CN105375616A - 一种配网馈线终端电源管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配网馈线终端电源管理系统及方法，所述系统包括交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块。在本发明一种配网馈线终端电源管理系统中，交流供电模块采用两路交流市电供电，确保了交流市电供电的可靠性；主控后备电源充放电模块可以在交流市电掉电的情况下提供备用电源，确保配网馈线终端在交流市电掉电的情况下可以正常运行；工作通讯电源监测控制模块可以很好的解决主控后备电源充放电模块在供电时电压抖动的问题；备用高压操作电源模块能够很好的消除开关设备动作时的拉弧，确保了高压操作电源供电的安全可靠。

Description

一种配网馈线终端电源管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种配网自动化馈线终端，具体的涉及一种配网馈线终端电源管理系统及方法。

背景技术

在配网自动化工程中，馈线终端(FTU)用于户外柱上开关监控，是装在配电室、馈线上的智能终端设备，可以与远方的主站通讯，将配电设备的数据，如负荷、电压、功率和开关当前位置、贮能完成情况等发送到主站，还可以接受主站的控制命令(分、合闸)，对配电设备进行控制和调节。在故障发生时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息，如最大故障电流和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将上述信息传至DAS控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。

基于以上的对FTU功能的应用场合的描述，为了保证FTU正常的实现监测、通讯和控制馈线网络的目的，需要FTU能够提供稳定可靠的工作电源、操作电源和通讯电源，但是在现有技术中，在电网正常的情况下，直接通过专用的电源变压器，将10KV高压转为AC220V，给FTU供电，如果电网出现故障，FTU就无法工作，不能确保故障能够上传主站并且执行相应的控制操作，这会导致电网的瘫痪。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种配网馈线终端电源管理系统及方法，可以在电网出现故障，采用备用的电源保证FTU终端能够工作一段时间，确保故障能够上传主站并且执行相应的控制操作。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种配网馈线终端电源管理系统，包括交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块，

所述交流供电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，还用于检测两路交流供电源的线路状态；

所述主控后备电源充放电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源；

所述工作通讯电源监测控制模块，其用于对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出；

所述备用高压操作电源模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源。

本发明的有益效果是：在本发明一种配网馈线终端电源管理系统中，交流供电模块采用两路交流市电供电，确保了交流市电供电的可靠性；主控后备电源充放电模块可以在交流市电掉电的情况下提供备用电源，确保配网馈线终端在交流市电掉电的情况下可以正常运行；工作通讯电源监测控制模块可以很好的解决主控后备电源充放电模块在供电时电压抖动的问题；备用高压操作电源模块在交流市电掉电的情况下为配网馈线终端的操作线路提供备用的电源，能够很好的消除开关设备因断电动作时的拉弧，确保了高压操作电源供电的安全可靠；同时本发明一种配网馈线终端电源管理系统还设有交流掉电监测遥信输出和主控后备电源充放电模块放电时的低压告警遥信，极大的方便了控制总台通过本发明来监控电源系统，并在交流市电掉电时，控制总台可以在完成通信、控制等功能后主动关闭配网馈线终端，防止配网馈线终端故障的发生；本发明一种配网馈线终端电源管理系统通过交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块的综合作用，可以为配网馈线终端提供稳定可靠的工作电源、操作电源和通讯电源，保证了配网馈线终端正常的实现监测、通讯和控制馈线网络的目的。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述交流供电模块包括交流二切一电路、AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述交流二切一电路的输入端设有交流PT1市电接口和交流PT2市电接口，所述交流二切一电路的输出端连接有所述AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述AC220-DC24V开关电源用于将AC220V的交流PT1市电或交流PT2市电转化为DC24V的直流市电电源，所述交流电压掉电隔离检测电路用于检测交流二切一电路的输出端是否有AC220V的电压输出，并将检测结果通过遥信输出；

所述主控后备电源充放电模块包括充电电路、充放电电源、第一电源切换电路和低压检测电路，所述充放电电源通过所述充电电路与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端相连，所述第一电源切换电路的输入端分别与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端和充放电电源的输出端相连，所述低压检测电路与所述充放电电源的输出端相连，所述充放电电源用于提供直流备用电源，所述第一电源切换电路用于对AC220V-DC24V开关电源和充放电电源的供电进行切换，所述低压检测电路用于检测充放电电源的电压，并将检测结果通过遥信输出；

