基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終端的制作方法
【專利說明】基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終上山
ii而
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型配電自動化數(shù)據(jù)終端，尤其涉及一種配電網(wǎng)絡(luò)的接地故障定位用的基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終端。
【背景技術(shù)】
[0002]我國10kV電網(wǎng)屬于小電流接地系統(tǒng)(也即中性點非有效接地系統(tǒng))，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，規(guī)程雖允許帶故障運行2小時，但由于過電壓危害絕緣，仍可能引發(fā)事故。供配電系統(tǒng)故障統(tǒng)計表明，單相接地故障發(fā)生的概率占66%以上，目前現(xiàn)場運行中尤其是消弧線圈廣泛應(yīng)用后，往常的小電流接地故障特征不明顯，造成接地故障的選線、定位裝置實現(xiàn)的困難；尤其是接地點的測距定位技術(shù)難以實施，現(xiàn)有的故障指示器在接地發(fā)生后，動作準(zhǔn)確率較差，同時維護工作量繁重；配網(wǎng)自動化的故障定位，由于投入巨大，推廣緩慢；目前多數(shù)恢復(fù)到人工依次到故障線路的各分支盲目巡線的方式，耗費較長的時間、人力物力，確定接地點所在的區(qū)段位置。這種處理方式一是大大拖延了接地故障的排查時間和恢復(fù)供電時間，增加了誘發(fā)嚴(yán)重的短路故障、PT爆炸故障，威脅著配網(wǎng)安全穩(wěn)定運行；二是在較長的接地故障排查期間，由于接地點周邊的跨步電壓、接觸電壓，使得附近的人員包括接地故障排查工作人員及農(nóng)耕家畜觸電的可能性性大大增加，威脅的人民的生命和財產(chǎn)安全，社會影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題提供一種基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終端，目的是利用發(fā)生單相接地的特征分量，控制大量帶時標(biāo)的暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集、存儲并上傳，配合變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與分析實現(xiàn)配電系統(tǒng)的接地故障診斷與區(qū)段定位。
[0004]為達(dá)到上述目的，基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終端包括:CT/PT模塊，用于接收模擬量信號并傳送到中央處理器；開關(guān)量隔離模塊，用于接收開關(guān)量輸入信號，輸出信號到繼電器，并與中央處理器進行通信；GPS對時模塊，用于向中央處理器提供實時時鐘數(shù)據(jù)；GPRS通訊模塊，用于上位機與中央處理器之間無線通訊；中央處理器，用于接收開關(guān)量隔離模塊、CT/PT模塊和GPRS通訊模塊的信號，并向開關(guān)量隔離模塊發(fā)送控制信號；電源模塊，用于開關(guān)量隔離模塊、中央處理器、GPS對時模塊和GPRS通訊模塊的供電。
[0005]CT/PT模塊包括PT和CT及其濾波電路，其中PT為儀用電壓互感器DSH-TV120/3.53，CT 為儀用電流互感器 DSH-TA6/3.53。
[0006]CT/PT模塊接收6路模擬量信號。
[0007]PT的一次側(cè)管腳1經(jīng)電阻RES2及電感L12，連接交流電壓輸入信號的同名端，PT的一次側(cè)管腳2直接連接交流電壓輸入信號的非同名端；PT的二次側(cè)管腳3與4之間連接電阻R4，管腳4連接二極管D15的陰極，管腳3連接二極管D16的陰極，二極管D15的陽極與二極管D16的陽極連接，管腳3經(jīng)電感L11后經(jīng)模擬濾波電路后連接至中央處理器；CT的一次側(cè)的管腳1直接連接交流電流輸入信號的同名端，管腳2直接連接交流電流輸入信號的非同名端；CT的二次側(cè)管腳3與4分別連接二極管D8、D7的陰極，D8、D7的陽極連接，管腳3經(jīng)電感L12引出經(jīng)模擬濾波電路后連接至中央處理器。
[0008]開關(guān)量隔離模塊為四路的開入量信號SWIN0 - SWIN3，分別經(jīng)電阻R80、R79、R78、R77 接入光耦 U38、U39、U31、U35，光耦 U38、U39、U31、U35 的四個管腳 GP01B0、GP01B1、GP01B2.GP01B3接入與非門U1后，將四路開關(guān)量的變化作為一路中斷請求信號接入中央處理器，光耦型號為TLP127型。
