CN102611196A - 十千伏电网状态监控及故障处理自动化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种10kV电网状态监控及故障处理自动化系统。本发明所述系统由开关节点现场终端、GPRS通信终端和主站处理装置组成，所述开关节点现场终端由分别与终端CPU连接的状态变量输入模块、控制变量输出模块、电源模块和GPRS通信模块组成，GPRS通信模块与GPRS通信终端进行数据传输，所述主站处理装置由通过通讯主线连接的通讯前置机、服务器和控制中心计算机，GPRS通信终端与通讯前置机连接。本系统实现10kV电网故障自动定位、隔离与恢复，提高电网的可靠性，使将故障的影响降到最小，一般20s以内自动完成故障的定位、隔离与恢复无故障区间的供电，并给出具体的故障部位供维修人员参考。

Description

十千伏电网状态监控及故障处理自动化系统
技术领域
本发明涉及电网监控技术领域，更具体地说，是涉及一种10kV电网状态监控及故障处理自动化系统。
背景技术
电网的无故障时间要求99.999%以上，没有自动化系统很难达到。10kV配电网因节点多，故障时间是供电质量的重要衡量指标，现在的10kV配电网故障发生时，难以准确定位，靠经验和现场判断故障位置，进行隔离和恢复工作，在线路较长，接点多、环境恶劣的条件下，靠人工完成此项工作，更显得困难，造成故障时恢复时间长。以往我国的10kV电网在线路出现故障之后，由故障点所在地用户上报故障线路，电力公司派人摸排故障部位，如在山区和环境恶劣的条件下，会造成长时间的断电，影响生产、生活的时间一般以小时计。配电网自动化是实现供电可靠性的重要保证，而实现故障定位和隔离是配电网自动化的关键技术之一。配电网故障区间的快速、准确定位是配电网故障隔离和恢复供电的前提和基础，对于提高配电网供电可靠性具有重要意义。10kV电网故障的定位、隔离与恢复，国外、国内尚无实用化的自动化系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种10kV电网状态监控及故障处理自动化系统。
本发明10kV电网状态监控及故障处理自动化系统，通过下述技术方案予以实现，所述系统由开关节点现场终端、GPRS通信终端和主站处理装置组成，所述开关节点现场终端由分别与终端CPU连接的状态变量输入模块、控制变量输出模块、电源模块和GPRS通信模块组成，GPRS通信模块与GPRS通信终端进行数据传输，所述主站处理装置由通过通讯主线连接的通讯前置机、服务器和控制中心计算机，GPRS通信终端与通讯前置机连接。
所述电源模块为整流模块分别连接主备电源切换控制模块和超级电容及控制模块，超级电容及控制模块连接主备电源切换控制模块，主备电源切换控制模连接电压变化及控制模块；所述超级电容及控制模块由电容充电控制和放电控制电路组成。
本系统实现10kV电网故障自动定位、隔离与恢复，提高电网的可靠性，使将故障的影响降到最小，一般20s以内自动完成故障的定位、隔离与恢复无故障区间的供电，并给出具体的故障部位供维修人员参考。
附图说明
图1是本发明原理框图；
图2是本发明开关节点现场终端原理框图；
图3是本发明处理控制程序流程图；
图4是本发明超级电容放电控制电路图；
图5是本发明超级电容充电控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，系统由开关节点现场终端、GPRS通信终端和主站处理装置组成，所述开关节点现场终端由分别与终端CPU连接的状态变量输入模块、控制变量输出模块、电源模块和GPRS通信模块组成，GPRS通信模块与GPRS通信终端进行数据传输，所述主站处理装置由通过通讯主线连接的通讯前置机、服务器和控制中心计算机，GPRS通信终端与通讯前置机连接。其中开关节点现场终端安装于10Kv电网各开关节点，采集电力开关工作状态，传送至主站处理装置，经主站处理装置解算、分析，接受主站控制信息。
本发明的10Kv电网开关节点现场终端（Field Terminal Unit——FTU）总体结构如图2，开关节点现场终端由分别与终端CPU连接的状态变量输入模块、控制变量输出模块、电源模块和GPRS通信模块G24组成。10Kv电网开关节点现场终端（FTU）基本功能实现电网开关节点状态的采集、数据通信与自动控制。完成八个状态变量采集（入侧电压、出侧电压、合闸掉闸状态、故障记忆状态、入侧合闸状态、出侧合闸状态、联络开关状态、解闭锁状态），并把状态传输至主站处理装置，接受主站处理装置的控制信息，进行合闸、掉闸和闭锁的自动化控制，自动实现开关节点的状态检测、隔离与非故障节点的供电恢复。现场终端具有优异的抗干扰性性能，保证高压、大电流的强电磁环境下的稳定、可靠工作。
本发明电源模块采用超级电容作为备用电源，保证主电源对备用电源的充电、及在主电源故障情况下的不间断供电，并确保对高低温的适应性及免维护性，克服了传统蓄电池、锂电等备用电源的高低温等环境局限性。超级电容及控制电路由电容充电控制和放电控制电路组成，如图5所示：充电控制电路由D42和R51组成；如图4所示：放电控制电路由D5、D8、R5、R6、R7、R8、R9、Q1、D16组成，用以控制电容的放电电压，当达到一极限值时停止放电，用以保证其它用电容供电开关动作正常进行。
本发明主站处理装置通过通讯主线连接的通讯前置机、服务器和控制中心计算机，控制中心计算机安装处理控制程序，处理控制程序保证状态采集、通信、控制的实时、准确。处理控制程序流程如图3所示。
FTU采集各个电力开关的状态信息，传送至主站的处理控制程序，根据电网拓扑结构和电力开关状态信息，进行故障判断、定位与校核，发出故障隔离控制信息，通过无线通信传送到FTU，主站的处理控制程序在收到故障隔离操作完毕的确认信息后，发出故障恢复指令，传至FTU控制开关节点进行闭合、掉闸等操作，同时整个操作过程网络拓扑结构的变化以着色方式实时现实在监控界面上。
上面所述的实施例仅仅是对本发明优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种十千伏电网状态监控及故障处理自动化系统，其特征是，所述系统由开关节点现场终端、GPRS通信终端和主站处理装置组成，所述开关节点现场终端由分别与终端CPU连接的状态变量输入模块、控制变量输出模块、电源模块和GPRS通信模块组成，GPRS通信模块与GPRS通信终端进行数据传输，所述主站处理装置由通过通讯主线连接的通讯前置机、服务器和控制中心计算机，GPRS通信终端与通讯前置机连接。
2.一种根据权利要求1所述的十千伏电网状态监控及故障处理自动化系统，其特征是，所述电源模块为整流模块分别连接主备电源切换控制模块和超级电容及控制模块，超级电容及控制模块连接主备电源切换控制模块，主备电源切换控制模连接电压变化及控制模块；所述超级电容及控制模块由电容充电控制和放电控制电路组成。
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