CN204030723U - 基于can总线的配电控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的配电控制器,包括:测控装置,用于对配电线路上的电压信号和/或电流信号进行采样检测;状态监测装置,用于对设于配电线路上的开关单元的状态进行监测;接地故障检测装置,用于监测配电线路的单相接地故障;测控装置、状态监测装置和接地故障检测装置经CAN总线通信连接。本实用新型通过CAN总线通信连接测控装置、状态监测装置和接地故障检测装置,实现了现有的DTU的功能扩展,且各装置均采用独立的处理器,单独对数据采集和运算,提高了数据检测及处理的效率,以更好地应对配电线路的突发故障和配电终端的扩充需求。

Description

基于CAN总线的配电控制器
技术领域
本实用新型涉及配电控制领域,特别地,涉及一种基于CAN总线的配电控制器。
背景技术
配电自动化系统是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调和控制的一个集成系统。它是近几年来发展起来的新兴技术和领域,是计算机技术和通信技术在配电网监视与控制上的应用,其中,馈线自动化是实现配电自动化的主要内容,也是解决配电网供电质量和供电可靠性的主要环节。因此,作为配电自动化和馈线自动化的核心设备——配电终端,自然就成为了开发的热点,其性能与可靠性直接影响到整个配电自动化系统能否有效地发挥作用。
配电终端基于不同的应用场合分为了馈线终端(Feeder Terminal Unit,FTU)、配变终端(Distribution Transformer supervisory Terminal Unit,TTU)和开闭所监控终端(DistributionTerminal Unit,DTU,也称为站所终端),其中,DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关设备进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区的恢复供电,且同时具备各种通信能力,能够实时的将采集的数据上传至主站,从而实现环网柜、开闭所、箱式变电站远方测控的自动化功能,实现智能化。
现有的DTU的功能比较单一,组合能力弱,扩展接口有限,一般只具备测量功能,且在设计之初就确定好基本的功能模块,后续改进设计及更改不便,且费时费力。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种基于CAN总线的配电控制器,以解决现有的配电控制器的功能单一导致的应用受限、自适应性低及改进不便的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种基于CAN总线的配电控制器,包括:
测控装置,用于对配电线路上的电压信号和/或电流信号进行采样检测;
状态监测装置,用于对设于配电线路上的开关单元的状态进行监测;
接地故障检测装置,用于监测配电线路的单相接地故障;
测控装置、状态监测装置和接地故障检测装置经CAN总线通信连接。
进一步地,测控装置包括:
第一处理器,第一处理器连接有采样单元,采样单元包括:用于采集配电线路上电流的电流采样单元和/或用于采集配电线路上电压的电压采样单元。
进一步地,电流采样单元和/或电压采样单元经与第一处理器相连的AD采样芯片实现信号采样。
进一步地,第一处理器为DSP,电流采样单元和/或电压采样单元利用DSP自身的采样通道。
进一步地,第一处理器还设有遥测输出端口、遥测输入端口和通信端口中的至少一个。
进一步地,状态监测装置包括:
第二处理器,第二处理器连接有用于检测开关单元的触头温度的温度传感器、用于检测开关单元的环境湿度的湿度传感器和用于检测开关单元的线圈电流的电流检测单元中的至少一个。
进一步地,接地故障检测装置包括:
第三处理器,第三处理器经光电隔离单元连接用于检测配电线路的零序电流信号和零序电压信号的信号检测单元。
进一步地,CAN总线连接显示装置,测控装置、状态监测装置和接地故障检测装置经CAN总线共用显示装置。
进一步地,显示装置采用ARM处理器,ARM处理器连接有用于显示的显示屏。
本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型配电控制器,通过CAN总线通信连接测控装置、状态监测装置和接地故障检测装置,实现了现有的DTU的功能扩展,且各装置均采用独立的处理器,单独对数据采集和运算,提高了数据检测及处理的效率,以更好地应对配电线路的突发故障和配电终端的扩充需求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1是本实用新型优选实施例基于CAN总线的配电控制器的原理方框示意图;
图2是本实用新型优选实施例测控装置的结构示意图;
图3是本实用新型优选实施例状态监测装置的结构示意图;以及
图4是本实用新型优选实施例接地故障检测装置的结构示意图。
附图标记说明:
10、测控装置;11、第一处理器;12、采样单元;13、遥测输出端口;14、遥测输入端口;15、通信端口;16、电源;17、定时器;20、状态监测装置;21、第二处理器;22、温度传感器;23、湿度传感器;24、电流检测单元;30、接地故障检测装置;31、第三处理器;32、信号检测单元;33、光电隔离单元;40、CAN总线;50、显示装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1,本实用新型的优选实施例提供了一种基于CAN总线的配电控制器,该配电控制器包括:测控装置10、状态监测装置20、接地故障检测装置30,且测控装置10、状态监测装置20和接地故障检测装置30经CAN总线40通信连接。其中,测控装置10用于对配电线路上的电压信号和/或电流信号进行采样检测,以实现对配电线路上的供电状态进行实时监测;状态监测装置20用于对设于配电线路上的开关单元的状态进行监测,以检测配电终端处开关单元的工作状态;接地故障检测装置30用于监测配电线路的单相接地故障,以及时检测配电线路的单相接地故障。本实施例,通过CAN总线40通信连接测控装置10、状态监测装置20和接地故障检测装置30,实现了现有的DTU的功能扩展,且各装置均采用独立的处理器,单独对数据采集和运算,提高了数据检测及处理的效率,以更好地应对配电线路的突发故障和配电终端的扩充需求。
