專利名稱：一種簡捷型多功能配網自動化系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及配網中檢測及控制系統，具體說是一種簡捷型多功能配網自動化系統。
二、技術背景隨著市場觀念的轉變和電力發展的需求，配網自動化的實現已經成為供電企業十分緊迫的任務。根據目前現有的配網自動化裝置的運行情況來看，仍有一些遺留問題有待解決。首先現有的配網自動化系統都不具備準確檢測單相接地故障的功能，這對配網中故障率排第一位的單相接地故障來說顯然是一個急待解決的問題；其次，現有的配網自動化設備的通訊網絡都是通過雙絞線或光纜連接，完成數據傳輸，其施工難度大、造價高、維護困難，從其運行結果來看不能保證系統正常穩定運行。
三
發明內容
本實用新型要克服現有技術存在的不具備準確檢測單相接地故障、施工難度大、造價高、維護困難，不能保證系統正常穩定運行的缺點。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種簡捷型多功能配網自動化系統，包括測試信號發生裝置11和接地點故障巡查裝置12，其特殊之處在于還包括安裝在線路斷路器上的FTU裝置13，所述的FTU包括電源模塊1、采樣模塊2、數據處理模塊3、通訊模塊4，其中的采樣模塊2與數據處理模塊3連接，所述的數據處理模塊3的接口與通訊模塊4的接口連接。
上述的FTU裝置13設置在電磁屏蔽的金屬外殼內。
上述電源模塊1為將磁場能量轉換為電能的互感器，采樣模塊2為設在斷路器內部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它包括型號為4052的芯片U8和型號為CS5460的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中U8的數據接口與數據處理模塊3相接；所述數據處理模塊3主要包括型號為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中U2的數據接口與采樣模塊2相接，數據處理模塊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為工業級gsm手機模塊TC35。
本實用新型相對于現有技術，其優點如下1、本實用新型運行中可維護性好，可帶電更換，安裝方便。
2、本實用新型增加了通訊模塊，采用移動公網通訊方式，與傳統的配網自動化系統的通訊方式不同，其安裝、維護方便，成本低。
3、本實用新型不僅檢測出相間短路故障區段，也可檢測出單相接地故障點。
4、本實用新型中FTU裝置可通過通訊模塊接受軟件管理系統的控制命令，并控制斷路器分合，可將故障區段隔離或切除，從而達到快速排除故障得目的。
四
圖1為本實用新型的各部分連接結構示意圖；圖2為本實用新型的FTU裝置的原理圖；圖3為本實用新型的單相接地故障區段判斷示意圖；圖4為本實用新型的單相接地故障點判斷示意圖；圖5為本實用新型的相間短路故障判斷示意圖。
五具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作詳細說明單相接地故障檢測在配網線路中，正常工作時流過中性點的電流一般小于10A，但發生單相接地時流過中性點的電流立刻會增大，安裝于變電站內的測試信號發生裝置A可向線路中性點注入檢測信號，安裝在線路上的FTU裝置13一直對線路上的電流實時檢測，當FTU檢測到檢測信號時內部的單片微機會對發生單相接地故障時的實際時間、及測試信號大小進行記錄，并將結果保存于EEPROM。利用手機模塊傳送記錄上位微機中，利用處理程序將各個FTU裝置的記錄結果進行分析處理，從而確定出單相接地故障區段的位置。此時線路維護人員可到故障區段利用手持式接地點故障巡查裝置12確定單相接地故障點。
相間短路故障檢測在配網線路中，正常工作電流一般小于500A，而短路時電流一般大于800A，短路電流持續時間幾十毫秒，本實用新型系統即根據以上特點對配網線路中的電流進行實時檢測，當發生短路時FTU內部比較電路立刻給單片微機送出一個信號，單片微機可對短路發生時的實際時間進行記錄，并將結果保存于EEPROM。利用手機模塊傳送記錄上位微機中，利用處理程序將各個FTU裝置的記錄結果進行分析處理，從而確定出短路點的位置。
參見圖1和圖2，本實用新型系統由測試信號發生裝置11、FTU裝置13、接地點故障巡查裝置12構成一測試信號發生裝置11安裝于變電站內，當線路發生單相接地故障時，該裝置可向線路中性點注入檢測信號，用于FTU裝置13進行檢測。
二FTU裝置13設置在電磁屏蔽的金屬外殼內，包括電源模塊1、采樣模塊2、數據處理模塊3和通訊模塊4所說的電源模塊1為將磁場能量轉換為電能的互感器。它為整個裝置的工作提供能量，在線路電流正常時，由互感器將線路的磁場能量轉換為電能，使裝置電路正常工作，并對內置的鋰電池進行浮充；當線路發生停電后，利用鋰電池使裝置繼續正常工作約24小時。
