專利名稱：饋線自動化終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種饋線自動化終端，尤其是一種基于配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)的饋線自 動化終端。
背景技術(shù)：
目前有電流型、電壓型和遠(yuǎn)動型三種饋線自動化終端。他們的主要缺點(diǎn)是低可 靠性、低安全性、無選擇性、反應(yīng)速度慢、不能構(gòu)成階梯后備以及不能在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下 組合，這些缺點(diǎn)困擾著國內(nèi)配電自動化實(shí)用化推廣。
饋線自動化終端(FTU)，是饋線自動化實(shí)施的基礎(chǔ)設(shè)備。隨著國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)釆集和遠(yuǎn)方控制的配電終端技術(shù)也逐漸成熟。釆用保護(hù)方 式實(shí)現(xiàn)配電自動化具有快速故障隔離的優(yōu)點(diǎn)，這要求分段開關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線開關(guān)必須 使用斷路器。利用通信通道實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)也取得了較多的研究成果，這類技術(shù)實(shí)現(xiàn) 的關(guān)鍵是得到相鄰保護(hù)單元的故p章狀態(tài)，因此，通信方式的選擇至關(guān)重要。而目前利用保護(hù)方式完成的配電自動化方案一般需專用光纖通道實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通 信，這樣將成倍地增加通信網(wǎng)的成本。不用專用通道的方案并沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的點(diǎn)對點(diǎn)故障信息傳遞，只是在與監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元(SCADA)通信時，分時利用 通信信道，3W通信時間和保護(hù)的可靠性都有影響。實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述不足，本實(shí)用新型提供了一種保護(hù)型饋線自動化終端，通過本地故障分析和信道數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)故障的快速、最小范圍就地切除，以達(dá)到快速、可靠、靈 敏和選擇性的要求。本實(shí)用新型在饋線系統(tǒng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電自動化的基礎(chǔ)上，借用光復(fù)用技術(shù)的基本思想，利用光纖通信信道，在光調(diào)制解調(diào)器(Modem)中將通信功能和電平(故障標(biāo) 志)傳輸功能分開，光調(diào)制解調(diào)器之間的幀傳送是自主的，每經(jīng)過一個光調(diào)制解調(diào)器， 信道編碼幀都會重新生成，其他站有故障也不會影響本站的重新生成幀。故障標(biāo)志只 在相鄰光調(diào)制解調(diào)器間快速地傳送。同時，饋線自動化終端的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能不 受影響。饋線自動化終端利用交換的故障信息完成故障檢測、隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。該光 調(diào)制解調(diào)器只是在編碼中增加了電平位，不額外增加硬件成本。本實(shí)用新型的饋線自動化終端由監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元和保護(hù)單元組成。所述監(jiān)控 與數(shù)據(jù)采集單元具有配電自動化需要的數(shù)據(jù)釆集、處理和控制功能，采用快速傅立葉 算法計算0次至15次諧波，為配電自動化系統(tǒng)中諧波分析提供依據(jù)，用遞推傅里葉 算法計算保護(hù)所需的電流、電壓等基波值。所述保護(hù)單元用于作出判斷并啟動配電網(wǎng) 斷路器進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的故障切除、根據(jù)來電的方向和故障切除信息完成配電故障點(diǎn)的 安全隔離和系統(tǒng)恢復(fù)。在監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元和保護(hù)單元之間連接有復(fù)合光調(diào)制解調(diào) 器。進(jìn)一步地，所述保護(hù)單元采用雙方向閉鎖式方向過電流保護(hù)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在-1、 借用光復(fù)用技術(shù)，利用光纖通信信道，在相鄰光調(diào)制解調(diào)器之間快速傳送故 障標(biāo)志，大大提高了通信的可靠性，而且不需額外增加硬件即可實(shí)現(xiàn)。2、 故障范圍選擇準(zhǔn)確。不會出現(xiàn)多切、重復(fù)切除等問題。解決了故障切除范圍擴(kuò)大的毛病，系統(tǒng)恢復(fù)極為簡單。3、 故障切除動作迅速。能達(dá)到毫秒級，在10—20ms內(nèi)即可完成故障的動作信息交換，在30—40ms內(nèi)完成故障的判別與動作輸出。4、智能重構(gòu)。能判斷單側(cè)失電或單側(cè)來電，在無故障閉鎖前提下，單側(cè)來電延 時合閘，兩側(cè)來電禁止合閘?？梢钥s小停電范圍。


圖1是依照本實(shí)用新型的饋線自動化終端的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是依照本實(shí)用新型的光調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是依照本實(shí)用新型的故障邊界檢測信號邏輯圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的饋線自動化終端由監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單 元和保護(hù)單元2部分組成。饋線自動化終端由保護(hù)系統(tǒng)通信、監(jiān)控系統(tǒng)通信和通信網(wǎng) 的網(wǎng)管系統(tǒng)通信3套通信系統(tǒng)，通過復(fù)合光設(shè)備完成通信的合成。每套饋線自動化終 端的保護(hù)系統(tǒng)都是一個獨(dú)立的功能單元，能夠單獨(dú)完成設(shè)定的保護(hù)。