CN211014477U - 一种配电终端内置故障录波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配电终端内置故障录波装置，涉及电力系统技术领域，包括主板、背板及信号采样输入板，所述主板通过所述背板与所述信号采样输入板连接，所述主板用于实现故障录波的AD采样、主站通信，GPS定位及系统对时，同时包含电源转换，录波文件本地存储、本地读取，以及终端运行状态指示；所述背板用于连接所述主板与所述信号采样输入板；所述信号采样输入板用于实现电流电压的转换和高电压隔离，遥信信号的光电隔离。本实用新型应用于配网线路，与当前配电自动化终端DTU配合使用，并联采集母线电压，串接在DTU的电流采样回路，实现开关柜一进一出的录波要求。

Description

一种配电终端内置故障录波装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，特别涉及一种配电终端内置故障录波装置。

背景技术

配电网网架结构复杂，分布广泛，配电网一二次设备可靠性远低于主网设备，缺陷类型多，配电网故障占电网故障的80％以上，配电网故障分析亟需故障录波，但目前配电网缺乏故障录波装置。变电站故障录波装置安装在站出口，只能采集整条馈线的录波情况，不能获取馈线上开关的动作情况和分支的电流电压、开关动作情况，因此变电站故障录波装置不满足配网故障分析。全国配电网已安装了大量的配电自动化终端设备，普遍不具备故障录波功能，仅记录故障的SOE信息，未保存故障录波信息，未记录负荷、电压突变等时刻线路的信息，故障电流遥测信息15分钟上传主站一次且各终端采用网络同步误差大，因此配电终端普遍不能满足对配网线路故障做出详细分析判断的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种配电终端内置故障录波装置，为配电网线路故障分析提供基础数据。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种配电终端内置故障录波装置，包括主板、背板及信号采样输入板，所述主板通过所述背板与所述信号采样输入板连接，其中，

所述主板用于实现故障录波的AD采样、主站通信，GPS定位及系统对时，同时包含电源转换，录波文件本地存储、本地读取，以及终端运行状态指示；

所述背板用于连接所述主板与所述信号采样输入板；

所述信号采样输入板用于实现电流电压的转换和高电压隔离，遥信信号的光电隔离。

优选地，所述主板以微控制器为核心，所述微控制器连接有ADC采样模块、遥信输入模块、GPS定位模块、电源模块、存储模块及通信模块。

优选地，所述通信模块包括以太网通信模块、无线全网通模块及RS232通信模块。

优选地，所述存储模块包括SD卡存储模块及内存扩展模块。

优选地，所述微控制器还连接有状态指示灯及实时时钟模块。

本实用新型提供的配电终端内置故障录波装置，其有益效果在于：应用于配网线路，与当前配电自动化终端DTU配合使用，并联采集母线电压，串接在DTU的电流采样回路，实现开关柜一进一出的录波要求；实现各种短路故障类型、断线、系统过电压、负荷不平衡事件的记录和录波功能，支持多种启动元件，包括开关分合位、地刀等遥信变位，每一通道的电压越限、电压突变，电流越限、电流突变。

附图说明

图1为本实用新型配电终端内置故障录波装置的原理框图；

图2为ADC采样模块的电路原理图；

图3为GPS定位模块的电路原理图；

图4为无线全网通模块的电路原理图；

图5为开关信号转换的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型提出了一种配电终端内置故障录波装置，主要包括三个部分：主板、背板及信号采样输入板，其中，主板用于实现故障录波的AD采样、主站通信，GPS定位及系统对时，同时包含电源转换，录波文件本地存储、本地读取，以及终端运行状态指示；背板用于将主板与信号采样输入板连接起来；信号采样输入板用于实现电流电压的转换和高电压隔离，遥信信号的光电隔离。

主板以微控制器为核心，微控制器连接有ADC采样模块、遥信输入模块、GPS定位模块、电源模块、存储模块、通信模块、状态指示灯及实时时钟模块。本实施例的微控制器采用MK60DN512ZVLQ10芯片，其内置DSP乘法器，在单指令周期实现FFT运算。存储模块包括SD卡存储模块及内存扩展模块，实现录波文件本地存储、本地读取。

