CN101373906B - 配电网载波通信测控模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电网载波通信测控模块，设有载波通信模板、测控模板和电源模板；载波通信模板设有微处理器系统，调制解调器，可编程阵列、自适应耦合器、收发切换电路，载波通讯信号输入接口；测控模板设有微处理器系统、光电隔离与控制输出接口电路、开关量输入接口、控制继电器、电流互感器CT、I/V变换器、S/H电流采样电路组成的电流检测组合电路、由电压互感器PT、V/V变换器、S/H电压采样电路组成的电压检测组合电路；电源模板设有交流电源输入接口，该接口依次连接整流电路、滤波电路、稳压电路、输出电路、电源保护自控电路；本发明特别适用于载波通信系统开关、变压器等设备的远程测控，便于安装、调试、运行和维护，还可用于其它各种通讯系统自动化设备的远程测控。

Description

配电网载波通信测控模块

技术领域

本发明属于一种自动化测控装置，具体是一种配电网自动化载波通信测控模块。该模块可用于载波通信系统的开关、变压器的遥测、遥控、遥信、遥调。亦可用于光纤通讯、无线及其他通讯系统的开关、变压器的远程检测、控制。

背景技术

目前，在10kV配电网馈线自动化系统中，采用了大量的开关、变压器配套测控装置。这些装置存在以下问题：测控装置大多为户外分体安装，需要架设专用通讯线路、需要配置户外装置的工作电源。这种开关、变压器配套的自动化装置，元器件多、结构复杂，安装、运行、检修困难；特别是电源、测控装置和通讯装置，分体安装在户外运行环境恶劣，很容易发生故障。因此，特别需要开关、变压器配套的自动化装置小型化、简单化、集成化、一体化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种配电网载波通信测控模块。该模块体积小，集成化程度高，核心器件采用新器件ARM7，载波通讯调制解调采用多载波FSK调制新技术，集载波通讯调制发射、解调接收和设备的检测、控制为一体。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种配电网载波通信测控模块，其特征在于：设有载波通信模板PLC、测控模板FTU和电源模板AC/DC；

所述载波通信模板PLC设有微处理器系统ARM7，调制解调器单元，FPGA可编程阵列、自适应耦合器、收发切换电路，载波通讯信号输入接口、RS232接口、光纤通信接口、FTU通讯接口；所述微处理器系统ARM7通过扩展总线方式与各个电路单元连接；所述FPGA可编程阵列与自适应耦合器、收发切换电路、调制解调器单元进行测控通信连接；所述调制解调器单元与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；所述自适应耦合器与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；

所述测控模板FTU设有第二微处理器系统ARM7、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口、控制继电器、电流互感器CT、I/V变换器、S/H电流采样电路组成的电流检测组合电路、由电压互感器PT、V/V变换器、S/H电压采样电路组成的电压检测组合电路、PLC通信接口、测控输入输出接口；所述第二微处理器系统ARM7对电流检测组合电路、电压检测组合电路、PLC通信接口、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口进行测控连接；所述光电隔离与控制输出接口电路与控制继电器连接；所述开关量测控接口与外部的测控输入输出接口连接并与第二微处理器系统ARM7测控通信连接；测控输入输出接口与电流检测组合电路、电压检测组合电路、开关量测控接口、控制继电器进行测控连接；

所述电源模板AC/DC设有交流电源输入接口，该交流电源输入接口依次连接整流电路、滤波电路、稳压电路、输出电路，并设有电源保护自控电路；

所述测控模板FTU与载波通讯模板PLC经PLC通信接口连接；电源模板AC/DC与所述测控模板、载波通讯模板PLC进行供电电路连接。

调制解调器单元采用多载波FSK调制技术，集调制解调、信道估计与自动跳频技术于一体，很好解决了PLC通信信道时变性、频率衰落随机性很强的缺点。通过对线路阻抗以及接收功率谱进行信道估计的结果，选择最佳的FSK载波频率进行通信。该技术是该PLC通信系统的关键创新点，为国内外首创。

本系统采用智能自适应耦合器，基于功率谱信道估计结果以及线路阻抗的变化，选择合适的耦合参数，使接收效果和发送耦合效率达到最佳。自适应耦合器与专用调制解调器单元跳频同步进行。该技术也是本PLC通信系统的又一个创新点。

