本公開一般涉及輸電設備技術(shù)領域，尤其涉及一種改進的饋線自動化終端。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，社會和科技都得到了很大進步，工廠企業(yè)也不斷發(fā)展，包括居民在內(nèi)的這些用戶對我國的電能質(zhì)量有了新的需求。這也就要求我國的電力行業(yè)需要不斷進步。這其中就包括配電網(wǎng)需要保證供電的可靠性和供電的高質(zhì)量，從技術(shù)上來說，也就是需要發(fā)展高性能完善的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。因此，也就是需要我們深入去研究配電網(wǎng)自動化技術(shù)特別是饋線自動化系統(tǒng)技術(shù)，包括其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運行機制、控制方式等相關技術(shù)。而饋線自動化是配電網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)容，因此它是提高用戶供電質(zhì)量和可靠性，同時也是最有效最直接的方式。因此，在發(fā)展配電網(wǎng)自動化的過程中，我們首先要發(fā)展饋線自動化技術(shù)。
總的來說，就我國配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其技術(shù)水平仍較低，目前傳統(tǒng)的饋線自動化系統(tǒng)工作方式都不能滿足未來智能配電網(wǎng)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的饋線自動化的發(fā)展也還不完善，需要根據(jù)供電用電的實際情況，合理地構(gòu)建配電網(wǎng)絡建設，有條理科學地改造現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡和相應的管理監(jiān)控系統(tǒng)。同時更重要的是我們需要研究出新的饋線自動化系統(tǒng)的技術(shù)，才能真正提高我國饋線自動化技術(shù)的水平和能力。
從運行方式上來看，各繼電保護裝置之間沒有信息共享，缺乏全局或局部區(qū)域的信息來完成共同的故障保護。因此針對這一問題，研究相應的技術(shù)來改善配電網(wǎng)故障保護性能，設計出新型的饋線自動化系統(tǒng)。要克服這個缺陷首先就是要克服通信的問題。目前主要的通信分為有線和無線。從目前的技術(shù)能力來看，有線通信雖然速度快，但鋪設困難，成本也較高，而且缺乏靈活性。一旦配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化，有線通信也需要跟著改變，增加布線。而無線通信較為靈活，網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域很廣，能夠滿足配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)的應用要求。將無線通信和有線通信進行相比較就可以發(fā)現(xiàn)，價格低、靈活方便是無線通信的優(yōu)勢。
無線通信已逐步運用到電力領域，電力系統(tǒng)監(jiān)控中心通過無線通信技術(shù)就可以實現(xiàn)對遠端設備的五遙功能。通過無線通信的信息傳遞，就能夠?qū)⒎植荚谂潆娋W(wǎng)各個分散區(qū)域的電力設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、配電結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等收集起來，傳送給監(jiān)控中心。同時無線通信技術(shù)的發(fā)展為饋線自動化系統(tǒng)的通信提供了很好的渠道，能夠保證不同保護裝置之間實現(xiàn)信息共享。同時自動控制領域已經(jīng)有許多成熟的控制理論和控制算法，將這些理論借助無線通信技術(shù)手段，可以保證這些控制方法的實現(xiàn)。地理位置上具有分布式特點的協(xié)調(diào)控制，是提升配電網(wǎng)繼電保護的水平的很好的手段，因而在電力系統(tǒng)的繼電保護領域具有較高的研究價值和意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種抗干擾能力強、準確度高、通信接口豐富、使用簡單方便的改進的饋線自動化終端。
一種改進的饋線自動化終端，包括：
用于接通、分斷和承載整個終端的額定工作電流，并能在終端線路發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠保護的空氣開關，
用于將接入的交流電逆變?yōu)橹绷麟姷慕恢绷髂孀兤鳎?/p>
用于存儲電能，并且給STM32主控模塊、四口光纖交換機、GPRS通信模塊、無線控制模塊、液晶顯示模塊、WIFI調(diào)試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)整模塊和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊供電的蓄電池模塊，
用于控制蓄電池模塊給其他模塊的供電，并作為整體終端的電源開關的電源管理模塊，
作為終端的微控制單元和主控中心的STM32主控模塊，
用于光電信號轉(zhuǎn)換，并將光纖接口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口使用的四口光纖交換機，
