CN204145075U - 一种配电网自动化终端监控装置及监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种配电网自动化终端监控装置，用于针对配电设备进行监控，包括处理器板卡、互感器采样板卡和输入/输出控制板卡；互感器采样板卡上设置互感器检测输入电路，处理器板卡上设置相互连接的处理器模块和交流采样电路，输入/输出控制板卡上设置开关量输入/输出转换电路；将硬件结构进行板卡式划分分布，且板卡间采用总线通信协议进行通信，避免了传统硬件一体化设计，能够有效提高工作效率和系统的可维护性；本实用新型还涉及基于配电网自动化终端监控装置的监控系统，通过组合架构方式，针对多个配电设备实现了组网监控模式，实现了各个被监控配电设备数据间的交互与通信，能够适用于各种不同的监控要求。

Description

一种配电网自动化终端监控装置及监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种配电网自动化终端监控装置及监控系统。

背景技术

配电网自动化终端监控装置实现针对诸如环网柜、常规的开闭所（站）、小型开闭所、小型变电站、箱式变电站、馈线开关或配电变压器的监控，但是现有的配电网自动化终端监控装置针对配电设备的监控过程，只能局限于该配电网自动化终端监控装置与其对应的被监控的配电设备之间，即该配电网自动化终端监控装置针对该监控配电设备进行监控过程中，监控数据只在该配电网自动化终端监控装置中进行传输处理，缺乏针对监控数据的综合应用，使得现有的配电网自动化终端监控装置在应用方面具有很大的局限性，并且现有的配电网自动化终端监控装置结构较为复杂，各硬件结构采用一体化设计，缺乏灵活性，对于装置的实际应用与后期维护缺乏灵活性。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种针对现有技术进行改进，将硬件结构进行板卡式划分分布，能够有效提高实际工作效率的配电网自动化终端监控装置。

与此相应，针对上述技术问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于本实用新型设计配电网自动化终端监控装置，通过组合架构方式实现组网监控，能够大大提高针对配电设备监控全面性和准确性的配电网自动化终端监控装置的监控系统。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种配电网自动化终端监控装置，用于针对配电设备进行监控，包括处理器板卡、互感器采样板卡和输入/输出控制板卡；互感器采样板卡上设置互感器检测输入电路，处理器板卡上设置相互连接的处理器模块和交流采样电路，输入/输出控制板卡上设置开关量输入/输出转换电路；所述交流采样电路通过第一总线与互感器检测输入电路相连接进行通信，处理器模块通过第二总线与开关量输入/输出转换电路相连接进行通信。 

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的网络通信模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的存储模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述处理器板卡上还设置FPGA控制电路，所述处理器模块经FPGA控制电路与存储模块相连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述互感器采样板卡上还设置信号放大电路，所述互感器检测输入电路、信号放大电路、第一总线、所述交流采样电路依次相连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括连接在所述处理器模块与所述开关量输入/输出转换电路之间的备用总线。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的配置总线。

本实用新型所述一种配电网自动化终端监控装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置，针对现有技术进行改进，将硬件结构进行板卡式划分分布，且板卡间采用总线通信协议进行通信，避免了传统硬件一体化设计，能够有效提高实际应用过程中，硬件灵活多样的控制，并且针对装置的后期维护，可以实现多板卡的分别维护，有效提高了工作效率；

（2）本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置中，还设计了网络通信模块，便于配电网自动化终端监控装置针对监控数据或处理数据实现与其它设备间的数据通信，大大提高了数据的应用与共享范围，为实现更大范围的设备监控与通信奠定了基础；

（3）本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置中，还设计引入了存储模块，实现对监控数据、处理数据的存储，便于工作人员的查看；并且针对存储模块，设计引入了FPGA控制电路，能够根据实际应用需要，针对存储模块实现了更加科学的管理与控制，针对配电设备的监控实现了在线监控模式和离线线控模式，有效提高了工作效率；

（4）本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置中，针对互感器采样板卡，还设计引入信号放大电路，针对被监控配电设备的检测信号进行放大，再将该信号传递给交流采样电路，能够大大提高针对配电设备进行监控的数据准确性；

（5）本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置中，还针对处理器模块与开关量输入/输出转换电路之间，设计了备用总线，实现冗余传输，有效保证了两者之间数据信号传递的稳定性与准确性；并且针对处理器板卡，还设计了配置总线，便于使用者针对配电网自动化终端监控装置实现数据的配置与测试，实现个性化控制，能够适用于各种应用场景。

