CN2879504Y - 一种简捷型多功能配网自动化系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及配网中检测及控制系统，具体说是一种简捷型多功能配网自动化系统。本实用新型要克服现有技术存在的不具备准确检测单相接地故障、施工难度大、造价高、维护困难，不能保证系统正常稳定运行的缺点。其技术方案是包括测试信号发生装置、接地点故障巡查装置和安装在线路断路器上的FTU装置，所述的FTU包括电源模块、采样模块、数据处理模块、通讯模块，其中的采样模块与数据处理模块连接，所述的数据处理模块的接口与通讯模块的接口连接。本实用新型可随时掌握线路运行状态，并可远程控制断路器分合实现负荷调控，当发生相间断路及单相接地故障时，可快速确定单相接地故障点，控制故障区段的隔离和切除。

Description

一种简捷型多功能配网自动化系统
一、技术领域：
本实用新型涉及配网中检测及控制系统，具体说是一种简捷型多功能配网自动化系统。
二、技术背景：
随着市场观念的转变和电力发展的需求，配网自动化的实现已经成为供电企业十分紧迫的任务。根据目前现有的配网自动化装置的运行情况来看，仍有一些遗留问题有待解决。首先现有的配网自动化系统都不具备准确检测单相接地故障的功能，这对配网中故障率排第一位的单相接地故障来说显然是一个急待解决的问题；其次，现有的配网自动化设备的通讯网络都是通过双绞线或光缆连接，完成数据传输，其施工难度大、造价高、维护困难，从其运行结果来看不能保证系统正常稳定运行。
三、发明内容：
本实用新型要克服现有技术存在的不具备准确检测单相接地故障、施工难度大、造价高、维护困难，不能保证系统正常稳定运行的缺点。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种简捷型多功能配网自动化系统，包括测试信号发生装置11和接地点故障巡查装置12，其特殊之处在于：还包括安装在线路断路器上的FTU装置13，所述的FTU包括电源模块1、采样模块2、数据处理模块3、通讯模块4，其中的采样模块2与数据处理模块3连接，所述的数据处理模块3的接口与通讯模块4的接口连接。
上述的FTU装置13设置在电磁屏蔽的金属外壳内。
上述电源模块1为将磁场能量转换为电能的互感器，采样模块2为设在断路器内部的电流互感器、I-V变换电路及滤波电路，它包括型号为4052的芯片U8和型号为CS5460的芯片U22及其它们外围的典型电路，其中U8的数据接口与数据处理模块3相接；所述数据处理模块3主要包括型号为STC89C54的芯片U2及其外围的典型电路，其中U2的数据接口与采样模块2相接，数据处理模块3中U2的通讯接口与通讯模块4的接口连接。
上述的通讯模块4为工业级gsm手机模块TC35。
本实用新型相对于现有技术，其优点如下：
1、本实用新型运行中可维护性好，可带电更换，安装方便。
2、本实用新型增加了通讯模块，采用移动公网通讯方式，与传统的配网自动化系统的通讯方式不同，其安装、维护方便，成本低。
3、本实用新型不仅检测出相间短路故障区段，也可检测出单相接地故障点。
4、本实用新型中FTU装置可通过通讯模块接受软件管理系统的控制命令，并控制断路器分合，可将故障区段隔离或切除，从而达到快速排除故障得目的。
四、附图说明：
图1为本实用新型的各部分连接结构示意图；
图2为本实用新型的FTU装置的原理图；
图3为本实用新型的单相接地故障区段判断示意图；
图4为本实用新型的单相接地故障点判断示意图；
图5为本实用新型的相间短路故障判断示意图。
五、具体实施方式：
下面将结合附图对本实用新型作详细说明：
单相接地故障检测：在配网线路中，正常工作时流过中性点的电流一般小于10A，但发生单相接地时流过中性点的电流立刻会增大，安装于变电站内的测试信号发生装置A可向线路中性点注入检测信号，安装在线路上的FTU装置13一直对线路上的电流实时检测，当FTU检测到检测信号时内部的单片微机会对发生单相接地故障时的实际时间、及测试信号大小进行记录，并将结果保存于EEPROM。利用手机模块传送记录上位微机中，利用处理程序将各个FTU装置的记录结果进行分析处理，从而确定出单相接地故障区段的位置。此时线路维护人员可到故障区段利用手持式接地点故障巡查装置12确定单相接地故障点。
相间短路故障检测：在配网线路中，正常工作电流一般小于500A，而短路时电流一般大于800A，短路电流持续时间几十毫秒，本实用新型系统即根据以上特点对配网线路中的电流进行实时检测，当发生短路时FTU内部比较电路立刻给单片微机送出一个信号，单片微机可对短路发生时的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPROM。利用手机模块传送记录上位微机中，利用处理程序将各个FTU装置的记录结果进行分析处理，从而确定出短路点的位置。
参见图1和图2，本实用新型系统由测试信号发生装置11、FTU装置13、接地点故障巡查装置12构成：
一：测试信号发生装置11：安装于变电站内，当线路发生单相接地故障时，该装置可向线路中性点注入检测信号，用于FTU装置13进行检测。
二：FTU装置13设置在电磁屏蔽的金属外壳内，包括电源模块1、采样模块2、数据处理模块3和通讯模块4：
所说的电源模块1为将磁场能量转换为电能的互感器。它为整个装置的工作提供能量，在线路电流正常时，由互感器将线路的磁场能量转换为电能，使装置电路正常工作，并对内置的锂电池进行浮充；当线路发生停电后，利用锂电池使装置继续正常工作约24小时。
所说的采样模块2为设在断路器内部的电流互感器、I-V变换电路及滤波电路，它主要包括型号为4052的芯片U8和型号为S450的芯片U22及其它们外围的典型电路，其中U8的数据接口与数据处理模块3相接。本模块利用电流互感器及I-V变换电路将线路中的电流信号转变成电压信号并送到数据处理模块3。
所说的数据处理模块3主要包括型号为STC89C54的芯片U2及其外围的典型电路，其中U2的数据接口与采样模块2相接，数据处理模块3中U2的通讯接口与通讯模块4的接口连接。本模块可以对采样模块2送来的电压信号进行滤波处理、AD变换并利用单片微机进行分析处理，判断是否发生单相接地，并对单相接地发生时的实际时间及测试信号大小进行记录，并将结果保存于EEPROM。
所说的通讯模块4是工业级gsm手机模块TC35，它可以完成装置与上位微机的通讯。
所说的FTU装置13可在线检测线路运行状况，并将检测信息发送到后台管理系统，集保护(线路过流或短路接地故障时可准确判断并发出指令)、通讯(利用移动公网，将信号上传监控中心)、远动(远程控制开关分合)、直流源(给本身及开关的分合提供电源)于一体。
三、接地点故障巡查装置12：为手持可移动测量装置，用于确定单相接地故障点在线路正常运行时，可检测线路负荷电流大小。
参见图3和图4，本实用新型在配网线路中每隔一段距离安装一个，在线路发生单相接地点时将同时产生故障记录，GSM短消息将各装置的记录进行采集，在上位微机用程序分析出单相接地故障区段。此时再利用接地点故障巡查装置12来判断单相接地故障点。
利用电流互感器及I-V变换电路将线路中的电流转变成电压信号，此电压信号在600A以下正比于线路电流，此电压信号经过滤波电路将50Hz的工频信号滤掉并对剩下的测试信号放大将此电压信号进行AD变换，利用单片微机对AD变换值进行处理：比较其是否大于设定的门限值，如果大于则判定线路单相接地，否则继续进行采样比较循环。
当判定线路发生单相接地后，单片微机对发生的实际时间、及所测的测试信号大小进行记录，并将结果保存于EEPROM。本装置可存储最近一条单相接地故障记录，每条记录在掉电情况下可保存十年以上，EEPROM可改写10万次。
参见图5，在配网线路中，正常工作电流一般小于500A，而短路时电流一般大于800A，短路电流持续时间几十毫秒，本实用新型系统即根据以上特点对配网线路中的电流进行实时检测，当发生短路时FTU内部比较电路立刻给单片微机送出一个信号，单片微机可对短路发生时的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPROM。利用手机模块传送记录上位微机中，利用处理程序将各个FTU装置的记录结果进行分析处理，从而确定出短路点的位置。