所述工作通讯电源监测控制模块包括输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路、CPU控制关闭电路和迟滞比较电路，所述第一电源切换电路的输出端分别与所述控制输出电路、衰减电路和稳压电路的输入端相连，所述稳压电路的输出端与所述基准电路的输入端相连，所述基准电路的输出端与所述迟滞比较电路的一个输入端相连，所述衰减电路的输出端与所述迟滞比较电路的另一个输入端相连，所述CPU控制关闭电路的输入端连接外部输入的工作通讯电源关断信号，所述CPU控制关闭电路的输出端与所述迟滞比较电路的控制输入端相连，所述迟滞比较电路的输出端与所述输出控制电路的另一输入端相连，所述输出控制电路的输出端输出工作通讯电源；

所述备用高压操作电源模块包括第二电源切换电路和备用高压操作电路，所述备用高压操作电路用于在交流市电掉电的情况下提供交流备用电源，所述第二电源切换电路用于通过选择所述交流供电模块提供交流市电电源，或通过选择所述备用高压操作电路提供交流备用电源。

进一步，所述备用高压操作电路包括高压电容、高压振荡输出电路、谐振电路和振荡输出控制电路，所述高压电容的一端与所述交流二切一电路的输出端相连，所述高压电容的另一端与所述高压振荡输出电路的一个输入端相连，所述振荡输出控制电路的输入端连接外部的开关分合闸信号，所述振荡输出控制电路的输出端与谐振电路的输入端相连，所述谐振电路的输出端与所述高压振荡输出电路的另一输入端相连，所述第二电源切换电路的输入端分别与所述交流二切一电路和高压振荡输出电路的输出端相连。

进一步，所述备用高压操作电路还包括15V稳压电路，所述15V稳压电路的输入端与所述第一电源切换电路的输出端相连,所述15V稳压电路的输出端分别与所述谐振电路的电源端口、振荡输出控制电路的电源端口和高压振荡输出电路的电源端口相连,所述15V稳压电路用于为所述谐振电路、振荡输出控制电路和高压振荡输出电路提供工作电压。

进一步，所述交流供电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流市电电源，所述主控后备电源充放电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流备用电源。

进一步，所述主控后备电源充放电模块与所述备用高压操作电源模块之间设有电源选择电路，所述电源选择电路的输入端分别与所述第一电源切换电路和第二电源切换电路的输出端相连，所述电源选择电路的输出端与配网馈线终端的操作电路相连，所述电源选择电路用于通过选择所述第一电源切换电路输出交流市电电源或交流备用电源作为配网馈线终端的操作线路的电源，或通过选择所述第二电源切换电路输出直流市电电源或直流备用电源作为配网馈线终端的操作线路的电源。

采用上述进一步方案的有益效果是：电源选择电路通过拨码开关选择配网馈线终端的操作线路的供电类型，即直流供电或交流供电，使得配网馈线终端的操作线路的功能切换更加方便。

基于上述一种配网馈线终端电源管理系统，本发明还提供一种配网馈线终端电源管理方法。

一种配网馈线终端电源管理方法，利用上述所述的一种配网馈线终端电源管理系统进行配网馈线终端电源的管理，包括以下步骤，

S1，所述交流供电模块在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，同时检测两路交流供电源的线路状态；

S2，当检测到两路交流供电源的线路处于掉电状态时，所述主控后备电源充放电模块向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源；

S3，所述工作通讯电源监测控制模块对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出；

S4，所述备用高压操作电源模块在交流市电供电正常的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源。

本发明的有益效果是：在本发明一种配网馈线终端电源管理方法中，在电网市电供电正常的情况下，可以直接通过专用的电源变压器，将10KV高压转为AC220V，给FTU供电，如果电网出现故障，可以采用备用的工作电源、操作电源保证FTU终端能够工作一段时间，确保故障能够上传主站，并且执行相应的控制操作，确保电配网馈电终端正常运行，通过步骤S4，可以很好的消除开关设备动作时的拉弧，确保了高压操作电源供电的安全可靠。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在步骤S3中，在交流市电供应正常的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述交流供电模块的AC220-DC24V开关电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流市电电源，在所述AC220-DC24V开关电源输出电压V1升高的过程中，