中央處理器型號為STM32F407ZET6，中央處理器與復(fù)位電路連接，復(fù)位電路用來實現(xiàn)在系統(tǒng)上電或掉電情況下的復(fù)位操作；實時時鐘電路連接中央處理器與GPS對時模塊；中央處理器與開關(guān)量隔離模塊通過10驅(qū)動連接；中央處理器與GPRS通訊模塊通過串口電平轉(zhuǎn)換電路連接，中央處理器與模擬濾波電路連接，中央處理器與SRAM連接。
[0009]模擬濾波電路為阻容濾波。
[0010]串口電平轉(zhuǎn)換電路包括單片機，單片機的管腳1和3之間設(shè)有電容C57，管腳2接電容C58后接3.3V電壓，管腳16接3.3V電壓，并與地之間設(shè)有電容C60，管腳4和5之間接電容C56，管腳6和15之間接電容C59，管腳7、8、13和14接串口，管腳9-12接中央處理器，單片機型號為SP3232EEY。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點效果:對接地故障的檢測靈敏度大為提高，通訊方式靈活，利用于GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，解決參數(shù)遠(yuǎn)程測量和傳輸問題；利用GPS對時解決，兩端暫態(tài)數(shù)據(jù)的同步問題；抗干擾能力強，能夠廣泛適用配電網(wǎng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，能實現(xiàn)及時報警、實時數(shù)據(jù)采集和實時控制的功能，為10kV配網(wǎng)接地故障診斷與區(qū)位定位技術(shù)提供控制平臺，配合變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與分析實現(xiàn)配電系統(tǒng)的接地故障診斷與區(qū)段定位，實現(xiàn)了配網(wǎng)中出線末端帶時標(biāo)的暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)的傳送。
[0012]在配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時迅速、準(zhǔn)確迅速確定接地點的方位，線路工作人員可以快速作出搶修響應(yīng)，大大降低線路運行人員的工作強度，盡快的恢復(fù)非故障段線路的供電，減少停電時間，可以從根本上提高配電網(wǎng)的供電可靠性、安全性和經(jīng)濟性，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明一路電壓互感器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明一路電流互感器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明開關(guān)量輸入電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明中央處理器的連接示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明串口電平轉(zhuǎn)換電路示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，基于嵌入式處理器的戶外帶時標(biāo)的新型配電自動化數(shù)據(jù)終端包括:CT/PT模塊，用于接收模擬量信號并傳送到中央處理器；開關(guān)量隔離模塊，用于接收開關(guān)量輸入信號，輸出信號到繼電器，并與中央處理器進行通信；GPS對時模塊，用于向中央處理器提供實時時鐘數(shù)據(jù)；GPRS通訊模塊，用于上位機與中央處理器之間無線通訊；中央處理器，用于接收開關(guān)量隔離模塊、CT/PT模塊和GPRS通訊模塊的信號，并向開關(guān)量隔離模塊發(fā)送控制信號；電源模塊，用于開關(guān)量隔離模塊、中央處理器、GPS對時模塊和GPRS通訊模塊的供電。
[0021]CT/PT模塊1包括PT和CT及其濾波電路，其中PT為儀用電壓互感器DSH-TV120/3.53，CT 為儀用電流互感器 DSH-TA6/3.53。
[0022]CT/PT模塊1接收6路模擬量信號。
[0023]如圖2所示，PT的一次側(cè)管腳1經(jīng)電阻RES2及電感L12，連接交流電壓輸入信號的同名端(A相PT輸入1 )，PT的一次側(cè)管腳2直接連接交流電壓輸入信號的非同名端(A相PT輸入2) ;PT的二次側(cè)管腳3與4之間連接電阻R4，管腳4連接二極管D15的陰極，管腳3連接二極管D1