小電流接地選線裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電流接地保護裝置技術領域，具體是小電流接地選線裝置。
【背景技術】
[0002]電網中性點接地一般分為以下兩種方式:有效接地(大電流接地)和非有效接地(小電流接地)。有效接地方式主要有:中性點經小電抗接地方式、中性點直接接地方式、中性點經小電阻接地方式。非有效接地方式主要有:中性點經高電阻接地方式、中性點經消弧線圈接地方式、中性點不接地方式。
[0003]在我國配網中，I 1kV及以上的電力系統，其中性點接地方式為有效接地，66kV和35kV電力系統中絕大多數的接地方式為中性點經消弧線圈接地。近幾年來，3kV?1kV電網由以中性點不接地方式逐步轉變為經消弧線圈接地方式。雖然小電流接地方式的供電可靠性高，但是由于配電網的結構非常復雜，覆蓋面廣，系統運行方式多變，故障保護選線問題成為一個供電相關部門亟需解決的難題。
[0004]近些年，我國針對小電流接地系統發生單相接地故障的保護處理作了大量研宄，并研制出了具有不同原理的選線裝置，但各種裝置的實際運行結果并不是很理想，故障選線的正確率極低。經過研宄分析表明，導致選線裝置運行效果不理想的原因主要有電網發生單相故障的信號微弱、故障信息復雜不定、選線裝置采樣能力弱且計算速度慢等。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種選線快速、準確的小電流接地選線裝置。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]小電流接地選線裝置，所述選線裝置包括中央控制單元、與中央控制單元連接的通信單元和分別與通信單元連接的電源單元、人機交互單元、電壓采集單元、第一電流采集單元及第二電流采集單元，所述人機交互單元通過以太網與中央控制單元進行通信，所述中央控制單元通過設于通信單元內部的串行總線分別與電壓采集單元、第一電流采集單元及第二電流米集單兀進行串口通?目。
[0008]進一步，所述中央控制單元中包含電源電路、用于產生工作時鐘提供給芯片的晶振電路、用于防止芯片發出錯誤命令及執行錯誤操作的復位電路、調試接口電路和狀態指示電路。
[0009]進一步，所述人機交互單元由ARM微處理器、嵌于裝置前面板上作為運行顯示界面的液晶觸摸屏、SD卡、矩陣鍵盤、USB接口和撞擊點針式的微型打印機組成。
[0010]進一步，所述電壓采集單元、第一電流采集單元及第二電流采集單元是由CPU、AD轉換芯片、多路模擬開關和精密電壓或電流變換器組成。
[0011]本實用新型選擇了控制能力極強的ARM處理器和運算速度很高的數字處理器(DSP)，并在此基礎上設計了多CPU系統的小電流接地選線裝置，其中中央控制單元和人機交互單元以ARM處理器為核心，利用軟件實現綜合選線、整體內部控制、提供同步脈沖、夕卜部通訊、人機交互等功能；采集單元以DSP處理器為核心，利用軟件實現電網電壓和電流采集、電網故障監視、提取零序電流暫穩態信息、故障判別預處理等功能。
[0012]本實用新型具有以下優點:
[0013]1、設有以DSP處理器為核心的電壓和電流采集單元，電壓采集單元具有電壓數據采集、電壓越限與故障消失監視、接地前后以及中電阻投入后數據打包等功能，電流采集單元具有電流數據采集、故障預選線處理、故障錄波等功能。
[0014]2、設有以ARM處理器為核心的人機交互單元，通過人機交互單元，用戶可以對裝置進行參數設置、掌握電網實時數據、了解電網故障信息。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構框圖。
[0016]圖2是本實用新型的電壓采集單元的結構框圖。
[0017]圖3是本實用新型的電流采集單元的結構框圖。
[0018]圖1中:1-中央控制單元，2-通信單元，3-電源單元，4-人機交互單元，5-電壓采集單元，6-第一電流采集單元，7-第二電流采集單元。
【具體實施方式】
[0019]下面通過實施例結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0020]如圖1所示，小電流接地選線裝置，該選線裝置包括中央控制單元1、通信單元2、電源單元3、人機交互單元4、電壓采集單元5、第一電流采集單元6及第二電流采集單元7。其中，中央控制單元I連接有通信單元2，通信單元2分別連接有電源單元3、人機交互單元4、電壓采集單元5、第一電流采集單元6及第二電流采集單元7。
[0021]中央控制單元I中包含電源電路、用于產生工作時鐘提供給芯片的晶振電路、用于防止芯片發出錯誤命令及執行錯誤操作的復位電路、調試接口電路和狀態指示電路。中央控制單元I主要負責對裝置內部其他單元進行管理，包括向采集單元5、6、7提供同步脈沖信號、向人機交互單元4發送故障信息。
