摘 要：近年来，随着现代新技术的发展，配电自动化技术日益成熟。智能化技术已成功的应用于低压配电系统中，计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术相结合，使配电自动化技术发展迅速。目前，10 kV及其以上配电系统自动化应景被广泛应用，技术水准也得到了很大的提高，推进了我国配电自动化的发展。但0.4 kV低压配电系统智能化还需要进一步的研究发展。
关键词：0.4 kV低压配电系统；系统智能化；探究方法
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）21-0099-02
1 0.4 kV低压配电系统的功能
1.1 0.4 kV低压配电系统概述
YXM11系列0.4 kV智能配电监控终端单元可以监测和控制0.4 kV低压配电系统中的受电、馈电、母联、无功补偿、主/备电源投切等各开关柜的断路器、接触器的电参数，所以，其可以完全适用于0.4 kV低压成套开关设备的智能化。
YXM11系列0.4 kV智能配电监控终端单元在使用时，不需要外接二次变换元件，可以直接把输入输出变换元器件与主板集成在一起，它是应用功能数字化、模块化、集成化、网络化设计的新型低压监控终端产品。
在结构上，有安装简单、可靠、维护方便等优点。在功能上，可以和低压成套开关柜保持一致，可以达到人机对话等功能。能够代替传统低压开关柜上的电工仪表、主令开关、信号灯、报警器等。终端单元的扩展性强、有很好的灵活性，可以根据低压开关设备的增减而变化，从而减少监控系统中的终端单元数量。
1.2 功能介绍
YXM11系列0.4 kV智能配电监控终端单元组成的低压配电系统有如下几个功能。
1.2.1 远程监测电气参数
YXM11系列0.4 kV智能配电监控终端单元组成的低压配电系统可以对系统的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率、有功用电量、无功用电量、总用电量、工作环境温度、系统主母线各连接点温度等电气参数进行远程监测。
1.2.2 远程监测系统状态
终端单元除了可以远程监测电气参数，也可以对配电系统状态进行远程监测。比如可以对断路器、接触器的投切状态和问题等情况进行监测，也可以对抽出式断路器的位置状态和欠压状态等进行远程监测。
1.2.3 自动控制
当配电系统中断路器的故障跳闸及系统欠压、过压、过流、温度过高等电气参数超过限制参数时，可以进行声光报警，并且记录报警的位置，可以对故障回路和故障原因进行快速的判断。除此之外，还可以自动控制主备电源的优先顺序。
1.2.4 不需编程、远程通信
终端单元不需要编程就可以对用户进行门限等参数设置，并且所有终端单元都具备远程通信的功能。
2 系统的组成和功能
进线监控终端单元（IRTU-O1）、馈电监控终端单元
（FRTU-02.FR-TU-04.FRTU-06.FRTU-08）、电源切换监控终端单元（ARTU-02.ARTU-03）、电容补偿监控终端单元（CR-
TU-06.CRTU-08.CRTU-10.CRTU-12）和联络监控终端单元
（LRTU-O1）这五类监控终端单元组成了YXM11系列0.4 kV智
能配电监控终端单元组成的低压配电系统。
3 终端单元技术
终端单元采用了多种自主提出的新算法和实用技术，对各终端单元的电参量测量精度和电度计量精度的提高有很大的作用，使各终端单元在恶劣的环境下也能够稳定、可靠的运行。在结构设计上，一个终端单元对多个馈电回路进行集中监控，减少系统中的通信节点数，大大提升了通信效率，同时也使各监控回路的生产和销售成本降低了。
3.1 采用卷积窗算法
目前传统的交流电参量采样测量法，已经无法实现严格同步采样。因此在程序中我们采用了卷积窗算法，其可以自主提出、有效减小非同步采样引入的测量误差。同步采样所指的是在一个或几个工频周期内恰好含有整数采样间隔。但是，由于工频是缓变量，再加上电路系统的时钟周期是固定值，所以就算是不断调整采样间隔，也很难达到标准的同步采样。
通过信号处理理论可以得出以下结论，采样即使是存在较小的不同步，都会对测量的精准度产生影响。针对这种情况，可以采取长数据帧法和锁相环同步法提高测量的精准度。但是这两种方法也有缺点，长数据帧法对测量的实时性有影响，锁相环同步法使电路变得更加复杂，容易受电磁干扰。卷积窗算法计算方法简单，并且能够实时实现。如果在卷积窗算法运用的同时，与采样间隔随工频变化的自适应调整技术相结合，对提高交流电压、电流等量的测量精准度有很大帮助，也能有效的减小因非同步采样产生的误差。
3.2 采用双进程编程技术
现在大多使用16位DSP（甚至32位DSP）和16位并行A/D变换器等性能强的电子器件或者双MPU结构来保证同类产品的测量精度和测量的时效性，这样就会使生产成本和销售价格增加，产品的市场竞争力大大降低。
为了降低产品的制造价格，MPU一般选择运行稳定、抗干扰能力强的单片机，A/D芯片选用价格相对比较便宜的10位多模拟通道输入串行ADC。这样可以有效地降低生产成本，使PCB板面积减少，对多馈电回路的集中控制式结构有很大的帮助。由于串行ADC采样速度较慢，如果不能很好的处理，就会降低实时测量和数据通信的速度。所以，应该把双进程编程技术应用于智能终端产品中。双进程中的一个进程作为主进程，用来完成大部分包括物理量的计算、数据的撤示、与上位机之间的通信、开关量的输入输出等工作，用另外一个进程作为A/D进程用来完成交流电压和交流电流的采样和数据缓存工作。通过信号量使两个进程能够一起工作。双进程编程技术和卷积窗算法结合在一起运用，可以实时计算交流电参量，使通信响应延时不长于50 us。除此之外，工频周期中存在多个采样点，在交流电存在很高的谐波分量的情况下，测量结果依旧准确。
3.3 多路监控集中式结构设计
现在市场上大多数国内外同类产品中的一个监控终端单元只能测控一路馈电，过多的通信节点数，使通信速度大大降低。除此之外，每一馈电回路都要配备一套完整的电路，包括电源电路、控制电路、通信接口电路、按键与显示电路等。这样就会使各馈电回路的生产成本和销售价格大大提高。
通过对卷积窗算法和双进程编程技术的合理使用，使硬件设计变得相对简单些，馈电单元是所有终端单元中用量最大的单元，一个馈电单元可以对8个馈电回路进行监控。而这8个回路所使用的电源电路、控制电路、通信接口电路、按键与显示电路都是相同的一套。这样就使单回路的成本价格大大的降低，使其在市场竞争力很大程度上有所提高。
4 结 语
在计算机技术和智能化系统的研发成功以来，智能化低压配电系统在电力供应方面发挥着重要的作用。0.4 kV低压配电系统智能化方法的应用，使低压配电系统更加安全可靠、经济便捷。不仅满足了电力企业对低压配电网络管理的实际需求，而且对企业信息化水平的提高也具有重要的意义。
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