專(zhuān)利名稱(chēng)：一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及配網(wǎng)中檢測(cè)及控制系統(tǒng)，具體說(shuō)是一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。
二、技術(shù)背景隨著市場(chǎng)觀(guān)念的轉(zhuǎn)變和電力發(fā)展的需求，配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)成為供電企業(yè)十分緊迫的任務(wù)。根據(jù)目前現(xiàn)有的配網(wǎng)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行情況來(lái)看，仍有一些遺留問(wèn)題有待解決。首先現(xiàn)有的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)都不具備準(zhǔn)確檢測(cè)單相接地故障的功能，這對(duì)配網(wǎng)中故障率排第一位的單相接地故障來(lái)說(shuō)顯然是一個(gè)急待解決的問(wèn)題；其次，現(xiàn)有的配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)都是通過(guò)雙絞線(xiàn)或光纜連接，完成數(shù)據(jù)傳輸，其施工難度大、造價(jià)高、維護(hù)困難，從其運(yùn)行結(jié)果來(lái)看不能保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不具備準(zhǔn)確檢測(cè)單相接地故障、施工難度大、造價(jià)高、維護(hù)困難，不能保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的缺點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，包括測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置11和接地點(diǎn)故障巡查裝置12，其特殊之處在于還包括安裝在線(xiàn)路斷路器上的FTU裝置13，所述的FTU包括電源模塊1、采樣模塊2、數(shù)據(jù)處理模塊3、通訊模塊4，其中的采樣模塊2與數(shù)據(jù)處理模塊3連接，所述的數(shù)據(jù)處理模塊3的接口與通訊模塊4的接口連接。
上述的FTU裝置13設(shè)置在電磁屏蔽的金屬外殼內(nèi)。
上述電源模塊1為將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為電能的互感器，采樣模塊2為設(shè)在斷路器內(nèi)部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它包括型號(hào)為4052的芯片U8和型號(hào)為CS5460的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中U8的數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理模塊3相接；所述數(shù)據(jù)處理模塊3主要包括型號(hào)為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中U2的數(shù)據(jù)接口與采樣模塊2相接，數(shù)據(jù)處理模塊3中U2的通訊接口與通訊模塊4的接口連接。
上述的通訊模塊4為工業(yè)級(jí)gsm手機(jī)模塊TC35。
本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下1、本實(shí)用新型運(yùn)行中可維護(hù)性好，可帶電更換，安裝方便。
2、本實(shí)用新型增加了通訊模塊，采用移動(dòng)公網(wǎng)通訊方式，與傳統(tǒng)的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊方式不同，其安裝、維護(hù)方便，成本低。
3、本實(shí)用新型不僅檢測(cè)出相間短路故障區(qū)段，也可檢測(cè)出單相接地故障點(diǎn)。
4、本實(shí)用新型中FTU裝置可通過(guò)通訊模塊接受軟件管理系統(tǒng)的控制命令，并控制斷路器分合，可將故障區(qū)段隔離或切除，從而達(dá)到快速排除故障得目的。
四

圖1為本實(shí)用新型的各部分連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的FTU裝置的原理圖；圖3為本實(shí)用新型的單相接地故障區(qū)段判斷示意圖；圖4為本實(shí)用新型的單相接地故障點(diǎn)判斷示意圖；圖5為本實(shí)用新型的相間短路故障判斷示意圖。
五具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明單相接地故障檢測(cè)在配網(wǎng)線(xiàn)路中，正常工作時(shí)流過(guò)中性點(diǎn)的電流一般小于10A，但發(fā)生單相接地時(shí)流過(guò)中性點(diǎn)的電流立刻會(huì)增大，安裝于變電站內(nèi)的測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置A可向線(xiàn)路中性點(diǎn)注入檢測(cè)信號(hào)，安裝在線(xiàn)路上的FTU裝置13一直對(duì)線(xiàn)路上的電流實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)FTU檢測(cè)到檢測(cè)信號(hào)時(shí)內(nèi)部的單片微機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)生單相接地故障時(shí)的實(shí)際時(shí)間、及測(cè)試信號(hào)大小進(jìn)行記錄，并將結(jié)果保存于EEPROM。利用手機(jī)模塊傳送記錄上位微機(jī)中，利用處理程序?qū)⒏鱾€(gè)FTU裝置的記錄結(jié)果進(jìn)行分析處理，從而確定出單相接地故障區(qū)段的位置。此時(shí)線(xiàn)路維護(hù)人員可到故障區(qū)段利用手持式接地點(diǎn)故障巡查裝置12確定單相接地故障點(diǎn)。