当0<V1<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出；

当20V≤V1≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

在交流市电掉电的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述主控后备电源充放电模块的充放电电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流备用电源，在所述充放电电源输出电压V2降低的过程中，

当20V≤V2≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

当12V≤V2<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，并通过所述CPU控制关闭电路输入工作通讯电源关断信号脉冲，通过输出控制电路强制关断工作通讯电源输出；

当V2<12V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出。

采用上述进一步方案的有益效果是：工作通讯电源监测控制模块能够很好的满足主控后备电源充放电模块的充放电电源的供电特性，当充放电电源的电压降低到12V时，即可关断工作电源，可以防止电压抖动等造成后级电路误动作。

进一步，在步骤S4中，在交流市电正常供电的情况下，所述高压电容通过所述交流二切一电路输出的AC220V电压限流充电至300V，首先所述电源选择电路选择通过所述备用高压操作电源模块向配网馈线终端的操作线路供电，然后所述第二电源切换电路选择通过交流二切一电路向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源；

在交流市电掉电的情况下，所述第二电源切换电路选择通过所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源，所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源的过程包括以下步骤，

S41,所述振荡输出控制电路检测到外部的开关分合闸高电平脉冲信号后输出一个30mS的低电平脉冲作用于所述谐振电路，使所述谐振电路停止振荡；

S42，当所述谐振电路停止振荡时，输出一个高电平作用于高压振荡输出电路，使高压振荡输出电路导通；

S43，高压电容输出最大电压为300V的直流电压至导通的高压振荡输出电路；

S44，当所述振荡输出控制电路输出的30mS低电平结束后，所述谐振电路以预设的频率进行谐振，输出PWM波形作用于所述高压振荡输出电路；

S45，所述高压振荡输出电路通过PWM波形将所述高压电容输出的直流电压整形为连续脉冲，并传输至配网馈线终端的操作线路，消除配网馈线终端的操作线路的开关设备动作时的拉弧。

采用上述进一步方案的有益效果是：在交流市电掉电的情况下，步骤S4输出电源为模拟AC220V交流电的方式，避免开关设备开合闸时出现拉弧的现象。

附图说明

图1为本发明一种配网馈线终端电源管理系统的结构框图；

图2为本发明一种配网馈线终端电源管理方法的流程图；

图3为本发明一种配网馈线终端电源管理方法中备用高压操作电路工作的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种配网馈线终端电源管理系统，包括交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块，

所述交流供电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，还用于检测两路交流供电源的线路状态。所述交流供电模块包括交流二切一电路、AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述交流二切一电路的输入端设有交流PT1市电接口和交流PT2市电接口，所述交流二切一电路的输出端连接有所述AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述AC220-DC24V开关电源用于将AC220V的交流PT1市电或交流PT2市电转化为DC24V的直流市电电源，所述交流电压掉电隔离检测电路用于检测交流二切一电路的输出端是否有AC220V的电压输出，并将检测结果通过遥信输出。两路交流市电电源即为两路高压交流电分别通过专用的电压互感器PT1和PT2转换为两路交流市电，通过PT1或者PT2给本发明的系统供电；在本具体实施方式中，交流二切一电路优先选择PT2供电，即PT1和PT2都可输出AC220V电压时，电路优先选择使用PT2供电，当PT2掉电时，电路切换到PT1供电。当交流电压掉电隔离检测电路检测PT1或PT2均可输出AC220V，则认为配网馈线终端电源管理系统交流市电供应正常，此时交流电压掉电隔离检测电路输出一个闭合的开关信号；当交流电压掉电隔离检测电路检测PT1和PT2均无AC220V输出时，则认为配网馈线终端电源管理系统交流市电掉电，此时交流电压掉电隔离检测电路输出一个断开的开关信号。

