870-5-101协议的基础上实现了灵活、可靠的中继通信。现场运行表明,系统稳定可靠,具有较高的实用价值。

适用于铁路贯通(自闭)线的高性能FTU的研制

根据铁路10kV贯通(自闭)线的发展现状、铁路电力贯通(自闭)线供电臂与一般馈电线的区别,研制出实用于供电臂分段开关的FTU。它的硬件结构是以80C196KC为核心,外扩8kRAM、32kROM、2kE2PROM24LC16B、两片MAX125、实时时钟DS12887、逻辑和译码器件EPM7128SQC100Q、液晶控制器6963C。软件部分精确采集并处理FTU安装处的线路三相电流和零序电流,上传各电流的实部和虚部。实验室模拟试验证明,它与上位机STU(Substationterminalunit)组网,只要零序电流>0.1A就能可靠处理并识别单相接地故障的故障段,且相间短路故障能按设定时间和动作电流发跳闸信号,达到非故障区段基本不停电,隔离仅限于故障区段的目标。该FTU可扩展性强,稍加改动便可广泛应用于电力系统的配电自动化网中。

基于FTU的配电网馈线故障区段定位系统分析

阐述一种基于馈线终端单元的配网电力馈线故障区段定位系统。该系统由数据采集与预处理、故障检测与定位、结果输出、通信与协调以及人机交互五个模块组成。实验分析证实该系统的有效性。

10kV配网自动化系统常用故障定位隔离技术研究

本文重点围绕配网自动化系统和组成框架进行浅要分析,同时重点对两种故障定位隔离方案——基于馈线终端(FTU)纵联差动的故障定位和基于矩阵运算的故障定位进行比较,对两种常用的故障定位方案的适用情况进行建议。

智能配电网故障定位系统设计与研究

针对现有的配电网故障定位系统存在准确性和可靠性不高等问题,提出了基于馈线终端单元(FTU)技术和遗传算法的配电网故障定位系统。系统由FTU和主站SCADA构成,其中FTU由主控模块、输入输出模块及通信模块等构成。FTU的硬件采用双CPU体系结构,主控模块以数字信号处理器DSP为核心,通过相电流突变量法进行故障判断;通信模块以32位ARM嵌入式处理器为核心,负责与主站进行实时通信以及外围事物管理。FTU的软件则基于μC/OS-II嵌入式操作系统,设计了多任务、多缓冲区的结构。主站的故障区段定位软件以遗传算法为核心,根据FTU传递来的故障电流信息迅速找到故障区段。仿真试验表明,该算法容错性和实用性强。

一种方向分层拓扑的配电网故障定位算法

针对单电源配电网馈线单一故障问题,在对配电网结构有向描述的基础上,提出了一种反映配电网分层拓扑结构的有向分层拓扑模型,并给出了基于这一模型的馈线故障区域定位的新算法。该算法不仅可以方便、直观地定位出故障区域,还能同时确定出隔离故障所应断开的电源侧开关。算法计算简单,便于编程实现,能充分满足故障定位的实时性要求,可推广应用于多电源复杂配电网故障系统。算例证明了该算法的正确性和可行性。

一种快捷配网FTU航插型防短路组合试验工具研制

随着配网的快速发展,配网自动化设备在配网建设中已不可或缺。针对常规试验接线方式在自动化开关仓调、现场调试及装置故障处理过程中接线速度慢,试验接线与终端二次端子连接不牢,且接线过程中易出现短路引起人身及设备伤害等问题,提出一种快捷配网FTU航插型防短路组合试验工具。经现场试验,该工具能够大幅度提高调试工作效率,保障现场工作安全,为保证设备的可靠动作、配网的稳定运行提供有力支撑。

基于时变压缩因子的PSO算法的配电网故障定位测控计算分析方法

随着科学技术的进步以及社会的发展,使得配电网的电路拓扑结构变得越来越复杂,与之相对应的是,故障定位准确性变得越来越无法保证。文中采用时变压缩因子的PSO算法,实现基于配电网终端馈线设备FTU的故障定位,可以更有效地提高配电网故障定位的准确率与容错性,并通过Matlab软件进行仿真测试。实验结果表明,该算法收敛性好、准确度高,可以精准识别故障位置,为配电网完全自动化的实现提供了重要的理论支撑。

10 kV配网自动化系统中故障定位隔离技术研究

因县域内10 kV线路长、分支线多、各段线路型号差异较大,速断定值无法准确设置,造成线路故障时,分段开关无法准确动作,扩大了停电范围。介绍了配网自动化系统的组成框架,对目前配网自动化系统中故障定位隔离存在的问题进行了阐述,并给出了基于馈线终端(FTU)纵联差动的故障定位隔离方案和基于矩阵运算的故障定位隔离方案,所述方案能够充分发挥FTU与集控主站的负荷监控和高速通信功能,实现配网故障准确定位、快速隔离,缩小线路停电范围,保障非故障区域电力的正常供应,提升了配电网线路的运行管理水平。

基于拓扑解耦的配网运检故障定位算法

针对当前方法对配电网运检故障进行定位时,未考虑对故障电流进行判断,导致故障定位和检测效果差、故障定位精度低的问题,提出基于拓扑解耦的配网运检故障定位算法。根据等效解耦的配电网拓扑结构原理,基于配电网拓扑邻接矩阵,将配电网等效解耦的若干树干网进行组合,并在每个树干网中加入FTU(Feeder Terminal Unit)馈线终端设备,对加入FTU的配电网单树枝支路进行分割。采用基尔霍夫电流定律对故障线路进行计算,判断单树枝支路中的故障电流方向,依据判断结果,利用故障区间判断矩阵,定位配电网运检故障。实验结果表明,该方法的故障测距与实际测距误差小、故障节点检测个数多、误检次数少,其故障定位和检测效果较好,可有效提高故障定位精度。

电源模块在配网自动化系统终端FTU的应用

配网自动化是电力系统现代化的必然趋势,也是国家能源局未来重点关注的行动计划之一（国家能源局下发《配电网建设改造行动计划（2015~2020年）》）。在电力行业中RTU、DTU、FTU、TTU等设备是配网自动化系统中的开关监控装置,适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程,完成环网柜、柱上开关的监视和保护以及通信等自动化功能,配合配电子站、主站,实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电,在电力行业有着广泛的应用。这些设备的内部设计上非常相似,其对电源的要求更是如此,本文以FTU为例主要介绍其供电电源解决方案。