遙測數(shù)據(jù)和保護(hù)數(shù)據(jù)的采集、計算，運(yùn)算量大，實(shí)時性要求高，因此選用具有強(qiáng) 大數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)字信號處理器(DSP)。本饋線自動化終端優(yōu)選采用 TMS320LF2407 DSP作為采集主控芯片。由于該芯片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器為10位，16通 道的采樣是依次完成的，不能滿足系《采樣精度的要求和同步釆樣的要求，需外接 高速同步采樣A/D轉(zhuǎn)換器。該外接高速同步采樣A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)選采用ADS8364 轉(zhuǎn)換器，它是專門針對高速同步采集而設(shè)計的，具有16位A/D，片內(nèi)有6個獨(dú)立的 A/D轉(zhuǎn)換通道，分為A、 B、 C3組，每組包括2個通道，每個輸入通道都采用差分 輸入，采樣頻率為250KHZ，自帶片內(nèi)參考源。監(jiān)控與,采集單元具有配電自動化需要的數(shù)據(jù)采集、處理和控制功能，以及自 診斷、遠(yuǎn)方定值下載和遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。饋線自動化終端采用FFT算法計算O次至15次諧波，為配電自動化系統(tǒng)中諧波分析提供依據(jù)。用遞推傅里葉算法計算所需的 電流、電壓等基波值。系統(tǒng)保護(hù)單元是基于配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)原理,采用保護(hù)方式實(shí)現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的 快速故障檢測、隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。圖2示出改進(jìn)的光調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)。光調(diào)制解調(diào)器的功能?！姥氚ň€路編碼及 控制模塊、光/電轉(zhuǎn)換模塊、異步數(shù)據(jù)接口電路、報警輸出電路、網(wǎng)管控制電路、電 源模塊等部分。光調(diào)制解調(diào)器設(shè)計西向、東向、南向、北向共4對光接口。東西向和 南北向的物理光接口設(shè)計成模i央，需要時可以隨時增加，設(shè)備內(nèi)部提供4套信道編碼 器，分別對應(yīng)4個光方向。這樣，就可以使用光調(diào)制解調(diào)器組成一個非常靈活的網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)?。通過修改光調(diào)制解調(diào)器的信息幀結(jié)構(gòu)，添加一個數(shù)據(jù)位Ex (lbit)到信息幀中， 用來攜帶電平狀態(tài)標(biāo)志，完成電平信號的交換。光調(diào)制解調(diào)器收到電平標(biāo)志后，為防止抖動幀電平，采用3取2或8取5的方式輸出接點(diǎn)信號。改 造后的光調(diào)制解調(diào)器仍具備多方向的鏈接功能。復(fù)合光調(diào)制解調(diào)器中電平傳輸性能如下1) 幀傳送時間理論設(shè)計間隔為9.4um。2) 光調(diào)制解調(diào)器之間的幀傳送是自主的，每經(jīng)過一個光調(diào)制解調(diào)器，信道編碼 幀都會重新生成，其他光調(diào)制解調(diào)器或饋線自動化終端有故障也不會影響本調(diào)制解調(diào) 器的重新生成幀。3) 對于電平傳輸，本段線路故障不會影響其他段工作，但是RS—232異步數(shù)據(jù) 會因?yàn)榈箵Q而產(chǎn)生少許誤碼。對于雙光口調(diào)制解調(diào)器，可以組成鏈狀網(wǎng)絡(luò)、環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)和輻射網(wǎng)絡(luò)，通信有自愈 功能。配電自動化系統(tǒng)可以在局部區(qū)域設(shè)立通信主一輔站,可在通信故障下自動切換，通信故障修復(fù)后能自動恢復(fù)。對于有3個及以上光接口的光調(diào)制解調(diào)器，允許一個主站多個輔站方式運(yùn)行。除 具有普通雙向的光調(diào)制解調(diào)器的功能外，還可以組成分支網(wǎng)絡(luò)、多環(huán)相切網(wǎng)絡(luò)、星型 網(wǎng)絡(luò)。在主站因故障退出后，輔站之間相互協(xié)商自動選擇出一個輔助站升級為主站。圖3示出故障邊界檢測信號邏輯。故障隔離中需確定故障點(diǎn)最近的斷路器，稱為 故障邊界。故障邊界的檢觀仿法是利用系統(tǒng)保護(hù)接收故障啟動握手信號的時間來確定 變價，輔助以本保護(hù)裝置無電流且失壓作為判據(jù)。
權(quán)利要求1. 一種饋線自動化終端，由監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元和保護(hù)單元組成，其中，所述監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、處理模塊和控制模塊，其特征在于在監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集單元和保護(hù)單元之間連接有復(fù)合光調(diào)制解調(diào)器。
2、 如權(quán)利要求1臓饋線自動化終端，辦征在于戶脫微單元釆用雙方 向閉鎖式方向過電流保護(hù)。
專利摘要本實(shí)用新型在饋線系統(tǒng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電自動化的基礎(chǔ)上，借用光復(fù)用技術(shù)的基本思想，利用光纖通信信道，在光調(diào)制解調(diào)器(Modem)種將通信功能和電平(故障標(biāo)志)傳輸功能分開，光Modem之間的幀傳送是自主的，每經(jīng)過一個光Modem，信道編碼幀都會重新生成，其他站有故障也不會影響本站的重新生成幀。故障標(biāo)志只在相鄰Modem間快速地傳送。同時，F(xiàn)TU的SCADA通信功能不受影響。FTU利用交換的故障信息完成故障檢測、隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。該光Modem只是在編碼中增加了電平位，不額外增加硬件成本。
文檔編號H02H7/26GK201118281SQ20072015539
公開日2008年9月17日 申請日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者雷 李 申請人:珠海市伊特高科技有限公司