CN107147217A - 一种基于ftu的分布式馈线自动化监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电能质量监控技术领域，尤其为一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，包括若干组STU模块、GPRS通信模块、FTU控制模块以及PID控制模块，所述STU模块，用于采集故障信号，并将所述故障信号输出；所述GPRS通信模块，用于接收输出的故障信号，并将故障信号传输至FTU控制模块；所述FTU控制模块，通过接收故障信号并处理；所述PID控制模块，分别与FTU控制模块控制CPU和STU模块连接。本发明，PID控制模块采用临界比例法，使FTU控制模块能够其保持最优处理状态及精度；通放大模块将故障信号放大，保证了信号在通信过程中的精度。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量监控技术领域，具体为一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置。
背景技术
在电力系统中，各地电力公司都普遍有FA(Feeder Automation)系统，FA系统又称之为馈线自动化系统。当配网络中某节点发生故障时，会导致同一供电区整个区域停电，情况严重的还会导致大面积停电。这时FA系统要尽快切除故障区，然后给非故障区恢复供电。
现有的馈线自动化系统控制终端通常按照相同时间间隔对各个检测点进行状态参数检测、采样和转换，这种间隔时间成为“周期采样”或“采样间隔”被模拟量变化越快，所要采样周期越短，这样对输出结果越精确，但也会加大CPU的计算工作量；反之，造成CPU过于“空闲”，输出结果过低，不能真实的反应采样信号的真实情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。所述基于FTU的分布式馈线自动化监控装置具有通过PID控制模块使FTU控制模块的CPU处理故障信号速度处于最佳状态、且保证精度，放大模块保证了FTU控制模块与STU模块之间通信精度的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，包括若干组STU模块、GPRS通信模块、FTU控制模块以及PID控制模块，
所述STU模块，用于采集故障信号，并将所述故障信号输出；
所述GPRS通信模块，用于接收输出的故障信号，并将故障信号传输至FTU控制模块；
所述FTU控制模块，通过接收故障信号并处理；
所述PID控制模块，分别与FTU控制模块控制CPU和STU模块连接。
优选的，所述STU模块内置为其供电的电源模块，且连接有数模转换模块，该数模转换模块连接放大模块，所述放大模块与GPRS通信模块连接。
优选的，所述GPRS通信模块连接有AD转换模块，该AD转换模块通过连接的滤波模块与PID控制模块连接。
优选的，所述AD转换模块内置用于接收故障信号的采样保持器。
优选的，所述FTU控制模块还连接有用于显示故障信号的显示器以及用于警示的报警装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：STU模块检测到线路上的故障电流信号，并通过数模转换模块将检测的信号进行数模转换，经放大模块发送，GPRS通信模块把信号通过AD转换模块转换、滤波后送入到FTU控制模块中分析处理；PID控制模块采用临界比例法，使FTU控制模块能够其保持最优处理状态及精度；通放大模块将故障信号放大，保证了信号在通信过程中的精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明STU模块采集故障信号示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，包括若干组STU模块、GPRS通信模块、FTU控制模块以及PID控制模块，
所述STU模块，用于采集故障信号，并将所述故障信号输出；
所述GPRS通信模块，用于接收输出的故障信号，并将故障信号传输至FTU控制模块；
所述FTU控制模块，通过接收故障信号并处理；
所述PID控制模块，分别与FTU控制模块控制CPU和STU模块连接。
所述STU模块内置为其供电的电源模块，且连接有数模转换模块，该数模转换模块连接放大模块，所述放大模块与GPRS通信模块连接。
所述GPRS通信模块连接有AD转换模块，该AD转换模块通过连接的滤波模块与PID控制模块连接。
所述AD转换模块内置用于接收故障信号的采样保持器。
所述FTU控制模块还连接有用于显示故障信号的显示器以及用于警示的报警装置。
请参阅图2，图中为实际配网线路中一条电缆线路，STU1和STU7为馈线出口的断路器，STU2～STU6为安装在个环网柜中的分段开关，STU5设置为常开状态的网络开关，设置故障A、B、C分别为配电网馈线中常出现的3种故障情况：出口侧故障、馈线中段故障以及环网柜内部故障，各分段开关上设置智能终端并通过通信网络互连。
定义故障电流方向为：联络开关处于常开状态下，配电网正常运行时各个STU符合电流方向。
当B发生故障时，STU1、STU2上有故障电流信息，其余无；当C发生故障时，STU1～STU4上有故障电流信息，其他无。
FTU控制模块采用单片机80C196KB，其通过地址数、数据总线多线程连接时钟芯片DS12887、EPROM、UVRAMM、总线缓冲器，EPROM(32K字节的27256)中数据在写入后可永久保存，UVRAMM作为数据存储器和定值存储器，其存储数据可以因其他原因造成系统程序干扰而重启可快速恢复运行，总线缓冲器提高了FTU控制模块的抗干扰能力和总线驱动能力。
其上还设有人机接口单元，用于接显示器、报警器和通讯串口，其中显示器采用4×16字符液晶显示器，显示故障信号，通讯串口实现FTU控制模块与其他设备之间的通讯，FTU控制模块内置设有plm软件，软件内预设运行程序，运行程序可以根据通讯串口进行实际情况调整。
滤波模块采用低通滤波器；AD转换模块为12位的AD574，误差小；转换精度高；GPRS通信模块选择华为的GTM900A，其为双频段无线模块，接收信号灵敏，高速率数据传输，性价比较高；放大模块采用ISOEM U(A)-P-O-T磁电可调信号隔离模块，抗干扰，全量程范围内极高的线性度(非线性度<0.1％)，使用方便免零点增益调节；数模转换模块为AD922它采用多级差分流水线架构，内置输出纠错逻辑，在25MSPS数据速率时可提供12位精度，并保证在整个工作温度范围内无失码；STU模块为具有抗干扰能力强，程序准确，自动复位等优点的DS-1(450W)。
首先预选择一个足够短的采样周期让STU模块工作；仅加入比例控制环节，直到STU模块对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID控制模块检测FTU控制模块CPU输出端检测周期，控制STU模块采集周期增大或者降低，STU模块采集的检测周期有所改变后，其内通过反馈单元将信号传递到控制单元前端，从而经过其控制单元处理后使STU模块采集周期增加或降低，如此过程反复，即可以达到控制STU模块采集故障信号的目的，使FTU控制模块CPU处理故障信号的速度处于最佳状态，精度也最好，不使CPU处理过快导致工作量大，增加负担，也不使因CPU过于“空闲”，输出结果过低。同时通过ISOEM U(A)-P-O-T磁电可调信号隔离模块将故障信号放大，保证了信号在STU模块与FTU控制模块通信过程中的精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，包括若干组STU模块、GPRS通信模块、FTU控制模块以及PID控制模块，其特征在于：
所述STU模块，用于采集故障信号，并将所述故障信号输出；
所述GPRS通信模块，用于接收输出的故障信号，并将故障信号传输至FTU控制模块；
所述FTU控制模块，通过接收故障信号并处理；
所述PID控制模块，分别与FTU控制模块控制CPU和STU模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，其特征在于：所述STU模块内置为其供电的电源模块，且连接有数模转换模块，该数模转换模块连接放大模块，所述放大模块与GPRS通信模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，其特征在于：所述GPRS通信模块连接有AD转换模块，该AD转换模块通过连接的滤波模块与PID控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，其特征在于：所述AD转换模块内置用于接收故障信号的采样保持器。
5.根据权利要求1所述的一种基于FTU的分布式馈线自动化监控装置，其特征在于：所述FTU控制模块还连接有用于显示故障信号的显示器以及用于警示的报警装置。
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