与此相应，本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型还设计了一种基于本实用新型设计配电网自动化终端监控装置的监控系统，包括至少两台配电网自动化终端监控装置，被监控配电设备的数量与配电网自动化终端监控装置的数量相一致，各台配电网自动化终端监控装置分别一对一针对各台被监控配电设备实现监控，且各台配电网自动化终端监控装置通过所述各自的网络通信模块构成配电网自动化终端分层监控系统或配电网自动化终端主从机监控系统， 

其中，配电网自动化终端分层监控系统还包括总监控终端，各台配电网自动化终端监控装置通过各自的网络通信模块分别与总监控终端进行通信；

配电网自动化终端主从机监控系统中，其中一台配电网自动化终端监控装置作为主机，其余配电网自动化终端监控装置作为从机，各台从机分别与主机之间通过各自的网络通信模块进行相互间的数据通信。

本实用新型所述一种基于配电网自动化终端监控装置的监控系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本实用新型设计基于配电网自动化终端监控装置的监控系统，基于本实用新型设计配电网自动化终端监控装置，基于各个装置中的网络通信模块，通过组合架构方式，针对多个配电设备实现了组网监控模式，实现了各个被监控配电设备数据间的交互与通信，并且实现了数据的综合性分析，大大提高了针对配电设备监控全面性和准确性；并且具体设计实现了不同的组网架构模式，能够适用于各种不同的监控要求。

附图说明

图1是本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置的功能模块结构示意图；

图2是本实用新型设计基于配电网自动化终端监控装置的配电网自动化终端分层监控系统架构示意图；

图3是本实用新型设计基于配电网自动化终端监控装置的配电网自动化终端主从机监控系统架构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。 

如图1所示，本实用新型设计一种配电网自动化终端监控装置，用于针对配电设备进行监控，包括处理器板卡、互感器采样板卡和输入/输出控制板卡；互感器采样板卡上设置互感器检测输入电路，处理器板卡上设置相互连接的处理器模块和交流采样电路，输入/输出控制板卡上设置开关量输入/输出转换电路；所述交流采样电路通过第一总线与互感器检测输入电路相连接进行通信，处理器模块通过第二总线与开关量输入/输出转换电路相连接进行通信；其中，互感器检测输入电路检测并接收被监控配电设备的检测信号，然后通过第一总线经交流采样电路传输给处理器模块进行处理分析，同时，处理器模块通过第二总线对开关量输入/输出转换电路收发控制命令和数据信息；本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置，针对现有技术进行改进，将硬件结构进行板卡式划分分布，且板卡间采用总线通信协议进行通信，避免了传统硬件一体化设计，能够有效提高实际应用过程中，硬件灵活多样的控制，并且针对装置的后期维护，可以实现多板卡的分别维护，有效提高了工作效率。

基于以上配电网自动化终端监控装置技术方案的基础之上，本实用新型还设计了如下优选技术方案：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的网络通信模块，便于配电网自动化终端监控装置针对监控数据或处理数据实现与其它设备间的数据通信，大大提高了数据的应用与共享范围，为实现更大范围的设备监控与通信奠定了基础；所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的存储模块，引入存储模块，实现对监控数据、处理数据的存储，便于工作人员的查看，并且针对存储模块，设计引入了FPGA控制电路，所述处理器板卡上还设置FPGA控制电路，所述处理器模块经FPGA控制电路与存储模块相连接，能够根据实际应用需要，针对存储模块实现了更加科学的管理与控制，针对配电设备的监控实现了在线监控模式和离线线控模式，有效提高了工作效率；并且针对互感器采样板卡，还设计引入信号放大电路，所述互感器采样板卡上还设置信号放大电路，所述互感器检测输入电路、信号放大电路、第一总线、所述交流采样电路依次相连接，所述互感器检测输入电路经信号放大电路后、通过第一总线与所述交流采样电路进行通信，针对被监控配电设备的检测信号进行放大，再将该信号传递给交流采样电路，能够大大提高针对配电设备进行监控的数据准确性；不仅如此，还针对处理器模块与开关量输入/输出转换电路之间，设计了备用总线，实现冗余传输，有效保证了两者之间数据信号传递的稳定性与准确性；并且针对处理器板卡，还设计了配置总线，便于使用者针对配电网自动化终端监控装置实现数据的配置与测试，实现个性化控制，能够适用于各种应用场景。

