一種分布式配網自動化監控終端制造技術

本發明專利技術涉及一種分布式配網自動化終端，該終端是面向開關柜對象，由配電智能監控單元、主控單元、CAN總線通訊網絡三部分組成。配電智能監控單元體積小，可直接安裝在各開關柜上，實現對本開關柜所有“三遙”和故障判別功能。主控單元負責整個所有智能監控單元信息的采集、存儲、管理，與遠方主站的信息交互，實現與主站控制中心的遠程通訊，數據處理、轉發，為配電智能監控單元、外部通訊模塊、開關操作機構提供工作電源和后備電源并對電源進行管理實現交直流自動切換、電池智能充電、激活等功能。主控單元與配電智能監控單元之間采用CAN總線連接，保證通信可靠性和速度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術配網自動化終端涉及的是電力系統的IOkV配網自動化系統中的一種分布式配網自動化監控終端，適用于配網饋線電纜網環網柜，實現配網運行的數據監測、開關控制和運行管理。
技術介紹
目前針對電纜網環網柜配網自動化終端常采用集中式設計，插板式結構，單臺終端實現多回路采集監控，該方案受機箱結構限制，單臺最多實現8 12回路三遙采集監控，終端擴展受最大容量限制，外形尺寸大占地多，施工、接線復雜、停電時間長，單個插件故障影響整個環網柜其他回路采集監控。 隨著用電量的快速增長，舊的開關房和環網柜通過擴容增加回路，在一些用電密集地方一個站房回路數已達14，而且電房或環網柜空間有限，集中式配網自動化終端已不能滿足現場實際應用需求。傳統“一遙”、“二遙”配網自動化終端通常采用GPRS無線通訊技術，解決方案通常為“監控終端+GPRS通訊模塊”而外置GPRS模塊通常采用3線串口，不能監測Monden是否在線，也缺乏處理“假在線”，“假連接”異常狀態的措施。國內配網自動化終端裝置面板通常不具備清晰的就地操作開關和選擇開關，如果需要本地操作，則需要在終端機柜面板上增加復雜的控制回路和接線，成本高、接線復雜、另外需要較大的安裝空間。
技術實現思路
為解決配電網自動化終端實際應用中遇到的上述問題，本專利技術提供一種分布式配網自動化終端，該終端包括環網柜、主控單元，配電智能監控單元、CAN總線通訊網絡； 所述配電網智能監控單元安裝在環網柜上，配電網智能監控單元通過CAN總線通訊網絡與主控單元連接。所述主控單元包括數據處理和通訊管理模塊、電源管理模塊、獨立遙信操作模塊、背板，所述數據處理和通訊管理模塊、電源管理模塊、獨立遙信操作面板模塊分別與背板連接，電源管理模塊、獨立遙信操作模塊分別與數據處理和通訊管理模塊連接。主控單元負責所有配電網智能監控單元的信息的采集、存儲、管理，與遠方主站的信息交互，實現與主站控制中心的遠程通訊，數據處理、轉發，為配電網智能監控單元、外部通訊模塊、開關操作機構提供工作電源和后備電源并對電源進行管理實現交直流自動切換、電池智能充電、激活等功能。所述配電網智能監控單元包括監控CPU、交流采樣電路、信號放大電路、遙信電路、遙控電路、CAN總線接口、數碼管、信號指示燈；所述交流采樣電路、信號放大電路、遙信電路、遙控電路、CAN總線接口、數碼管、信號指示燈分別與監控CPU連接。所述配電網智能監控單元安裝在環網柜上，實現對環網柜所有“三遙”和故障判別功能；配電網智能監控單元通過CAN總線通訊網絡與主控單元連接，保證通信的可靠性和速度。所述配電網智能監控單元至少為I個，配電網智能監控單元最多為64個。當擴展配電網智能監控單元時，主控單元無需進行任何升級，且由于配電網智能監控單元體積小可以直接安裝在環網柜上，極大節省了材料成本和安裝空間。配電網智能監控單元分布安裝在環網柜上，可就地完成環網柜到配電網智能監控單元的二次接線，無需在各環網柜上敷設專用二次電纜到終端，二次接線簡單，停電施工可多人同步進行，只需4根線(2根電源線，2根CAN通訊總線)即可實現配電網智能監控單元監控各環網柜。 所述數據處理和通訊管理模塊采用32位ARM中央處理器，采用6U插板式結構； 所述32位ARM中央處理器包括2路CAN總線、2路RS232通訊接口、3路RS485通訊接口、I個USB接口、I個調試串口、4個10/100M以太網接口、一個GPRS模塊； GPRS模塊與32位ARM中央處理器采用全串口通訊方式，支持在線狀態檢測、流控制，GPRS模塊的電源由32位ARM中央處理器管理，32位ARM中央處理器通過撥號指令，復位指令、電源控制，避免GPRS模塊“假在線”、“假連接”異常狀態。