所述主控后备电源充放电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源。所述主控后备电源充放电模块包括充电电路、充放电电源，第一电源切换电路和低压检测电路，所述充放电电源通过所述充电电路与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端相连，所述第一电源切换电路的输入端分别与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端和充放电电源的输出端相连，所述低压检测电路与所述充放电电源的输出端相连，所述充放电电源用于提供直流备用电源，所述第一电源切换电路用于对AC220V-DC24V开关电源和充放电电源的供电进行切换，所述低压检测电路用于检测充放电电源的电压，并将检测结果通过遥信输出。在本具体实施例中，所述充放电电源为超级电容或免维护阈控铅酸蓄电池，超级电容或免维护阈控铅酸蓄电池利用所述充电电路通过AC220V-DC24V开关电源输出的24V电压作为输入，实现充电，其充电过程分为两个阶段：阶段1：恒流充电阶段，范围为0V-21V；阶段2：限流限压充电阶段，当电容电压达到21V时，电路才进入限流限压充电阶段，直到电压充到24V。低压检测电路以超级电容或免维护阈控铅酸蓄电池的输出电压为检测目标，当超级电容或免维护阈控铅酸蓄电池的输出电压低于21V时，低压检测电路会输出一个闭合的开关量信号，否则输出一个断开的开关量信号。在交流市电供电正常时，配网馈线终端的工作线路、通讯线路和操作线路由AC220V-DC24V开关电源提供直流市电电源，在交流市电掉电时，第一电源切换电路会切换到所述的主控后备电源充放电模块供电，即采用超级电容或免维护阈控铅酸蓄电池提供直流备用电源。

所述工作通讯电源监测控制模块，其用于对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出。所述工作通讯电源监测控制模块包括输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路、CPU控制关闭电路和迟滞比较电路，所述第一电源切换电路的输出端分别与所述控制输出电路、衰减电路和稳压电路的输入端相连，所述稳压电路的输出端与所述基准电路的输入端相连，所述基准电路的输出端与所述迟滞比较电路的一个输入端相连，所述衰减电路的输出端与所述迟滞比较电路的另一个输入端相连，所述CPU控制关闭电路的输入端连接外部输入的工作通讯电源关断信号，所述CPU控制关闭电路的输出端与所述迟滞比较电路的控制输入端相连，所述迟滞比较电路的输出端与所述输出控制电路的另一输入端相连，所述输出控制电路的输出端输出工作通讯电源。在本具体实施例中，所述输出控制电路为24V输出控制电路，所述稳压电路为6.5V稳压电路，所述基准电路为2.5V基准电路。

所述备用高压操作电源模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源。所述备用高压操作电源模块包括第二电源切换电路和备用高压操作电路，所述备用高压操作电路用于在交流市电掉电的情况下提供交流备用电源，所述第二电源切换电路用于通过选择所述交流供电模块提供交流市电电源，或通过选择所述备用高压操作电路提供交流备用电源。所述备用高压操作电路包括高压电容、高压振荡输出电路、谐振电路和振荡输出控制电路，所述高压电容的一端与所述交流二切一电路的输出端相连，所述高压电容的另一端与所述高压振荡输出电路的一个输入端相连，所述振荡输出控制电路的输入端连接外部的开关分合闸信号，所述振荡输出控制电路的输出端与谐振电路的输入端相连，所述谐振电路的输出端与所述高压振荡输出电路的另一输入端相连，所述第二电源切换电路的输入端分别与所述交流二切一电路和高压振荡输出电路的输出端相连。在本具体实施例中，在交流市电供应正常的情况下，通过交流二切一电路直接给高压电容充电。在交流市电供电正常的情况下，所述第二电源切换电路选择交流市电供电，在交流市电掉电的情况下，所述第二电源切换电路选择备用高压操作电路的高压电容提供交流备用电源。所述的谐振电路由CD40106及阻容器件组成，能够自谐振输出预设频率的PWM波形，振荡输出控制电路能够控制谐振电路启停。所述的高压振荡输出电路由IR2110驱动器驱动高压NMOS管组成，IR2110驱动器能够接受谐振电路输出的PWM波形驱动NMOS管控制高压电容输出电压的通断，以实现将高压电容模块输出的300V直流电压整形为一定频率的交流脉冲电压。

所述备用高压操作电路还包括15V稳压电路，所述15V稳压电路的输入端与所述第一电源切换电路的输出端相连,所述15V稳压电路的输出端分别与所述谐振电路的电源端口、振荡输出控制电路的电源端口和高压振荡输出电路的电源端口相连,所述15V稳压电路用于为所述谐振电路、振荡输出控制电路和高压振荡输出电路提供工作电压。