Claims (4)

1、一种简捷型多功能配网自动化系统，包括测试信号发生装置(11)和接地点故障巡查装置(12)，其特征在于：还包括安装在线路断路器上的FTU装置(13)，所述的FTU装置(13)包括电源模块(1)、采样模块(2)、数据处理模块(3)、通讯模块(4)，其中的采样模块(2)与数据处理模块(3)连接，所述的数据处理模块(3)的接口与通讯模块(4)的接口连接。
2、如权利要求1所述的一种简捷型多功能配网自动化系统，其特征在于：所述的FTU装置(13)设置在电磁屏蔽的金属外壳内。
3、如权利要求2所述的一种简捷型多功能配网自动化系统，其特征在于：所述电源模块(1)是互感器，采样模块(2)是设在断路器内部的电流互感器、I-V变换电路及滤波电路，它包括型号为4052的芯片U8和型号为CS5460的芯片U22及其它们外围的典型电路，其中芯片U8的数据接口与数据处理模块3相接；所述数据处理模块(3)主要包括型号为STC89C54的芯片U2及其外围的典型电路，其中芯片U2的数据接口与采样模块(2)相接，数据处理模块(3)中芯片U2的通讯接口与通讯模块(4)的接口连接。
4、如权利要求3所述的一种简捷型多功能配网自动化系统，其特征在于：所述的通讯模块(4)为工业级gsm手机模块TC35。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102361346A (zh) * 2011-06-23 2012-02-22 陕西电力科学研究院 配电自动化系统的主站全数字化场景测试法

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