CN208297656U - 一种配电网故障线路检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种配电网故障线路检测装置，包括电压互感器和电流互感器，分别与A/D转换单元相连，从电网上得到电压、电流信号转换成适合所述A/D转换单元的交流小信号；DSP处理单元、ZigBee无线收发单元和太阳能电池板，采用低功耗的ZigBee无线收发单元进行无线通信时，具备路由功能，它不仅可以上传本地线路上的电压、电流数据，而且还可以为其它相邻数据采集装置的信息提供路由服务，同时本地DSP处理的结果还可以通过ZigBee无线收发单元通过无线通信传递给远程协调器，以便远方终端可以实施对配电线路的在线监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网故障线路检测装置。
背景技术
目前传统的应用于配电网故障线路检测装置，其造价比较昂贵，体积也比较庞大，显得比较笨重，部署检测装置的时候一般需要在要在检测的区域布线，这样会使得在电源供给困难的检测区域较难部署，并且在一些人烟稀少或人很难接近的区域和一些特殊场合(如发生自然灾害时，固定通信网络被破坏)等也很难进行检测。
同时，传统的配电网故障线路检测装置由于工作地点的不确定、原预留端口不够用、突发性事故现场等情况下适用性差，使其应用在一定程度上受到限制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种配电网故障线路检测装置，使用灵活，且成本低，能够快速的检测出配电网线路的故障。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型提供了一种配电网故障线路检测装置，包括：
电压互感器和电流互感器，分别与A/D转换单元相连，从电网上得到电压、电流信号转换成适合所述A/D转换单元的交流小信号；
DSP处理单元，从所述A/D转换单元上读取交流小信号，并进行数据处理；
ZigBee无线收发单元，将数据处理的结果通过串口，以无线的方式发射出去；并采集电压、电流的原始数据保存到SD储存卡中；同时通过UART 引脚以故障指示灯亮的形式显示出来；
太阳能电池板，经太阳能充电器单元给蓄电池充电，所述蓄电池通过电平转换单元分别给所述A/D转换单元、DSP处理单元和所述故障指示灯充电。
进一步，所述DSP处理单元包括信号处理主芯片TMS320F2812和高精度的数据采集ADS8364芯片。
进一步，所述ZigBee无线收发单元的接口电路由CC2530芯片、外围电路和射频前端芯片CC2591组成。
进一步，所述太阳能充电器单元以LT36521C芯片为控制核心，所述太阳能充电器单元的INPUT端口通过所述太阳能电池板接收电能，并通过 OUTPUT端口输出。
进一步，所述电平转换单元采用能够满足各个模块单元对不同等级电压需求的LM2576S5.0与LM1117-3.3稳压芯片。
进一步，所述故障指示灯通过电磁开关来控制指示灯，当线路电压、电流超出阈值时，所述DSP处理单元通过引脚来控制电磁开关，从而来点亮红色指示灯。
本实用新型的有益效果为：采用低功耗的ZigBee无线收发单元进行无线通信时，具备路由功能，它不仅可以上传本地线路上的电压、电流数据，而且还可以为其它相邻数据采集装置的信息提供路由服务，同时本地 DSP处理的结果还可以通过ZigBee无线收发单元通过无线通信传递给远程协调器，以便远方终端可以实施对配电线路的在线监测。
附图说明
图1为本实用新型的一种配电网故障线路检测装置整体结构示意图；
图2为ADS83364与TMS320F2812单元接口的电路图；
图3为ZigBee无线收发单元接口的电路图；
图4为太阳能充电器单元的电路图；
图5为电平转换单元的电路图；
图6为故障指示灯的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，一种配电网故障线路检测装置，包括：
电压互感器1和电流互感器2，分别与A/D转换单元3相连，从电网上得到电压、电流信号转换成适合所述A/D转换单元3的交流小信号；
DSP处理单元4，从所述A/D转换单元3上读取交流小信号，并进行数据处理；
ZigBee无线收发单元6，将数据处理的结果通过串口，以无线的方式发射出去；并采集电压、电流的原始数据保存到SD储存卡5中；同时通过UART引脚以故障指示灯7亮的形式显示出来；
太阳能电池板11，经太阳能充电器单元10给蓄电池9充电，所述蓄电池9通过电平转换单元8分别给所述A/D转换单元3、DSP处理单元4 和所述故障指示灯7充电。
所述DSP处理单元4包括信号处理主芯片TMS320F2812和高精度的数据采集AD8364芯片。从而完成对现场电信号的采集和处理。
所述ZigBee无线收发单元6的接口电路由CC2530芯片、外围电路和射频前端芯片CC2591组成。由于CC2530芯片内部已经集成了许多必要电路，因此只需较少的外围电路便能实现信号的收发功能，TMS320LF2812 与ZigBee无线收发单元6则通过各自的串口RX与TX进行数据通信。