[0022]通信單元2外接有網絡芯片，內部設有串行總線，用于實現中央控制單元I與人機交互單元4進行以太網通信、與采集單元5、6、7進行串口通信。
[0023]電源單元3為本實用新型各個組成單元提供相適合的工作電源。
[0024]人機交互單元4由ARM微處理器、嵌于裝置前面板上作為運行顯示界面的液晶觸摸屏、SD卡、矩陣鍵盤、USB接口和撞擊點針式的微型打印機組成。用戶通過人機交互單元4可以對裝置進行參數設置、掌握電網實時數據、了解電網故障信息。
[0025]如圖2和圖3所示，電壓采集單元5、第一電流采集單元6及第二電流采集單元7是由CPU、AD轉換芯片、多路模擬開關和精密電壓或電流變換器組成。電壓采集單元5具有電壓數據采集、電壓越限與故障消失監視、接地前后以及中電阻投入后數據打包等功能，電流采集單元6、7具有電流數據采集、故障預選線處理、故障錄波等功能。其中:
[0026]電壓采集單元5設有外部接口、內部接口兩個接口。外部接口包括4路獨立的開入量，用于檢測4組母聯開關信號；8路獨立的開出量，4段中電阻投入輸出信號，4段消諧輸出信號；16路模擬量輸入，分別為4段母線三相電壓和零序電壓。內部接口包含2個串口，其中I個串口與中央控制單元I連接，另I個串口與第一電流采集單元6或第二電流采集單元7連接。電壓采集單元5最大可完成4段母線三相電壓和零序電壓共16路電壓信號的采集。其工作原理為:采集的16路電壓信號，通過外接電壓變換器轉換成最大值為1V的電壓信號，再輸入到電壓采集單元5中；進入電壓采集單元5后，先通過信號調理電路進行濾波，再通過AD轉換芯片進行模擬量與數字量的轉換，最后輸入到CPU中進行算法處理；精密電壓變送器外置于控制屏上，其輸出電壓信號經屏蔽電纜接至電壓采集單元5的后面板。
[0027]電流采集單元6、7設有外部接口、內部接口兩個接口。外部接口包括36路模擬量輸入，分別為各段母線所帶出線的零序電流；11路編碼輸出，分別為線路編碼，母線段數編碼，故障類型編碼。內部接口包含2個串口，其中I個串口與中央控制單元I連接，另I個串口分別與電壓采集單元5連接。另外，該采集單元設有跳閘輸出接口，跳閘信號采用11位編碼輸出，可自由分組編碼。兩個電流采集單元6、7共用I路串行總線與中央控制單元I進行通訊，中央控制單元I通過采集單元的地址來判斷所接收的數據來自哪個采集單元。電流采集單元6、7最大可完成36路出線零序電流的采集。電流采集單元6、7主要包括電流模擬量采集部分和零序電流數據處理部分，精密電流變換器外置在控制屏上，精密電流變換器輸出信號經屏蔽電纜接到電流采集單元6、7上，再經調理電路處理后，由CPU控制AD轉換芯片完成信號采集和模數轉換。
【主權項】
1.一種小電流接地選線裝置，其特征在于:所述選線裝置包括中央控制單元(1)、與中央控制單元(I)連接的通信單元(2)和分別與通信單元(2)連接的電源單元(3)、人機交互單元(4)、電壓采集單元(5)、第一電流采集單元(6)及第二電流采集單元(7)，所述人機交互單元(4)通過以太網與中央控制單元(I)進行通信，所述中央控制單元(I)通過設于通信單元(2)內部的串行總線分別與電壓采集單元(5)、第一電流采集單元(6)及第二電流采集單元(7)進行串口通信。
2.根據權利要求1所述的小電流接地選線裝置，其特征在于:所述中央控制單元(I)中包含電源電路、用于產生工作時鐘提供給芯片的晶振電路、用于防止芯片發出錯誤命令及執行錯誤操作的復位電路、調試接口電路和狀態指示電路。
3.根據權利要求1所述的小電流接地選線裝置，其特征在于:所述人機交互單元(4)由ARM微處理器、嵌于裝置前面板上作為運行顯示界面的液晶觸摸屏、SD卡、矩陣鍵盤、USB接口和撞擊點針式的微型打印機組成。
4.根據權利要求1所述的小電流接地選線裝置，其特征在于:所述電壓采集單元(5)、第一電流采集單元(6)、第二電流采集單元(7)是由CPU、AD轉換芯片、多路模擬開關和精密電壓或電流變換器組成。
【專利摘要】本實用新型公開了小電流接地選線裝置，所述選線裝置包括中央控制單元、與中央控制單元連接的通信單元和分別與通信單元連接的電源單元、人機交互單元、電壓采集單元、第一電流采集單元及第二電流采集單元，所述人機交互單元通過以太網與中央控制單元進行通信，所述中央控制單元通過設于通信單元內部的串行總線分別與電壓采集單元、第一電流采集單元及第二電流采集單元進行串口通信。本實用新型小電流接地選線裝置性能穩定、適應能力強、能快速可靠的選線。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN204556771
【申請號】CN201520089238
【發明人】寧仁飛
【申請人】安徽亞輝電氣自動化有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月9日