用于終端的GPRS遠程通信的GPRS通信模塊，
用于終端的近距離通信和控制的無線控制模塊，
用于終端的通信狀態(tài)、終端自檢狀態(tài)和終端數(shù)據(jù)顯示輸出的液晶顯示模塊，
用于終端短距離WiFi通信使用，用于終端的本地短距離無線連接之后對終端進行調(diào)試使用的WIFI調(diào)試模塊，
用于終端的數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)存儲模塊，
用于終端的模擬信號與數(shù)字信號數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換模塊，
用于終端對采集的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)信號進行調(diào)整和信號放大的信號調(diào)整模塊，
用于終端采集電流數(shù)據(jù)的電流互感器，
用于終端采集電壓數(shù)據(jù)的電壓互感器，
用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GPIO通用輸入輸出I/O數(shù)據(jù)的串口轉(zhuǎn)GPIO模塊，
用于終端光電數(shù)據(jù)隔離和保護的光電隔離模塊，
用于終端對繼電器進行控制的繼電器控制模塊，及
用于終端的開關量信號輸入讀取和輸出控制的開關量輸入輸出模塊，
其中，空氣開關與交直流逆變器相連接，交直流逆變器的輸出端與蓄電池模塊的輸入端連接，蓄電池模塊與電源管理模塊相連接，蓄電池模塊的輸出端分別與STM32主控模塊、四口光纖交換機、GPRS通信模塊、無線控制模塊、液晶顯示模塊、WIFI調(diào)試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)整模塊和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊的電源端連接；STM32主控模塊分別與電源管理模塊、四口光纖交換機、GPRS通信模塊、無線控制模塊、液晶顯示模塊、WIFI調(diào)試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、串口轉(zhuǎn)GPIO模塊雙向連接；電流互感器、電壓互感器的輸出端連接于信號調(diào)整模塊的輸入端，信號調(diào)整模塊的輸出端連接于AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；光電隔離模塊的輸出端連接于繼電器控制模塊和開關量輸入輸出模塊的輸入端，開關量輸入輸出模塊的輸出端連接于光電隔離模塊的輸入端，光電隔離模塊的輸出端連接于串口轉(zhuǎn)GPIO模塊的輸入端。
上述交直流逆變器采用YK-S-60W-24逆變器。
上述空氣開關與交直流逆變器通過電線物理連接。
上述交直流逆變器的輸出端通過電線與蓄電池模塊的輸入端物理連接。
上述蓄電池模塊與電源管理模塊通過電線物理連接。
上述蓄電池模塊的輸出端分別通過電線與STM32主控模塊、四口光纖交換機、GPRS通信模塊、無線控制模塊、液晶顯示模塊、WIFI調(diào)試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)整模塊和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊的電源端物理連接。
上述STM32主控模塊分別與電源管理模塊、四口光纖交換機、GPRS通信模塊、無線控制模塊、液晶顯示模塊、WIFI調(diào)試模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、串口轉(zhuǎn)GPIO模塊通過雙向通信線物理連接在一起。
上述光電隔離模塊的輸出端與繼電器控制模塊和開關量輸入輸出模塊的輸入端通過電纜物理連接。
上述開關量輸入輸出模塊的輸出端與光電隔離模塊的輸入端通過電纜物理連接。
上述光電隔離模塊的輸出端與串口轉(zhuǎn)GPIO模塊的輸入端通過電纜物理連接。
根據(jù)本申請實施例提供的技術(shù)方案，本申請具有以下改進：
(1)通過采用無線通信方式，使得調(diào)試人員不需要上桿插拔網(wǎng)線或串口線，在設備附近使用無線方式連接上設備即可以對設備進行操作或者參數(shù)配置，因此配置操作簡單易行；
(2)另外使用了液晶顯示模塊，能夠清晰、方便地查看設備的運行情況，并能夠?qū)υO備進行可視化操作；
(3)通過使用空氣開關，能夠?qū)υO備的電源進行二次保護，使設備運行更加的穩(wěn)定可靠。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
圖1是本申請的整體架構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關的部分。
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
請參考圖1，本申請公開一種改進的饋線自動化終端，包括空氣開關1、交直流逆變器2、蓄電池模塊3、電源管理模塊4、STM32主控模塊5、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12、信號調(diào)整模塊13、電流互感器14、電壓互感器15、串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16、光電隔離模塊17、繼電器控制模塊18和開關量輸入輸出模塊19，下面分別介紹。