所述太阳能充电器单元10以LT36521C芯片为控制核心，所述太阳能充电器单元10的INPUT端口通过所述太阳能电池板11接收电能，并通过 OUTPUT端口输出。LT36521C芯片可实现太阳能跟踪、单块式补偿蓄电池充电的能力，在LT3652由单块太阳能电池板供电时，其输入调节回路能确保在最大输出功率下工作，充分体现出这一新型太阳能充电器单元的优越特性。
所述电平转换单元8采用能够满足各个模块单元对不同等级电压需求的LM2576S5.0与LM1117-3.3稳压芯片。可将蓄电池上的12V电源转换为 5V和3.3V不同等级的电压，以满足各个模块单元对不同等级电压的需求。
所述故障指示灯7通过电磁开关来控制指示灯，当线路电压、电流超出阈值时，所述DSP处理单元4通过引脚来控制电磁开关，从而来点亮红色指示灯。
请参阅图2，ADS8364的六个通道分别用来采样三相交流电压、电流信号，ADS8364的外部引脚，控制启动A/D转换单元3。同时，将三个转换启动引脚与DSP处理单元4的GPIOA0引脚相连，作为一个启动转换控制端，可以实现六通道同步采样。ADS8364的时钟信号由DSP处理单元 4提供，A/D转换单元3完成后即在ADS8364的引脚产生一个低电平信号，从而触发DSP处理单元4的外部中断，此时DSP处理单元4立即产生A/D 片选信号，同时访问预先为ADS8364设定好的地址，开始读取A/D转换单元3后寄存器里的数据，读取模式为CYCLE循环模式，顺序为CHA0、CHA1、 CHB0、CHB1、CHC0，CHC1。DSP处理单元4从A/D转换单元3上读取转换结果并进行相关处理分析，如果判断线路电压、电流值超出阈值，DSP处理单元4就会将故障信息封装成一条ZigBee帧信息，然后通过串口RX、 TX传输到ZigBee无线收发单元6上并将故障信息以射频方式发送出去，如图3。并将采集的电压、电流原始数据保存到存SD存储卡5中。DSP处理单元4通过UART引脚控制故障指示灯7中指示灯闪烁，如图6。以便工作人员及时了解配电网线路状况。
如图4和图5，蓄电池9经电平转换单元8可以转换成不同等级的电压，为该装置的各个模块单元提供工作时所需要的能量，保证了装置的正常运行。同时，在阳光充足时，可以通过太阳能电池板11经太阳能充电器模块10给蓄电池9充电，从而可以保证蓄电池9充足的电量。
该配电网故障线路检测装置：
1)该装置采用TMS320F2812DSP和高精度数据采集芯片AD8364完成对现场电信号的采集、分析和处理，并通过高可靠性ZigBee无线收发单元实现DSP与远方终端间的无线通信，完成数据的传输。当线路有故障发生时，可将分析结果保存于SD存储卡中，并通过指示灯灯亮显示故障线路；
2)采用Mesh网络结构的ZigBee网络具有对网络结构进行动态调整的能力，配合高冗余性的网络结构可实现网络的“自愈”功能，省去了布线环节，节约了大量的精力和成本；
3)LT36521C的充电电流高达2A，可编程。一次充电结束，LT36521C 可自动进入小电流备用模式，可使输入的供电电流减少至85μA。关闭时输入的偏置电流降低到15μA。LT36521C在整个非充电周期内，仅从蓄电池消耗<1μA的电流，能使蓄电池的使用寿命最长。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种配电网故障线路检测装置，其特征在于，包括：
电压互感器(1)和电流互感器(2)，分别与A/D转换单元(3)相连，从电网上得到电压、电流信号转换成适合所述A/D转换单元(3)的交流小信号；
DSP处理单元(4)，从所述A/D转换单元(3)上读取交流小信号，并进行数据处理；
ZigBee无线收发单元(6)，将数据处理的结果通过串口，以无线的方式发射出去；并采集电压、电流的原始数据保存到SD储存卡(5)中；同时通过UART引脚以故障指示灯(7)亮的形式显示出来；
太阳能电池板(11)，经太阳能充电器单元(10)给蓄电池(9)充电，所述蓄电池(9)通过电平转换单元(8)分别给所述A/D转换单元(3)、DSP处理单元(4)和所述故障指示灯(7)充电。
2.根据权利要求1所述的一种配电网故障线路检测装置，其特征在于：所述DSP处理单元(4)包括信号处理主芯片TMS320F2812和高精度的数据采集ADS8364芯片。
3.根据权利要求1所述的一种配电网故障线路检测装置，其特征在于：所述ZigBee无线收发单元(6)的接口电路由CC2530芯片、外围电路和射频前端芯片CC2591组成。
4.根据权利要求1所述的一种配电网故障线路检测装置，其特征在于：所述太阳能充电器单元(10)以LT36521C芯片为控制核心，所述太阳能充电器单元(10)的INPUT端口通过所述太阳能电池板(11)接收电能，并通过OUTPUT端口输出。
5.根据权利要求1所述的一种配电网故障线路检测装置，其特征在于：所述电平转换单元(8)采用能够满足各个模块单元对不同等级电压需求的LM2576S5.0与LM1117-3.3稳压芯片。
6.根据权利要求1所述的一种配电网故障线路检测装置，其特征在于：所述故障指示灯(7)通过电磁开关来控制指示灯，当线路电压、电流超出阈值时，所述DSP处理单元(4)通过引脚来控制电磁开关，从而来点亮红色指示灯。
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