所述電源管理模塊采用CPU控制，6U插板式結構。所述獨立遙信操作面板模塊采用獨立CPU系統的集成電纜涉及遙控邏輯操作，面板嵌入“選擇”、“預控”、“分閘”、“合閘”按鍵，“遠方/就地”轉化開關，開關合、分位指示燈，開關選擇回路指示燈、數碼管，通過CPU系統進行操作邏輯處理和信號指示，通過內部CAN總線通訊網絡將操作命令下發到配電網智能監控單元實現對開關的就地分、合閘操作，操作回路不需二次接線，極大的節省了材料成本和安裝空間。所述交流采樣電路中的電壓電流信號由外部的電壓互感器和電流互感器提供。所述配電網智能監控單元的寬*高*深為15*55*96。配電網智能監控單元采用16位DSP處理器，所述16位DSP處理器內部集成12位ADC,2路CAN總線、8路輸入捕捉。有益效果分布式擴展配電智能監控單元的容量，節約空間，接線簡單，故障率低；內置式GPRS模塊使得監控可信度更高。附圖說明圖I為本專利技術分布式配網自動化終端框 圖2為本專利技術配網自動化終端主控單元框 圖3為本專利技術配電智能監控單元框 圖4為本專利技術配電智能監控單元電源原理圖。具體實施例方式圖I為本專利技術分布式配網自動化終端框圖主控單元機采用壁掛式機箱設計，主控單元包含在壁掛式機箱內，配電智能監控單元通過CAN通信總線與主控單元連接，電源通過電源線向主控單元與配電智能監控單元同時供電。其中主控單元采用6U前插板式設計，后端子出線，包括一塊數據處理和通訊管理模塊插板、一塊獨立遙信操作模塊插板、一塊電源管理模塊插板、一塊背板，各插板通過歐式插件與背板連接，其框圖如圖2所示 電源管理模塊為6U插板式結構，交流220V輸入，采用大功率器件，輸出電壓24V，輸出功率500W，采用智能充電算法對電池進行充、放電管理和激活維護，具備輸出短路、過載、輸入過壓、電池欠壓保護，可測量電池電壓防止電池過充、過放，電源管理模塊通過RS485總線與數據處理和通訊管理模塊的中央處理器通訊，可上傳電池電壓，事故告警信息，也可接受上級命令進行電池激活維護，滿足鉛酸蓄電池和鋰電池應用。數據處理和通訊管理模塊采用6U插板式結構，以32位處理器S3C2440AL作為中央處理器，采用嵌入式Linux軟件設計，硬件設計2路CAN總線、2路RS232通訊接口、3路RS485通訊接口、I個USB接口、I個調試串口、4個10/100M以太網接口、內嵌一個GPRS模塊，數據處理和通訊管理模塊插板上引出GPRS天線、通訊狀態指示燈、電源指示燈、運行指 示燈、復位按鈕，其中支持USB接口進行數據備份、軟件升級，支持以太網遠程升級維護。所有通信接口均采用光電隔離，提高硬件的抗干擾能力。內嵌的GPRS模塊采用全串口通訊方式，支持在線狀態檢測、流控制，GPRS模塊的電源由中央處理器管理，中央處理器通過撥號指令、復位命令、電源控制，避免GPRS模塊“假在線”、“假連接”異常狀態。GPRS模塊電源芯片為SP29302。獨立遙信操作模塊采用單片機控制，外接12回路遙控選擇按鈕、預控按鈕、合閘按鈕、分閘按鈕，遠方/就地選擇開關，遙控選擇指示燈，開關合位、分位指示燈，遙控選擇指示燈、遙控選擇指示數碼管，采用程序控制實現復雜的操作邏輯。獨立遙信操作模塊單片機掃描各按鍵后經過邏輯判斷和處理后將操作命令通過內部CAN總線發送給數據處理和通訊管理模塊的中央處理器進行統一處理。獨立遙信操作模塊采用PCB布線方式、焊接工藝極大的簡化了本地遙控操作復雜的二次接線和加工工藝。配電智能監控單元采用高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分布式配網自動化終端，適用于環網柜配網自動化應用，包括主控單元，配電智能監控單元、CAN總線通訊網絡三部分；?其特征在于配電智能監控單元分布安裝于各環網柜單元，通過CAN總線與主控單元連接，構成一主多副的分布式配網自動化終端。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：霍錦強，白海濤，李家添，
申請(專利權)人：廣州南方電力集團科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：