与此相应，如图2和图3所示，本实用新型设计一种基于本实用新型设计配电网自动化终端监控装置的监控系统，包括至少两台配电网自动化终端监控装置，被监控配电设备的数量与配电网自动化终端监控装置的数量相一致，各台配电网自动化终端监控装置分别一对一针对各台被监控配电设备实现监控，且各台配电网自动化终端监控装置通过所述各自的网络通信模块构成配电网自动化终端分层监控系统或配电网自动化终端主从机监控系统， 

其中，配电网自动化终端分层监控系统还包括总监控终端，各台配电网自动化终端监控装置通过各自的网络通信模块分别与总监控终端进行通信；

配电网自动化终端主从机监控系统中，其中一台配电网自动化终端监控装置作为主机，其余配电网自动化终端监控装置作为从机，各台从机分别与主机之间通过各自的网络通信模块进行相互间的数据通信。

基于以上设计的技术方案，本实用新型设计的配电网自动化终端监控装置在实际的应用过程中，配电网自动化终端监控装置，用于针对配电设备进行监控，包括处理器板卡、互感器采样板卡和输入/输出控制板卡；互感器采样板卡上设置相互连接的互感器检测输入电路和信号放大电路，处理器板卡上设置了存储模块、处理器模块、以及分别与处理器模块相连接的交流采样电路、网络通信模块和FPGA控制电路，输入/输出控制板卡上设置开关量输入/输出转换电路；处理器模块经FPGA控制电路与存储模块相连接；所述互感器检测输入电路经信号放大电路后、通过第一总线与所述交流采样电路进行通信，处理器模块通过第二总线与开关量输入/输出转换电路进行通信；其中，互感器检测输入电路检测并接收被监控配电设备的检测信号，然后经信号放大电路通过第一总线经交流采样电路传输给处理器模块进行处理分析，同时，处理器模块通过第二总线对开关量输入/输出转换电路收发控制命令和数据信息，所述处理器模块与所述开关量输入/输出转换电路之间设置备用总线，并且处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的配置总线；实际应用中，第一总线、备用总线和配置总线采用RS485总线，第二总线采用CAN总线，处理器模块采用DSP处理器模块，网络通信模块采用以太网通信模块，实际应用中，配电网自动化终端监控装置针对各台被监控配电设备实现一对一监控，其中，互感器采样板卡上的互感器检测输入电路检测并接收被监控配电设备的检测信号，对该检测信号进行模数转化，然后经信号放大电路对信号进行放大，再通过RS485总线经交流采样电路传输给DSP处理器模块进行处理分析，同时，DSP处理器模块通过CAN总线对开关量输入/输出转换电路收发控制命令和数据信息，DSP处理器在对信号数据进行处理、分析的同时，可以通过FPGA控制电路将数据写入到存储模块，并通过FPGA控制电路实现对存储模块的管理与控制，便于工作人员对数据的查看，针对配电设备的监控实现了在线监控模式和离线线控模式，不仅如此，设计的FPGA控制电路还可根据DPS处理器的处理状态针对设备上指示灯实现相应控制，指示灯在实际应用中，可以采用LED灯去实现；同时该设计的配电网自动化终端监控装置能够通过其自身的以太网通信模块实现与其它设备间的通信。

基于以上配电网自动化终端监控装置设计的技术方案，本实用新型设计基于配电网自动化终端监控装置的监控系统在实际的应用过程中，包括至少两台配电网自动化终端监控装置，被监控配电设备的数量与配电网自动化终端监控装置的数量相一致，各台配电网自动化终端监控装置分别一对一针对各台被监控配电设备实现监控，且各台配电网自动化终端监控装置通过所述各自的网络通信模块构成配电网自动化终端分层监控系统或配电网自动化终端主从机监控系统。 

其中，配电网自动化终端分层监控系统还包括总监控终端，各台配电网自动化终端监控装置通过各自的网络通信模块分别与总监控终端进行通信，即该系统包括多层监控架构，各台配电网自动化终端监控装置分别一对一针对各台被监控配电设备实现监控，然后各台配电网自动化终端监控装置通过各自的网络通信模块分别与总监控终端进行通信，这其中，各台配电网自动化终端监控装置可以先对各自监控的配电设备进行监控，并对数据进行处理分析，然后再通过网络通信模块，即通过以太网通信模块上传给总监控终端；还有一种模式是，各台配电网自动化终端监控装置可以先对各自监控的配电设备进行监控，但是不对数据进行任何处理分析，然后直接通过网络通信模块，即通过以太网通信模块上传给总监控终端，交由总监控终端进行数据的处理与分析；这两种模式下，各台配电网自动化终端监控装置对各自监控的配电设备进行监控的同时，可以对监控数据进行存储，以便日后的查询。

