一種配電線路故障自愈控制器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型公開一種配電線路故障自愈控制器，屬于配電自動化領域。適合于配 電自動化柱上分段開關控制中的故障隔離和恢復供電。
【背景技術】
[0002] 隨著我國智能電網技術的高速發展以及城鄉用電負荷與日俱增，人們對供電可 靠性和供電質量提出了更高的要求。目前，占我國電網大多數的農村電網和中小城市電網 還普遍使用無通道重合模式或通過配電自動化主站來實現基本的故障隔離和恢復供電功 能(主站DA模式)。第一種方式是傳統的柱上開關控制器重合算法，利用失壓保護、電流閉 鎖和備自投功能，隔離故障時需要多次沖擊，恢復時間長，對系統影響大。第二種方式，對通 信的依賴程度大，要求高，對各個FTU上送信息的實時性和準確性要求很高，自動化投入費 用高，不利于大面積推廣應用。
[0003] 有鑒于此，本發明人對此進行研究，專門開發出一種配電線路故障自愈控制器，本 案由此產生。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是提供一種配電線路故障自愈控制器：利用脈動閉鎖功能，在 線路發生故障重合時，能夠利用電壓脈動信號閉鎖備投，既縮短了恢復供電的時間，又防止 多次合到故障線路上，對設備造成沖擊，有利于配電網穩定運行。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型的解決方案是：
[0006] 一種配電線路故障自愈控制器，包括主處理器，與主處理器相連的存儲器單元、DSP處理單元、FPGA單元、遙控輸出單元、通信單元和液晶顯示單元，以及為上述各個單元 供電的電源單元，所述控制器進一步包括模擬量轉換單元和開關量輸入單元，所述模擬量 轉換單元分別與DSP處理單元和FPGA單元相連,所述開關量輸入單元通過串行總線與FPGA 單元相連；電壓、電流等模擬量經過模擬量轉換單元轉換為數字信號后，送入DSP處理單元 進行處理，各開關狀態值通過開關量輸入單元輸入到FPGA單元，主處理器通過DMA方式讀 取DSP處理單元內的各相關數據和計算結果，同時通過FPGA單元讀取開關量輸入單元的各 開關狀態值，然后通過遙控輸出單元控制各個開關狀態，同時通過通信單元和液晶顯示單 元進行通信、維護、控制等操作。
[0007] 作為優選，所述模擬量轉換單元包括變壓器、低通濾波器、多路轉換器、電壓更隨 放大器和A/D轉換器，所有的模擬輸入量經模擬輸入變壓器或飛電容轉換，然后濾波，再經 過多個8選ICMOS多路轉換器選擇，多路轉換器的輸出由電壓跟隨放大器驅動，送入A/D 轉換器轉換為數字量，A/D轉換器的輸出以串行數據流的形式送入DSP處理單元進行處理。
[0008] 作為優選，所述主處理器采用MCF5272通用主處理器，具體可以選擇型號為MCF5272CVF66 的 32-bit主處理器。
[0009] 作為優選，所述存儲單元包括SRAM、SDRAM和FLASHRAM，其中，SDRAM是主處理器 的工作內存；SRAM在裝置掉電時，由電池給SRAM供電，保證其內部數據不丟失，用于存儲重 要歷史數據；FLASHRAM是不揮發存儲器，用于保存裝置運行自舉程序、操作系統、應用程 序、DSP程序、配置文件等。
[0010] 作為優選，所述DSP處理單元采用AD公司的高集成度單片數字信號處理器 ADSP-2185。DSP使用串行口周期性地由A/D轉換器取得采樣數據，然后通過數字濾波和一 定的變換算法實時計算電量信號，由DMA接口傳送至主處理器進行處理、存儲和傳輸。DSP 單元根據主處理器設定的檢測類型負責故障類型的檢測。DSP將數字信號進行傅離葉變換 得到信號的實部和虛部，計算取得信號的基波幅值，作為故障檢測的依據。一般可檢測的故 障類型有：相間過流故障、單相接地故障、斷路器兩側失壓、斷路器一側有壓、一側無壓。 當DSP檢測到上面所列的任何一種故障類型，設置檢測標志，發送中斷請求通知主處理器 進行邏輯判斷。
[0011]所述FPGA單元的邏輯電路包括：模擬輸入量的多路選擇控制和定時轉換；主CPU 和DSP之間的接口控制；時鐘電路；數字量輸入時序控制。
[0012] 作為優選，所述通信單元包括RS232通信口（RS232)、USB維護口（USB)、以太網口 (TCP/IP)和CAN通信口（CAN)。
[0013] 作為優選，所述電源單元使用浮地的直流電源輸入，通過內部的DC/DC轉換器，產 生共地的+5V、+15V與-15V、及不共地的+24V直流輸入作為內部邏輯電路、模擬電路及"干" 接點輸入光電隔離電流驅動電源，總功耗小于8W。