相間短路故障檢測(cè)在配網(wǎng)線(xiàn)路中，正常工作電流一般小于500A，而短路時(shí)電流一般大于800A，短路電流持續(xù)時(shí)間幾十毫秒，本實(shí)用新型系統(tǒng)即根據(jù)以上特點(diǎn)對(duì)配網(wǎng)線(xiàn)路中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)FTU內(nèi)部比較電路立刻給單片微機(jī)送出一個(gè)信號(hào)，單片微機(jī)可對(duì)短路發(fā)生時(shí)的實(shí)際時(shí)間進(jìn)行記錄，并將結(jié)果保存于EEPROM。利用手機(jī)模塊傳送記錄上位微機(jī)中，利用處理程序?qū)⒏鱾€(gè)FTU裝置的記錄結(jié)果進(jìn)行分析處理，從而確定出短路點(diǎn)的位置。
參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型系統(tǒng)由測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置11、FTU裝置13、接地點(diǎn)故障巡查裝置12構(gòu)成一測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置11安裝于變電站內(nèi)，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，該裝置可向線(xiàn)路中性點(diǎn)注入檢測(cè)信號(hào)，用于FTU裝置13進(jìn)行檢測(cè)。
二FTU裝置13設(shè)置在電磁屏蔽的金屬外殼內(nèi)，包括電源模塊1、采樣模塊2、數(shù)據(jù)處理模塊3和通訊模塊4所說(shuō)的電源模塊1為將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為電能的互感器。它為整個(gè)裝置的工作提供能量，在線(xiàn)路電流正常時(shí)，由互感器將線(xiàn)路的磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為電能，使裝置電路正常工作，并對(duì)內(nèi)置的鋰電池進(jìn)行浮充；當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生停電后，利用鋰電池使裝置繼續(xù)正常工作約24小時(shí)。
所說(shuō)的采樣模塊2為設(shè)在斷路器內(nèi)部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它主要包括型號(hào)為4052的芯片U8和型號(hào)為S450的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中U8的數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理模塊3相接。本模塊利用電流互感器及I-V變換電路將線(xiàn)路中的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)并送到數(shù)據(jù)處理模塊3。
所說(shuō)的數(shù)據(jù)處理模塊3主要包括型號(hào)為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中U2的數(shù)據(jù)接口與采樣模塊2相接，數(shù)據(jù)處理模塊3中U2的通訊接口與通訊模塊4的接口連接。本模塊可以對(duì)采樣模塊2送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理、AD變換并利用單片微機(jī)進(jìn)行分析處理，判斷是否發(fā)生單相接地，并對(duì)單相接地發(fā)生時(shí)的實(shí)際時(shí)間及測(cè)試信號(hào)大小進(jìn)行記錄，并將結(jié)果保存于EEPROM。
所說(shuō)的通訊模塊4是工業(yè)級(jí)gsm手機(jī)模塊TC35，它可以完成裝置與上位微機(jī)的通訊。
所說(shuō)的FTU裝置13可在線(xiàn)檢測(cè)線(xiàn)路運(yùn)行狀況，并將檢測(cè)信息發(fā)送到后臺(tái)管理系統(tǒng)，集保護(hù)(線(xiàn)路過(guò)流或短路接地故障時(shí)可準(zhǔn)確判斷并發(fā)出指令)、通訊(利用移動(dòng)公網(wǎng)，將信號(hào)上傳監(jiān)控中心)、遠(yuǎn)動(dòng)(遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)分合)、直流源(給本身及開(kāi)關(guān)的分合提供電源)于一體。
三、接地點(diǎn)故障巡查裝置12為手持可移動(dòng)測(cè)量裝置，用于確定單相接地故障點(diǎn)在線(xiàn)路正常運(yùn)行時(shí)，可檢測(cè)線(xiàn)路負(fù)荷電流大小。
參見(jiàn)圖3和圖4，本實(shí)用新型在配網(wǎng)線(xiàn)路中每隔一段距離安裝一個(gè)，在線(xiàn)路發(fā)生單相接地點(diǎn)時(shí)將同時(shí)產(chǎn)生故障記錄，GSM短消息將各裝置的記錄進(jìn)行采集，在上位微機(jī)用程序分析出單相接地故障區(qū)段。此時(shí)再利用接地點(diǎn)故障巡查裝置12來(lái)判斷單相接地故障點(diǎn)。