参照图2,本实施例中,测控装置10包括:第一处理器11,第一处理器11连接有采样单元12,采样单元12包括:用于采集配电线路上电流的电流采样单元和/或用于采集配电线路上电压的电压采样单元。由于配电终端处采样的线路数目和质量的要求比较高,本实施例中,优选地,配置有两块AD采样芯片,分别用于采集配电线路的电流信号和采集配电线路的电压信号。优选地,AD采样芯片采用AD7606芯片,此芯片提供8路同步采样,内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器和灵活的数字滤波器等,提供高质量的采样信号。优选地,本实施例中,第一处理器11采用DSP处理器,其中,电流采样单元和/或电压采样单元利用DSP自身的采样通道采样信号。本实施例中,第一处理器11连接有定时器17,AD采样芯片及DSP自身的采样通道均经该定时器17进行同步控制,以使得在出现故障调整线路时,即便同时采用两块AD采样芯片上的通道也不会出现由采样不同步问题而造成的CPU分析数据混乱等,避免造成不必要的误差和错误。
优选地,本实施例中,第一处理器11还设有遥测输出端口13、遥测输入端口14和通信端口15中的至少一个。其中,遥测输入端口14可选配,以接收遥控指令;遥测输出端口13可选配,以输出指令远程控制开关单元的合、分闸操作;本实施例中,通信端口15可采样以太网接口或者MODBUS通信接口等,以将检测数据传递给远程控制端。
本实施例中,第一处理器11设有直接供电的电源16,优选地,该电源16采用电池供电,更优选地,第一处理器11设有电池监测模块,以对供电电池的电量进行实时监测,从而确保测控装置10的可靠正常运行,在突发情况下,能够实时在本地端保存采样数据,以供维护人员的后续参考使用。
优选地,参照图3,本实施例中,状态监测装置20包括:第二处理器21,第二处理器21连接有用于检测开关单元的触头温度的温度传感器22、用于检测开关单元的环境湿度的湿度传感器23和用于检测开关单元的线圈电流的电流检测单元24中的至少一个。本实施例中,第二处理器21经RS485端口连接温度传感器22和湿度传感器23,以实现对开关单元的状态进行检测。
优选地,参照图4,本实施例中,接地故障检测装置30包括:第三处理器31,第三处理器31经光电隔离单元33连接用于检测配电线路的零序电流信号和零序电压信号的信号检测单元32。本实施例中,第三处理器31在故障发生瞬间对线路的零序电流和零序电压进行高速采样,再根据零序电流和零序电压波形的相位关系判断供电线路是否存在单相接地故障,以保障供电线路的正常运行。
优选地,参照图1,本实施例中,CAN总线40连接显示装置50,测控装置10、状态监测装置20和接地故障检测装置30经CAN总线40共用显示装置50。其中,显示装置50采用ARM处理器,ARM处理器连接有用于显示的显示屏。本实施例,通过经CAN总线40共用显示装置50,且各装置之间可互相通信,即可共用采样数据、遥测输入/输出信号、通信端口等,避免了重复采样,提高了系统的资源利用效率。更优选地,本实施例配电控制器,整体采用背板总线连接结构,其中,测控装置10、状态监测装置20、接地故障检测装置30和显示装置50均支持PNP(Plug-and-Play,即插即用)连接,以方便用户根据需要进行扩展,且易于维护和检修。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于CAN总线的配电控制器,其特征在于,包括:
测控装置(10),用于对配电线路上的电压信号和/或电流信号进行采样检测;
状态监测装置(20),用于对设于配电线路上的开关单元的状态进行监测;
接地故障检测装置(30),用于监测配电线路的单相接地故障;
所述测控装置(10)、所述状态监测装置(20)和所述接地故障检测装置(30)经CAN总线(40)通信连接。
2.根据权利要求1所述的配电控制器,其特征在于,
所述测控装置(10)包括:
第一处理器(11),所述第一处理器(11)连接有采样单元(12),所述采样单元(12)包括:用于采集配电线路上电流的电流采样单元和/或用于采集配电线路上电压的电压采样单元。
3.根据权利要求2所述的配电控制器,其特征在于,
所述电流采样单元和/或所述电压采样单元经与所述第一处理器(11)相连的AD采样芯片实现信号采样。
4.根据权利要求2所述的配电控制器,其特征在于,
所述第一处理器(11)为DSP,所述电流采样单元和/或所述电压采样单元利用所述DSP自身的采样通道。
5.根据权利要求2所述的配电控制器,其特征在于,
所述第一处理器(11)还设有遥测输出端口(13)、遥测输入端口(14)和通信端口(15)中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的配电控制器,其特征在于,
所述状态监测装置(20)包括:
第二处理器(21),所述第二处理器(21)连接有用于检测所述开关单元的触头温度的温度传感器(22)、用于检测所述开关单元的环境湿度的湿度传感器(23)和用于检测所述开关单元的线圈电流的电流检测单元(24)中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的配电控制器,其特征在于,
所述接地故障检测装置(30)包括:
第三处理器(31),所述第三处理器(31)经光电隔离单元(33)连接用于检测配电线路的零序电流信号和零序电压信号的信号检测单元(32)。
8.根据权利要求1至7任一所述的配电控制器,其特征在于,
所述CAN总线(40)连接显示装置(50),所述测控装置(10)、所述状态监测装置(20)和所述接地故障检测装置(30)经所述CAN总线(40)共用所述显示装置(50)。
9.根据权利要求8所述的配电控制器,其特征在于,
所述显示装置(50)采用ARM处理器,所述ARM处理器连接有用于显示的显示屏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104993596A (zh) * 2015-07-13 2015-10-21 上海电力学院 基于嵌入式多arm处理器的配电网自动化远方终端装置
CN105471111A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 智能节能配电系统

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