本实施例设有两组ADC采样模块，AD采样模块采用AD7606模拟采样芯片，最高实现4M采样速率，其前端连接两介低通滤波网络，具体电路如图2所示。

本实施例的GPS定位模块采用NEO-7M模块，具备GPS，GLONASS，Galileo和QZSS的Multi-GNSS引擎，支持有源天线，先进的RF架构和干扰抑制确保在GPS信号微弱的环境下也能实现最佳性能，其外围电路连接图如图3所示。

本实施例的通信模块包括以太网通信模块、无线全网通模块及RS232通信模块，其中，无线全网通模块采用SIM7100CE全网通模块，支持移动、联通、电信等主流运营商的2G、3G、4G网络制式，其外围电路连接图如图4所示。

信号采样输入板实现电压电流的隔离及转换，将220V的交流输入电压，接入2A:2mA的电流互感器，变为电流信号，经采样电阻变为电压信号输入到主板的ADC采样模块；将二次电流接入5A:2.5mA的电流互感器，将二次电流转化为小电流，经采样电阻变为电压信号输入到主板的ADC采样模块。同时将开关信号经过光电转换后变为IO状态输入到主板的遥信输入模块，具体转换电路原理图如图5所示。

本申请的配电终端内置故障录波装置，可以带电安装，将内置故障录波装置的电流回路串入配电终端的电流回路，具体实施方案，以IA回路为例，将配电终端电流端子排的测试端子下桩用测试线短接，避免CT开路。将IA’从上桩解开，接入内置故障录波装置的IA，然后将内置路障录波装置的IA’接入配电终端端子排上桩的IA’位置，实现串联接入。然后将测试线解开。

电压采样信号，将内置故障录波装置电压采样信号与配电终端的电压采样并联，将内置故障录波装置的开关分合位及地刀位置遥信与配电终端的遥信输入并联。将配电终端的装置电源DC48V接入内置故障录波装置的Power端子。

本申请的配电终端内置故障录波装置，应用于配网线路，与当前配电自动化终端DTU配合使用，并联采集母线电压，串接在DTU的电流采样回路，实现开关柜一进一出的录波要求。

具有以下优点：

1)8通道电流和8通道电压采样，支持配电线路20kA一次故障电流采样，采样率最大支持6.4kb/s，可捕获故障的暂态过程，满足配电终端一进一出的录波需求；

2)实现各种短路故障类型、断线、系统过电压、负荷不平衡事件的记录和录波功能，支持多种启动元件，包括开关分合位、地刀等遥信变位，每一通道的电压越限、电压突变，电流越限、电流突变；

3)根据配网线路的实际需求，将电流电压采样通道分配到两块采样板上，每块采样板支持IA、IB、IC、IO等4路电流，UA、UB、UC、UO等4路电压，以及分位、合位、地刀等遥信量的输入；

4)录波数据格式满足Comtrade1999《GBT22386-2008电力系统暂态数据交换通用格式》；

5)终端内置4G全网通模块及10/100M以太网接口，可通过101或104协议与录波主站通信，上报录波数据；

6)本地配置SD卡作为录波数据的大容量存储介质，可保存超过1000条的故障录波数据；

7)录波装置可采用配电终端直流电源作为系统运行电源，电流测量回路串接在配电终端的电流回路中，实现不停电的安装，安装调试方便。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种配电终端内置故障录波装置，其特征在于：包括主板、背板及信号采样输入板，所述主板通过所述背板与所述信号采样输入板连接，其中，

所述主板用于实现故障录波的AD采样、主站通信，GPS定位及系统对时，同时包含电源转换，录波文件本地存储、本地读取，以及终端运行状态指示；

所述背板用于连接所述主板与所述信号采样输入板；

所述信号采样输入板用于实现电流电压的转换和高电压隔离，遥信信号的光电隔离。

2.根据权利要求1所述的配电终端内置故障录波装置，其特征在于：所述主板以微控制器为核心，所述微控制器连接有ADC采样模块、遥信输入模块、GPS定位模块、电源模块、存储模块及通信模块。

3.根据权利要求2所述的配电终端内置故障录波装置，其特征在于：所述通信模块包括以太网通信模块、无线全网通模块及RS232通信模块。

4.根据权利要求2所述的配电终端内置故障录波装置，其特征在于：所述存储模块包括SD卡存储模块及内存扩展模块。

5.根据权利要求2-4任一所述的配电终端内置故障录波装置，其特征在于：所述微控制器还连接有状态指示灯及实时时钟模块。

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