所述交流供电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流市电电源，所述主控后备电源充放电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流备用电源。所述主控后备电源充放电模块与所述备用高压操作电源模块之间设有电源选择电路，所述电源选择电路的输入端分别与所述第一电源切换电路和第二电源切换电路的输出端相连，所述电源选择电路的输出端与配网馈线终端的操作电路相连，所述电源选择电路用于通过选择所述第一电源切换电路输出交流市电电源或交流备用电源作为配网馈线终端的操作线路的电源，或通过选择所述第二电源切换电路输出直流市电电源或直流备用电源源作为配网馈线终端的操作线路的电源。在本具体实施例中，所述电源选择电路通过拨码开关选择配网馈线终端的操作线路的供电类型，如果选择直流供电，则在市电供电正常的情况下通过第一电源切换电路选择AC220V-DC24V开关电源提供直流市电电源，在市电掉电的情况下通过第一电源切换电路选择主控后备电源充放电模块的充放电电源提供直流备用电源；如果选择交流供电，则在市电供电正常的情况下通过第二电源切换电路选择通过交流二切一电路提供交流市电电源，在市电掉电的情况下通过第二电源切换电路选择备用高压操作电路提供交流备用电源。在交流市电供电正常的情况下，第二电源切换电路优先选择通过交流二切一电路提供交流市电电源。

本发明一种配网馈线终端电源管理系统通过交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块的综合作用，可以为配网馈线终端提供稳定可靠的工作电源、操作电源和通讯电源，保证了配网馈线终端正常的实现监测、通讯和控制馈线网络的目的。

基于上述一种配网馈线终端电源管理系统，本发明还提供一种配网馈线终端电源管理方法。

如图2所示，一种配网馈线终端电源管理方法，利用上述所述的一种配网馈线终端电源管理系统进行配网馈线终端电源的管理，包括以下步骤，

S1，所述交流供电模块在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，同时检测两路交流供电源的线路状态；

S2，当检测到两路交流供电源的线路处于掉电状态时，所述主控后备电源充放电模块向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源；

S3，所述工作通讯电源监测控制模块对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出；

在步骤S3中，在交流市电供应正常的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述交流供电模块的AC220-DC24V开关电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流市电电源，在所述AC220-DC24V开关电源输出电压V1升高的过程中，

当0<V1<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出；

当20V≤V1≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

在交流市电掉电的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述主控后备电源充放电模块的充放电电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流备用电源，在所述充放电电源输出电压V2降低的过程中，

当20V≤V2≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

当12V≤V2<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理,并通过所述CPU控制关闭电路输入工作通讯电源关断信号脉冲，通过输出控制电路强制关断工作通讯电源输出；

当V2<12V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出；

S4，所述备用高压操作电源模块在交流市电供电正常的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源；

在步骤S4中，在交流市电正常供电的情况下，所述高压电容通过所述交流二切一电路输出的AC220V电压限流充电至300V，首先所述电源选择电路选择通过所述备用高压操作电源模块向配网馈线终端的操作线路供电，然后所述第二电源切换电路选择通过交流二切一电路向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源；

在交流市电掉电的情况下，配网馈线终端的控制器输出脉冲宽度大于100mS的开关分合闸脉冲信号，开关设备电源链路连通，等待备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路供电，此时，所述第二电源切换电路选择通过所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源，所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源的过程如图3所示，包括以下步骤，

S41,所述振荡输出控制电路检测到外部的开关分合闸高电平脉冲信号后输出一个30mS的低电平脉冲作用于所述谐振电路，使所述谐振电路停止振荡；

S42，当所述谐振电路停止振荡时，输出一个高电平作用于高压振荡输出电路，使高压振荡输出电路导通；

S43，高压电容输出最大电压为300V的直流电压至导通的高压振荡输出电路；

S44，当所述振荡输出控制电路输出的30mS低电平结束后，所述谐振电路以预设的频率进行谐振，输出PWM波形作用于所述高压振荡输出电路；

S45，所述高压振荡输出电路通过PWM波形将所述高压电容输出的直流电压整形为连续脉冲，并传输至配网馈线终端的操作线路，消除配网馈线终端的操作线路的开关设备动作时的拉弧。步骤S41-S45是将高压电容的输出模拟成AC220V交流电的方式，避免开关设备开合闸时出现拉弧的现象。当配网馈线终端的控制器输出的开关分合闸脉冲信号结束后，开关设备内部供用链路断开，备用高压操作电路供电停止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：包括交流供电模块、主控后备电源充放电模块、工作通讯电源监测控制模块和备用高压操作电源模块，