测控模块具有远程控制与本地保护功能，既可以根据控制中心发送的控制命令，实现对柱上开关的分、合闸控制，同时，根据电流的大小以及电流整定值，可以实现分段式过流保护功能或速断保护功能，保护动作电流的整定由控制中心根据线路的实际负荷进行就地或远程整定。

本发明具备了载波信号调制发射、解调接收，自动变频、耦合自适应，远程载波测控功能，体积小、集成度高，很容易被装入各种电力开关、变压器设备中，通过载波通信实现对开关、变压器等设备的远程测控。本发明具有便于安装调试、检测和维护，用途广、适用于各种通讯系统的优点。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：参见附图，配电网载波通信测控模块，设有载波通信模板PLC 1、测控模板FTU 2和电源模板AC/DC 3。

一种配电网载波通信测控模块，其特征在于：设有载波通信模板PLC、测控模板FTU和电源模板AC/DC；

所述载波通信模板PLC设有微处理器系统ARM7，调制解调器单元，FPGA可编程阵列、自适应耦合器、收发切换电路，载波通讯信号输入接口、RS232接口、光纤通信接口、FTU通讯接口；所述微处理器系统ARM7通过扩展总线方式与各个电路单元连接；所述FPGA可编程阵列与自适应耦合器、收发切换电路、调制解调器单元进行测控通信连接；所述调制解调器单元与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；所述自适应耦合器与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；

所述测控模板FTU设有第二微处理器系统ARM7、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口、控制继电器、电流互感器CT、I/V变换器、S/H电流采样电路组成的电流检测组合电路、由电压互感器PT、V/V变换器、S/H电压采样电路组成的电压检测组合电路、PLC通信接口、测控输入输出接口；所述第二微处理器系统ARM7对电流检测组合电路、电压检测组合电路、PLC通信接口、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口进行测控连接；所述光电隔离与控制输出接口电路与控制继电器连接；所述开关量测控接口与外部的测控输入输出接口连接并与第二微处理器系统ARM7测控通信连接；测控输入输出接口与电流检测组合电路、电压检测组合电路、开关量测控接口、控制继电器进行测控连接；

所述电源模板AC/DC设有交流电源输入接口，该交流电源输入接口依次连接整流电路、滤波电路、稳压电路、输出电路，并设有电源保护自控电路；

所述测控模板FTU与载波通讯模板PLC经PLC通信接口连接；电源模板AC/DC与所述测控模板、载波通讯模板PLC进行供电电路连接。

本实施例经试用效果非常好，各项指标均达到或超过国家载波通讯和测控标准，受到有关部门和用户的好评。

Claims (1)

1.一种配电网载波通信测控模块，其特征在于：设有载波通信模板PLC、测控模板FTU和电源模板AC/DC；

所述载波通信模板PLC设有微处理器系统ARM7，调制解调器单元，FPGA可编程阵列、自适应耦合器、收发切换电路，载波通讯信号输入接口、RS232接口、光纤通信接口、FTU通讯接口；所述微处理器系统ARM7通过扩展总线方式与各个电路单元连接；所述FPGA可编程阵列与自适应耦合器、收发切换电路、调制解调器单元进行测控通信连接；所述调制解调器单元与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；所述自适应耦合器与收发切换电路、FPGA可编程阵列进行测控通信连接；

所述测控模板FTU设有第二微处理器系统ARM7、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口、控制继电器、由电流互感器CT、I/V变换器、S/H电流采样电路组成的电流检测组合电路、由电压互感器PT、V/V变换器、S/H电压采样电路组成的电压检测组合电路、PLC通信接口、测控输入输出接口；所述第二微处理器系统ARM7对电流检测组合电路、电压检测组合电路、PLC通信接口、光电隔离与控制输出接口电路、开关量测控接口进行测控连接；所述光电隔离与控制输出接口电路与控制继电器连接；所述开关量测控接口与外部的测控输入输出接口连接并与第二微处理器系统ARM7测控通信连接；测控输入输出接口与电流检测组合电路、电压检测组合电路、开关量测控接口、控制继电器进行测控连接；

所述电源模板AC/DC设有交流电源输入接口，该交流电源输入接口依次连接整流电路、滤波电路、稳压电路、输出电路，并设有电源保护自控电路；

所述测控模板FTU与载波通讯模板PLC经PLC通信接口连接；电源模板AC/DC与所述测控模板FTU、载波通讯模板PLC进行供电电路连接。

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