石家庄科林电气股份有限公司河北石家庄050000
摘要：随着电力市场的放开，工程实践以及理论的不断完善，以及国家的配网改造的资金投入力度加大，配电自动化水平必将不断提高。本文结合工程实际，研究了TTU在配电网中的应用。
关键词：配电自动化；配电监控终端；功率因数
1.国内外配电自动化的发展及现状
配电系统自动化是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。在一些工业发达国家，配电网受到了广泛的重视，其配电自动化系统已经形成了集变电站自动化、馈线开关测控、电容器调节控制、用户负荷控制及远方抄表等为一体的自动化系统。我国配电网自动化发展不完善，而今电力市场也正在由卖方市场向买方市场转变，因此，人们对配电网的重视程度和投入也正在改善。
2.配电自动化系统的组成
由于配网中监控设备点多面广，不可能把所有的站端监控设备直接连到配网主站上，因此，配电自动化系统一般由主站-子站-终端三层结构组成：配网监控和管理中心层（主站），配网监控中间层（子站），以及配网监控终端层（FTU、TTU）。全局性的功能由主站完成，局部性的自动化功能由子站实现，终端则负责数据的采集和操作命令的执行。主站还负责全部数据、图纸的存储和管理。整个系统应支持将来用户和第三方的二次开发。实时、历史、GIS数据库应支持标准的SQL动态查询。
3.配变监控终端（TTU）在配电自动化系统中的作用及地位
配电终端层主要安装在各开闭站或配变站及柱上，该层利用现代电子技术设计生产的配电设备，采集各种配电网的实时数据信息，并执行上级下发的控制命令。主要任务是负责对线路、配电室的开关、配变进行数据采集和控制，并在必要时（通讯中断）执行本身赋予的网络重构中的就地智能功能。它主要分为：FTU——馈线（柱上开关）控制终端，TTU——柱上配变监控终端，DTU——配电室监控终端。TTU主要用于对配电变压器的运行状态进行实时监测，提供电容器自动投切功能，实现负荷侧无功的补偿，及三相电压的调节。由于电力系统市场化，用电质量将会直接影响电能价格，TTU对于用电质量的监控作用越来重要，在配电网系统中TTU将会取得越来越重要的作用。
4.国内常用配变TTU主要功能介绍
①测量功能：装置能在线测量三相电压、电流、谐波电压、谐波电流、有功、无功、有功电度、无功电度、功率因数等。
②记录功能：装置能在线记录每月每日各相电压，电流，有功，无功，有功电度，无功电度，功率因数，谐波畸变，3、5、7、9、11次谐波，电压的最大最低值及其出现的时间等。
③统计功能：装置能在线统计一年的停电时间、电压合格率、电容投切次数等。
④分析功能：装置能在线和离线分析电流曲线、电压质量、谐波畸变率等，并给出治理意见。
⑤能正确控制电容器的投切，使变压器低压三相基本平衡，并使电网功率因数调节至最优状态。基本控制策略是采用电压无功井字形控制，自动跟踪负荷电流、无功、有功、电压等，实时在线自动控制晶闸管投切电容器，减少无功电流，降低网损，在使用时，电压、无功、功率因数等限值是可以整定的。
⑥手动和自动投切功能：装置既能手动投切，又能自动投切，方便用户调试试验和操作。
⑦三相和单相综合补偿功能：装置能三相补偿、单相补偿和综合补偿，保证补偿方式最优，效果最优。其中，电容容量可以自由选择，补偿方式也可以自由选择，即可以由用户指定三相投切级数和单相投切级数，并指定各级容量。
⑧保护功能：装置具有完善的越限报警和过压、欠压、缺相、缺零、谐波超标等报警或切电容功能，以保护现有设备安全。
5.TTU补偿功能实现方案的分析与比较
本装置可采用分相补偿和三相综合补偿方案，无功补偿可采用电压无功井字形判据或功率因数判据。可控制继电器开关，动态响应时间20ms-100s可选，具有完善的越限报警功能和过压、欠压、缺相保护闭锁功能。
5.1新型无功电压井字补偿方案分析
此方案根据母线电压和无功功率综合进行分区补偿。
0区：无功不越限，电压不越限，不动作
1区：无功越上限，电压不越上控线，投入电容器组
2区：无功越下限，电压不越下控线，切除电容器组
3区：电压越下限全部切除电容器组
4区：无功越下限，电压越下控线，为了防止电压越下限，闭锁切除电容器组
5区：无功越上限，电压越上控线，为了防止电压越上极限，闭锁投入电容器组
6区：电压越上限，逐级切电容器组
在0区，无功功率及母线电压在正常范围，电容器组不投入。在1区，无功功率越上限，投入电容器组补偿无功，此时母线电压升高，由于电容器组动作前母线电压没有越上控线，因此投入电容器组后电压不会超越电压上极限，此时无功功率及母线电压达到了用户的要求，保证了电压的质量。在2区，分析与一区相似只是过程相反。
5．2功率因数法补偿方案分析
A区：逐级切电容，直到进入B区
B区：电容不动作
C区：逐级投电容，直到进入B区
在C区，无功消耗过大，需要逐级投电容，进入B区功率因数合格，停止投电容。在A区，分析与B区相似只是过程相反。
参考文献：
[1]王雷.无功补偿计算及电压无功判据分析[J].电力自动化设备，2003
[2]王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京：机械工业出版社，2002
[3]刘健等.汉中城区配电网自动化系统[J]电力系统自动化，2001