所述空氣開關1用于接通、分斷和承載整個終端的額定工作電流，并能在終端線路發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護。
所述交直流逆變器2用于將接入的交流220V電源逆變?yōu)橹绷?4V，為終端供電，具體可采用YK-S-60W-24逆變器。
所述蓄電池模塊3用于存儲電能，并且給STM32主控模塊5、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12、信號調(diào)整模塊13和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16供電。
所述電源管理模塊4用于控制蓄電池模塊3給其他模塊的供電，并作為整體終端的電源開關使用。
所述STM32主控模塊5作為本申請終端的微控制單元和主控中心。
所述四口光纖交換機6包括兩組光纖TX和RX，用于光電信號轉(zhuǎn)換，并將光纖接口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口使用。
所述GPRS通信模塊7用于本申請終端的GPRS遠程通信使用。
所述無線控制模塊8用于本申請終端的近距離通信和控制使用。
所述液晶顯示模塊9用于本申請終端的通信狀態(tài)、終端自檢狀態(tài)和終端數(shù)據(jù)顯示輸出使用。
所述WIFI調(diào)試模塊10用于本申請終端短距離WiFi通信使用，用于終端的本地短距離無線連接之后對終端進行調(diào)試使用。
所述數(shù)據(jù)存儲模塊11用于終端的數(shù)據(jù)存儲。
所述AD轉(zhuǎn)換模塊12用于終端的模擬信號與數(shù)字信號數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換使用。
所述信號調(diào)整模塊13用于終端對采集的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)信號進行濾波、除噪音等調(diào)整和信號放大使用。
所述電流互感器14用于終端進行電流數(shù)據(jù)采集使用。
所述電壓互感器15用于終端進行電壓數(shù)據(jù)采集使用。
所述串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16用于終端將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GPIO通用輸入輸出I/O數(shù)據(jù)。
所述光電隔離模塊17用于終端光電數(shù)據(jù)進行隔離和保護使用。
所述繼電器控制模塊18用于終端對繼電器進行控制。
所述開關量輸入輸出模塊19用于終端的開關量信號輸入讀取和輸出控制使用。
本申請的具體連接方式是：空氣開關1與交直流逆變器2通過電線物理連接，交直流逆變器2的輸出端通過電線與蓄電池模塊3的輸入端物理連接，蓄電池模塊3與電源管理模塊4通過電線物理連接，蓄電池模塊3的輸出端分別通過電線與STM32主控模塊5、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12、信號調(diào)整模塊13和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16的電源端物理連接；
STM32主控模塊5分別與電源管理模塊4、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12、串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16通過雙向通信線物理連接在一起，即：STM32主控模塊5的輸出端連接于電源管理模塊4、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16的輸入端，STM32主控模塊5的輸入端連接于電源管理模塊4、四口光纖交換機6、GPRS通信模塊7、無線控制模塊8、液晶顯示模塊9、WIFI調(diào)試模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、AD轉(zhuǎn)換模塊12和串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16的輸出端；
電流互感器14、電壓互感器15、信號調(diào)整模塊13、AD轉(zhuǎn)換模塊12通過通信線物理連接在一起，即：電流互感器14、電壓互感器15的輸出端連接于信號調(diào)整模塊13的輸入端，信號調(diào)整模塊13的輸出端連接于AD轉(zhuǎn)換模塊12的輸入端；
繼電器控制模塊18、開關量輸入輸出模塊19、光電隔離模塊17、串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16通過電纜物理連接，光電隔離模塊17的輸出端連接于繼電器控制模塊18和開關量輸入輸出模塊19的輸入端，開關量輸入輸出模塊19的輸出端連接于光電隔離模塊的輸入端17，光電隔離模塊17的輸出端連接于串口轉(zhuǎn)GPIO模塊16的輸入端。
以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領域技術(shù)人員應當理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。