[0014] 上述配電線路故障自愈控制器主要應用在雙端電源，開環供電的配電線路中，一 般整個配電線路包括第一電源，第二電源，第一電源和第二電源的出線端設有對應的第一 斷路器和第二斷路器，第一斷路器和第二斷路器之間設有數個柱上分段開關，每個柱上分 段開關均配置有一個配電線路故障自愈控制器，所述控制器用于設置失壓判別、過電流判 另IJ、小電流接地判別、備自投功能控制程序，自動實現故障區域隔離，非故障區域恢復供電 等；所述控制器利用電壓脈動特性，在線路發生故障重合時，能夠利用電壓脈動信號閉鎖備 投，既縮短了恢復供電的時間，又防止多次合到故障線路上，對設備造成沖擊，有利于配電 網的安全、穩定運行；而且整個控制器結構簡潔，安裝方便。
[0015] 以下結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實施例的配電線路故障自愈控制器模塊框圖；
[0017] 圖2為本實施例的故障發生前供電示意圖；
[0018] 圖3為本實施例的故障發生后供電示意圖；
[0019] 圖4為本實施例的故障隔離流程圖；
[0020] 圖2-3中：CBl(第一斷路器）和CB2 (第二斷路器）為變電站出線分段開關，
【主權項】
1. 一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：包括主處理器，與主處理器相連的存 儲器單元、DSP處理單元、FPGA單元、遙控輸出單元、通信單元和液晶顯示單元，以及為上述 各個單元供電的電源單元，所述控制器進一步包括模擬量轉換單元和開關量輸入單元，所 述模擬量轉換單元分別與DSP處理單元和FPGA單元相連，所述開關量輸入單元通過串行總 線與FPGA單元相連；電壓、電流模擬量經過模擬量轉換單元轉換為數字信號后，送入DSP處 理單元進行處理，各開關狀態值通過開關量輸入單元輸入到FPGA單元，主處理器通過DMA 方式讀取DSP處理單元內的各相關數據和計算結果，同時通過FPGA單元讀取開關量輸入單 元的各開關狀態值，然后通過遙控輸出單元控制各個開關狀態，同時通過通信單元和液晶 顯示單元進行通信、維護、控制操作； 所述DSP處理單元采用AD公司的數字信號處理器ADSP-2185。
2. 如權利要求1所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述模擬量轉換 單元包括變壓器、低通濾波器、多路轉換器、電壓更隨放大器和A/D轉換器，所有的模擬輸 入量經模擬輸入變壓器或飛電容轉換，然后濾波，再經過多個8選I CMOS多路轉換器選擇， 多路轉換器的輸出由電壓跟隨放大器驅動，送入A/D轉換器轉換為數字量，A/D轉換器的輸 出以串行數據流的形式送入DSP處理單元進行處理。
3. 如權利要求1所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述主處理器采 用MCF5272通用主處理器。
4. 如權利要求3所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述主處理器具 體選擇型號為MCF5272CVF66的32-bit主處理器。
5. 如權利要求1所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述存儲單元包 括 SRAM、SDRAM 和 FLASH RAM。
6. 如權利要求1所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述通信單元包 括RS232通信口、USB維護口、以太網口和CAN通信口。
7. 如權利要求1所述的一種配電線路故障自愈控制器，其特征在于：所述電源單元使 用浮地的直流電源輸入，通過內部的DC/DC轉換器，產生共地的+5V、+15V與-15V、及不共 地的+24V直流輸入作為內部邏輯電路、模擬電路及"干"接點輸入光電隔離電流驅動電源， 總功耗小于8W。
【專利摘要】本實用新型公開一種配電線路故障自愈控制器，包括主處理器，與主處理器相連的存儲器單元、DSP處理單元、FPGA單元、遙控輸出單元、通信單元和液晶顯示單元，模擬量轉換單元分別與DSP處理單元和FPGA單元相連，所述開關量輸入單元與FPGA單元相連；電壓、電流經過模擬量轉換單元轉換后數字信號后，送入DSP處理單元進行處理，各開關狀態值通過開關量輸入單元輸入到FPGA單元，主處理器讀取DSP處理單元內的各相關數據和計算結果，同時通過FPGA單元讀取開關量輸入單元的各開關狀態值，然后通過遙控輸出單元控制各個開關狀態，同時通過通信單元和液晶顯示單元進行通信、維護、控制等操作。
【IPC分類】H02J13-00, H02J3-00
【公開號】CN204316089
【申請號】CN201420642959
【發明人】吳敏, 楊建平, 孔琳玲, 徐琳, 徐曉路, 陳鋒, 莫曉明
【申請人】國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司紹興供電公司, 山東科匯電力自動化股份有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年10月31日