配电网自动化终端主从机监控系统中，其中一台配电网自动化终端监控装置作为主机，其余配电网自动化终端监控装置作为从机，各台从机分别与主机之间通过各自的网络通信模块进行相互间的数据通信，即实际应用过程中，在多台配电网自动化终端监控装置中，可以选择一个或多个配电网自动化终端监控装置作为主机，其余配电网自动化终端监控装置作为从机，主机针对其监控的配电设备进行监控，并对数据进行处理分析，对于从机来说，同样具有两种模式，一种是其余的从机对各自监控的配电设备进行监控，并对数据进行处理分析，然后再通过网络通信模块，即通过以太网通信模块上传给主机，交由主机对数据进行综合的分析处理；另一种模式是，其余的从机对各自监控的配电设备进行监控，但是并不对数据进行任何处理分析，直接通过网络通信模块，即通过以太网通信模块上传给主机，交由主机对数据进行综合的分析处理。

基于以上设计配电网自动化终端监控装置的监控系统在实际应用过程当中，基于各个配电网自动化终端监控装置中的网络通信模块，通过组合架构方式，针对多个配电设备实现了组网监控模式，实现了各个被监控配电设备数据间的交互与通信，并且实现了数据的综合性分析，大大提高了针对配电设备监控全面性和准确性；并且具体设计实现了不同的组网架构模式，能够适用于用于配电网中的环网柜、小型开闭所等多线路采集场所的监控终端产品，且整个系统具备遥信、遥测、遥控、保护、通信等功能，并且能够与配电网自动化主站和子站系统实时通信，实现线路的环网柜、小型开闭所等设备状态和电能量采集、遥测量实时监控、本地/远程控制等功能，从而实现故障检测、故障区域定位、隔离，以及非故障区域恢复供电，有效提高供电可靠性；对电网进行谐波分析，并控制有源滤波器进行动态抑制谐波、补偿无功。而且与上级主站通信配合可以实现FA馈线保护、DA保护功能；在与上级设备通信中断的情况下，根据预先设定的保护参数、逻辑条件，配合重合器、断路器、负荷开关等受控设备实现故障的快速隔离与供电恢复。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种配电网自动化终端监控装置，用于针对配电设备进行监控，其特征在于：包括处理器板卡、互感器采样板卡和输入/输出控制板卡；互感器采样板卡上设置互感器检测输入电路，处理器板卡上设置相互连接的处理器模块和交流采样电路，输入输出控制板卡上设置开关量输入/输出转换电路；所述交流采样电路通过第一总线与互感器检测输入电路相连接进行通信，处理器模块通过第二总线与开关量输入/输出转换电路相连接进行通信。

2.根据权利要求1所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的网络通信模块。

3.根据权利要求2所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的存储模块。

4.根据权利要求3所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：所述处理器板卡上还设置FPGA控制电路，所述处理器模块经FPGA控制电路与存储模块相连接。

5.根据权利要求2所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：所述互感器采样板卡上还设置信号放大电路，所述互感器检测输入电路、信号放大电路、第一总线、所述交流采样电路依次相连接。

6.根据权利要求2所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：还包括连接在所述处理器模块与所述开关量输入/输出转换电路之间的备用总线。

7.根据权利要求2所述一种配电网自动化终端监控装置，其特征在于：所述处理器板卡上还设置与所述处理器模块相连接的配置总线。

8.一种基于权利要求2至7中任意一项所述一种配电网自动化终端监控装置的监控系统，其特征在于：包括至少两台配电网自动化终端监控装置，被监控配电设备的数量与配电网自动化终端监控装置的数量相一致，各台配电网自动化终端监控装置分别一对一针对各台被监控配电设备实现监控，且各台配电网自动化终端监控装置通过所述各自的网络通信模块构成配电网自动化终端分层监控系统或配电网自动化终端主从机监控系统； 

其中，配电网自动化终端分层监控系统还包括总监控终端，各台配电网自动化终端监控装置通过各自的网络通信模块分别与总监控终端进行通信；

配电网自动化终端主从机监控系统中，其中一台配电网自动化终端监控装置作为主机，其余配电网自动化终端监控装置作为从机，各台从机分别与主机之间通过各自的网络通信模块进行相互间的数据通信。