所說的采樣模塊2為設在斷路器內部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它主要包括型號為4052的芯片U8和型號為S450的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中U8的數據接口與數據處理模塊3相接。本模塊利用電流互感器及I-V變換電路將線路中的電流信號轉變成電壓信號并送到數據處理模塊3。
所說的數據處理模塊3主要包括型號為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中U2的數據接口與采樣模塊2相接，數據處理模塊3中U2的通訊接口與通訊模塊4的接口連接。本模塊可以對采樣模塊2送來的電壓信號進行濾波處理、AD變換并利用單片微機進行分析處理，判斷是否發生單相接地，并對單相接地發生時的實際時間及測試信號大小進行記錄，并將結果保存于EEPROM。
所說的通訊模塊4是工業級gsm手機模塊TC35，它可以完成裝置與上位微機的通訊。
所說的FTU裝置13可在線檢測線路運行狀況，并將檢測信息發送到后臺管理系統，集保護(線路過流或短路接地故障時可準確判斷并發出指令)、通訊(利用移動公網，將信號上傳監控中心)、遠動(遠程控制開關分合)、直流源(給本身及開關的分合提供電源)于一體。
三、接地點故障巡查裝置12為手持可移動測量裝置，用于確定單相接地故障點在線路正常運行時，可檢測線路負荷電流大小。
參見圖3和圖4，本實用新型在配網線路中每隔一段距離安裝一個，在線路發生單相接地點時將同時產生故障記錄，GSM短消息將各裝置的記錄進行采集，在上位微機用程序分析出單相接地故障區段。此時再利用接地點故障巡查裝置12來判斷單相接地故障點。
利用電流互感器及I-V變換電路將線路中的電流轉變成電壓信號，此電壓信號在600A以下正比于線路電流，此電壓信號經過濾波電路將50Hz的工頻信號濾掉并對剩下的測試信號放大將此電壓信號進行AD變換，利用單片微機對AD變換值進行處理比較其是否大于設定的門限值，如果大于則判定線路單相接地，否則繼續進行采樣比較循環。
當判定線路發生單相接地后，單片微機對發生的實際時間、及所測的測試信號大小進行記錄，并將結果保存于EEPROM。本裝置可存儲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10萬次。
參見圖5，在配網線路中，正常工作電流一般小于500A，而短路時電流一般大于800A，短路電流持續時間幾十毫秒，本實用新型系統即根據以上特點對配網線路中的電流進行實時檢測，當發生短路時FTU內部比較電路立刻給單片微機送出一個信號，單片微機可對短路發生時的實際時間進行記錄，并將結果保存于EEPROM。利用手機模塊傳送記錄上位微機中，利用處理程序將各個FTU裝置的記錄結果進行分析處理，從而確定出短路點的位置。
權利要求1.一種簡捷型多功能配網自動化系統，包括測試信號發生裝置(11)和接地點故障巡查裝置(12)，其特征在于還包括安裝在線路斷路器上的FTU裝置(13)，所述的FTU裝置(13)包括電源模塊(1)、采樣模塊(2)、數據處理模塊(3)、通訊模塊(4)，其中的采樣模塊(2)與數據處理模塊(3)連接，所述的數據處理模塊(3)的接口與通訊模塊(4)的接口連接。
2.如權利要求1所述的一種簡捷型多功能配網自動化系統，其特征在于所述的FTU裝置(13)設置在電磁屏蔽的金屬外殼內。
3.如權利要求2所述的一種簡捷型多功能配網自動化系統，其特征在于所述電源模塊(1)是互感器，采樣模塊(2)是設在斷路器內部的電流互感器、I-V變換電路及濾波電路，它包括型號為4052的芯片U8和型號為CS5460的芯片U22及其它們外圍的典型電路，其中芯片U8的數據接口與數據處理模塊3相接；所述數據處理模塊(3)主要包括型號為STC89C54的芯片U2及其外圍的典型電路，其中芯片U2的數據接口與采樣模塊(2)相接，數據處理模塊(3)中芯片U2的通訊接口與通訊模塊(4)的接口連接。
4.如權利要求3所述的一種簡捷型多功能配網自動化系統，其特征在于所述的通訊模塊(4)為工業級gsm手機模塊TC35。
專利摘要本實用新型涉及配網中檢測及控制系統，具體說是一種簡捷型多功能配網自動化系統。本實用新型要克服現有技術存在的不具備準確檢測單相接地故障、施工難度大、造價高、維護困難，不能保證系統正常穩定運行的缺點。其技術方案是包括測試信號發生裝置、接地點故障巡查裝置和安裝在線路斷路器上的FTU裝置，所述的FTU包括電源模塊、采樣模塊、數據處理模塊、通訊模塊，其中的采樣模塊與數據處理模塊連接，所述的數據處理模塊的接口與通訊模塊的接口連接。本實用新型可隨時掌握線路運行狀態，并可遠程控制斷路器分合實現負荷調控，當發生相間斷路及單相接地故障時，可快速確定單相接地故障點，控制故障區段的隔離和切除。
文檔編號H02H7/26GK2879504SQ200620078290
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月20日 優先權日2006年1月20日
發明者尹之仁 申請人:尹之仁