所述交流供电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，还用于检测两路交流供电源的线路状态；

所述主控后备电源充放电模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源；

所述工作通讯电源监测控制模块，其用于对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出；

所述备用高压操作电源模块，其用于在交流市电供电正常的情况下通过交流供电模块充电，并向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源。

2.根据权利要求1所述的一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：

所述交流供电模块包括交流二切一电路、AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述交流二切一电路的输入端设有交流PT1市电接口和交流PT2市电接口，所述交流二切一电路的输出端连接有所述AC220-DC24V开关电源和交流电压掉电隔离检测电路，所述AC220-DC24V开关电源用于将AC220V的交流PT1市电或交流PT2市电转化为DC24V的直流市电电源，所述交流电压掉电隔离检测电路用于检测交流二切一电路的输出端是否有AC220V的电压输出，并将检测结果通过遥信输出；

所述主控后备电源充放电模块包括充电电路、充放电电源、第一电源切换电路和低压检测电路，所述充放电电源通过所述充电电路与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端相连，所述第一电源切换电路的输入端分别与所述AC220V-DC24V开关电源的输出端和充放电电源的输出端相连，所述低压检测电路与所述充放电电源的输出端相连，所述充放电电源用于提供直流备用电源，所述第一电源切换电路用于对AC220V-DC24V开关电源和充放电电源的供电进行切换，所述低压检测电路用于检测充放电电源的电压，并将检测结果通过遥信输出；

所述工作通讯电源监测控制模块包括输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路、CPU控制关闭电路和迟滞比较电路，所述第一电源切换电路的输出端分别与所述控制输出电路、衰减电路和稳压电路的输入端相连，所述稳压电路的输出端与所述基准电路的输入端相连，所述基准电路的输出端与所述迟滞比较电路的一个输入端相连，所述衰减电路的输出端与所述迟滞比较电路的另一个输入端相连，所述CPU控制关闭电路的输入端连接外部输入的工作通讯电源关断信号，所述CPU控制关闭电路的输出端与所述迟滞比较电路的控制输入端相连，所述迟滞比较电路的输出端与所述输出控制电路的另一输入端相连，所述输出控制电路的输出端输出工作通讯电源；

所述备用高压操作电源模块包括第二电源切换电路和备用高压操作电路，所述备用高压操作电路用于在交流市电掉电的情况下提供交流备用电源，所述第二电源切换电路用于通过选择所述交流供电模块提供交流市电电源，或通过选择所述备用高压操作电路提供交流备用电源。

3.根据权利要求2所述的一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：所述备用高压操作电路包括高压电容、高压振荡输出电路、谐振电路和振荡输出控制电路，所述高压电容的一端与所述交流二切一电路的输出端相连，所述高压电容的另一端与所述高压振荡输出电路的一个输入端相连，所述振荡输出控制电路的输入端连接外部的开关分闸信号和开关合闸信号，所述振荡输出控制电路的输出端与谐振电路的输入端相连，所述谐振电路的输出端与所述高压振荡输出电路的另一输入端相连，所述第二电源切换电路的输入端分别与所述交流二切一电路和高压振荡输出电路的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：所述备用高压操作电路还包括15V稳压电路，所述15V稳压电路的输入端与所述第一电源切换电路的输出端相连,所述15V稳压电路的输出端分别与所述谐振电路的电源端口、振荡输出控制电路的电源端口和高压振荡输出电路的电源端口相连,所述15V稳压电路用于为所述谐振电路、振荡输出控制电路和高压振荡输出电路提供工作电压。

5.根据权利要求2至4任一项所述的一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：所述交流供电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流市电电源，所述主控后备电源充放电模块还用于通过第一电源切换电路向配网馈线终端的操作线路提供直流备用电源。