利用電流互感器及I-V變換電路將線(xiàn)路中的電流轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)在600A以下正比于線(xiàn)路電流，此電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路將50Hz的工頻信號(hào)濾掉并對(duì)剩下的測(cè)試信號(hào)放大將此電壓信號(hào)進(jìn)行AD變換，利用單片微機(jī)對(duì)AD變換值進(jìn)行處理比較其是否大于設(shè)定的門(mén)限值，如果大于則判定線(xiàn)路單相接地，否則繼續(xù)進(jìn)行采樣比較循環(huán)。
當(dāng)判定線(xiàn)路發(fā)生單相接地后，單片微機(jī)對(duì)發(fā)生的實(shí)際時(shí)間、及所測(cè)的測(cè)試信號(hào)大小進(jìn)行記錄，并將結(jié)果保存于EEPROM。本裝置可存儲(chǔ)最近一條單相接地故障記錄，每條記錄在掉電情況下可保存十年以上，EEPROM可改寫(xiě)10萬(wàn)次。
參見(jiàn)圖5，在配網(wǎng)線(xiàn)路中，正常工作電流一般小于500A，而短路時(shí)電流一般大于800A，短路電流持續(xù)時(shí)間幾十毫秒，本實(shí)用新型系統(tǒng)即根據(jù)以上特點(diǎn)對(duì)配網(wǎng)線(xiàn)路中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)FTU內(nèi)部比較電路立刻給單片微機(jī)送出一個(gè)信號(hào)，單片微機(jī)可對(duì)短路發(fā)生時(shí)的實(shí)際時(shí)間進(jìn)行記錄，并將結(jié)果保存于EEPROM。利用手機(jī)模塊傳送記錄上位微機(jī)中，利用處理程序?qū)⒏鱾€(gè)FTU裝置的記錄結(jié)果進(jìn)行分析處理，從而確定出短路點(diǎn)的位置。
權(quán)利要求1.一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，包括測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置(11)和接地點(diǎn)故障巡查裝置(12)，其特征在于還包括安裝在線(xiàn)路斷路器上的FTU裝置(13)，所述的FTU裝置(13)包括電源模塊(1)、采樣模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、通訊模塊(4)，其中的采樣模塊(2)與數(shù)據(jù)處理模塊(3)連接，所述的數(shù)據(jù)處理模塊(3)的接口與通訊模塊(4)的接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述的FTU裝置(13)設(shè)置在電磁屏蔽的金屬外殼內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊(1)是互感器，采樣模塊(2)是設(shè)在斷路器內(nèi)部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它包括型號(hào)為4052的芯片U8和型號(hào)為CS5460的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中芯片U8的數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理模塊3相接；所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)主要包括型號(hào)為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中芯片U2的數(shù)據(jù)接口與采樣模塊(2)相接，數(shù)據(jù)處理模塊(3)中芯片U2的通訊接口與通訊模塊(4)的接口連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述的通訊模塊(4)為工業(yè)級(jí)gsm手機(jī)模塊TC35。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及配網(wǎng)中檢測(cè)及控制系統(tǒng)，具體說(shuō)是一種簡(jiǎn)捷型多功能配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不具備準(zhǔn)確檢測(cè)單相接地故障、施工難度大、造價(jià)高、維護(hù)困難，不能保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的缺點(diǎn)。其技術(shù)方案是包括測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置、接地點(diǎn)故障巡查裝置和安裝在線(xiàn)路斷路器上的FTU裝置，所述的FTU包括電源模塊、采樣模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊，其中的采樣模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述的數(shù)據(jù)處理模塊的接口與通訊模塊的接口連接。本實(shí)用新型可隨時(shí)掌握線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)，并可遠(yuǎn)程控制斷路器分合實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)控，當(dāng)發(fā)生相間斷路及單相接地故障時(shí)，可快速確定單相接地故障點(diǎn)，控制故障區(qū)段的隔離和切除。
文檔編號(hào)H02H7/26GK2879504SQ200620078290
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者尹之仁 申請(qǐng)人:尹之仁