耿德虎

1  前言
随着科学技术的发展，电力自动化和微机监控系统逐渐应用到整个电力网的发展中，RTU更是得到了广泛的应用。它是电网电力调度、变配电自动化系统的基础设备，通常安装在变电所内，承担各种远动信息的上传下达，是电力系统实现远方数据采集与监控的重要设备。它借助专用的通信信道来实现四遥量的传送与控制，实现了监视线路运行状态，并通过控制线路开关来改变线路的运行状态的目的。
其中控制保护功能是指自动化系统识别配电系统故障的位置，并通过故障遮断设备的操作，把有故障的线路或设备从配电网中孤立出去的功能。
但是在一些特殊的场合，通常的RTU很难实现通过对故障遮断设备的操作，把有故障的线路或设备从配电网中孤立出去，而且RTU需要通信信道的随时支持，一旦信道遭破坏，所有的信息就会传输中断；另外，通信信道的实时性开通需要相当高的成本，在一定程度上造成了财力资源的浪费。
2  新型TSGRTU的特点
TSG型RTU的主要特点是：
(1)  面保护功能
由于配电线路较短，不同段上短路电流大小区别不大，靠延时又不能解决级差问题，当配电线路中采用分段形式来缩短区段故障时，曾出现过两种模式：第一种是重合器模式，实质是靠一段一段的重合试投来确定故障区段，缺点是开关使用频繁、动作时间长；第二种是集中处理模式，是将各处电流调回主站，经判断后，分离出故障区段，不足之处是对通信的依赖性很强、动作时间长；而TSG型RTU只利用保护装置自身采集的信息，作出故障判断，实现故障隔离的目的。面保护工作原理如图1所示。

 
图1  面保护工作原理图

该图显示出了面保护原理下的故障处理过程，其判断决策是由分段开关的控制装置完成的，由于各分段开关控制装置在时间上是同时并行处理的，所以，时间特别短。0.3秒出线开关跳闸后，故障两侧开关在0.5秒前跳开，0.7秒出线开关重合，2秒内联络开关按面保护原理合上。虽然，它也需要通信，但它不象集中方式，对通信依赖性强，即使通信有问题，最多上一级分段开关误跳，不至于不能隔离故障而影响恢复供电。
(2)  无专用通信信道
借助电力线路作为其通信信道，实现对信号电源系统进行全天候、全方位，在线实时监控的功能。
本系统的基本原理首先是利用扩频配电载波技术，通过扩频（调制）、解扩（解调）将窄带脉冲干扰有效地滤除，理论上扩频解扩增益可以将信噪比提升数十分贝。尽管接收信号中的噪声远远大于信号，以至于信号淹没于噪声中，然而经过解扩后，噪声被扩散，而信号得以还原，从而信噪比得到数十分贝的提升。尤其在配电网中，窄频干扰很多，通过扩频与解扩，将得到很好的抑制。
(3) 应用灵活
在过程控制中采用增加网关功能，将10kV载波网信息由变（配）电所传递到调度中心。载波通信装置不必在开关两侧切换，而是在自闭线和贯通线两条线路间切换，达到漫游的目的。如图2所示。

 
图2  监控主站网络连接示意图

 
图3  区间信号点监控终端结构图

TSGRTU安装在配有开关的位置，两条信道分别是自闭线和贯道线。RTU可以监视2台单相变压器的工作情况，并控制2台信号开关，如图3所示。
(4)  强大的软件功能
铁路信号供电电源自动监控系统的软件系统可装于监控主站和/或调度主站。它们拥有功能完善的安全登录与定义，按不同的控制操作、维护操作及监控分类的方式赋予各登录用户相应的权限，保证了系统的正常运行和安全管理，并且软件留有备份，便于安装启动。软件系统结构如图4所示。

 
图4  软件系统结构示意图