6.根据权利要求5所述的一种配网馈线终端电源管理系统，其特征在于：所述主控后备电源充放电模块与所述备用高压操作电源模块之间设有电源选择电路，所述电源选择电路的输入端分别与所述第一电源切换电路和第二电源切换电路的输出端相连，所述电源选择电路的输出端与配网馈线终端的操作电路相连，所述电源选择电路用于通过选择所述第一电源切换电路输出交流市电电源或交流备用电源作为配网馈线终端的操作线路的电源，或通过选择所述第二电源切换电路输出直流市电电源或直流备用电源作为配网馈线终端的操作线路的电源。

7.一种配网馈线终端电源管理方法，其特征在于：利用上述权利要求1至6任一项所述的一种配网馈线终端电源管理系统进行配网馈线终端电源的管理，包括以下步骤，

S1，所述交流供电模块在交流市电供电正常的情况下通过对两路交流市电电源进行切换提供一路交流市电电源，并将一路交流市电电源转化为直流市电电源，并向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流市电电源，同时检测两路交流供电源的线路状态；

S2，当检测到两路交流供电源的线路处于掉电状态时，所述主控后备电源充放电模块向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供直流备用电源；

S3，所述工作通讯电源监测控制模块对所述交流供电模块和主控后备电源充放电模块分别向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供的直流市电电源和直流备用电源的电压进行检测，并根据检测的结果开启或关断交流供电模块或主控后备电源充放电模块对配网馈线终端的工作线路和通讯线路的电源输出；

S4，所述备用高压操作电源模块在交流市电供电正常的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源，且在交流市电掉电的情况下向配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源。

8.根据权利要求7所述的一种配网馈线终端电源管理方法，其特征在于：在步骤S3中，在交流市电供应正常的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述交流供电模块的AC220-DC24V开关电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流市电电源，在所述AC220-DC24V开关电源输出电压V1升高的过程中，

当0<V1<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出；

当20V≤V1≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V1进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

在交流市电掉电的情况下，通过所述第一电源切换电路选择所述主控后备电源充放电模块的充放电电源向配网馈线终端的工作线路和通讯线路提供最大电压为DC24V的直流备用电源，在所述充放电电源输出电压V2降低的过程中，

当20V≤V2≤24V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路开启工作通讯电源输出；

当12V≤V2<20V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理,并通过所述CPU控制关闭电路输入工作通讯电源关断信号脉冲，通过输出控制电路强制关断工作通讯电源输出；

当V2<12V时，所述工作通讯电源监测控制模块中的输出控制电路、稳压电路、基准电路、衰减电路和迟滞比较电路对V2进行稳压、基准比较、衰减和迟滞比较处理，通过输出控制电路关断工作通讯电源输出。

9.根据权利要求7或8所述的一种配网馈线终端电源管理方法，其特征在于：在步骤S4中，在交流市电正常供电的情况下，所述高压电容通过所述交流二切一电路输出的AC220V电压限流充电至300V，首先所述电源选择电路选择通过所述备用高压操作电源模块向配网馈线终端的操作线路供电，然后所述第二电源切换电路选择通过交流二切一电路向配网馈线终端的操作线路提供交流市电电源；

在交流市电掉电的情况下，所述第二电源切换电路选择通过所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源，所述备用高压操作电路为配网馈线终端的操作线路提供交流备用电源的过程包括以下步骤，

S41,所述振荡输出控制电路检测到外部的开关分合闸高电平脉冲信号后输出一个30mS的低电平脉冲作用于所述谐振电路，使所述谐振电路停止振荡；

S42，当所述谐振电路停止振荡时，输出一个高电平作用于高压振荡输出电路，使高压振荡输出电路导通；

S43，高压电容输出最大电压为300V的直流电压至导通的高压振荡输出电路；

S44，当所述振荡输出控制电路输出的30mS低电平结束后，所述谐振电路以预设的频率进行谐振，输出PWM波形作用于所述高压振荡输出电路；

S45，所述高压振荡输出电路通过PWM波形将所述高压电容输出的直流电压整形为连续脉冲，并传输至配网馈线终端的操作线路，消除配网馈线终端的操作线路的开关设备动作时的拉弧。