專利名稱：一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自愈控制終端系統(tǒng)，更具體涉及一種安裝于配電網(wǎng)饋線柱上開關處的自愈控制終端系統(tǒng)。
技術背景自愈作為智能配電網(wǎng)的“免疫系統(tǒng)”，是智能配電網(wǎng)最重要的特征。自愈控制的重點在于提高電網(wǎng)所有元件的可觀測性和可控制性，增強對電力設備參數(shù)、電網(wǎng)運行狀態(tài)以及分布式能源的監(jiān)測作用，這就對傳感與量測技術提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的自愈控制終端主要功能為三相電壓/電流測量與統(tǒng)計分析、遙控、遙信、遙測、通信等功能，已不能滿足智能配電網(wǎng)的需求。 本實用新型的自愈控制終端可監(jiān)測饋線柱上開關雙側的電壓、電流信號，并進行統(tǒng)計分析，同時可監(jiān)測開關溫度、導線溫度及應力，并利用GPS模塊獲取精確時鐘，對配電網(wǎng)進行實時記錄、暫態(tài)錄波、運行參數(shù)監(jiān)視、實時記錄數(shù)據(jù)及暫態(tài)錄波等數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)各個節(jié)點的同步測量，為確保電力系統(tǒng)全局穩(wěn)定性控制創(chuàng)造了條件。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)結合智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，應用自愈控制技術提高電網(wǎng)的供電可靠性，減少停電時間，實現(xiàn)配電網(wǎng)的自我預防和自我恢復功能。自愈控制終端系統(tǒng)利用GPS模塊實現(xiàn)時鐘同步及同步相量測量，同時具有功能的可擴展性及靈活方便的人機交互功能。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接；所述主板包括SD卡、中央處理單元、按鍵LED ;所述中央處理單元采用單芯片雙核處理器和大容量的存儲器；所述功能板包括接口、GPS單元、WIFI單元、ADC、互感器、信號調(diào)理電路、GPRS/230M單元、充電芯片、電源單元、鋰電池。本實用新型提供的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述接口包括遙控接口、遙信接口、以太網(wǎng)接口、串口、直流遙測接口、USB接口。本實用新型提供的另一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述單芯片雙核處理器包括DSP和ARM。本實用新型提供的再一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述功能板的WIFI單元設有無線Web Service服務單元。本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述功能板的遙信接口與開關量狀態(tài)傳感器連接。本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述功能板的直流遙測接口與溫度傳感器、濕度傳感器、導線溫度傳感器和應力傳感器連接。本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，所述功能板的遙控接口與線路開關連接。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明得到的有益效果是I、本實用新型終端系統(tǒng)采用單芯片雙核處理器，DSP與ARM分工明確，提高了整體的工作效率，同時也避免了采用分立芯片所帶來的PCB設計的復雜性與不可靠性；2、本實用新型終端系統(tǒng)采用單元化結構和總線接口技術，終端的功能具有可擴展性，并可方便更換功能單元；3、本實用新型終端系統(tǒng)內(nèi)置WIFI單元，并提供無線Web Server服務，用戶通過手持終端可以方便地進行數(shù)據(jù)交互，避免登桿等繁瑣操作；4、本實用新型終端系統(tǒng)通過GPS單元獲取精確地時鐘源，確保多個終端的時鐘同
I K
少；5、本實用新型終端系統(tǒng)內(nèi)置鋰電池并具有充電功能，在交流電源切斷后終端可運行一個小時以上，無需外接備用電源；6、本實用新型終端系統(tǒng)支持多種通信方式，并提供標準的通信單元接口，以滿足不同客戶需求。
圖I為本實用新型配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)的板卡結構圖；圖2本實用新型配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)的硬件及其外圍設備連接具體實施方式
下面結合實施例對發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例I :如圖I所示該終端系統(tǒng)包括獨立板卡，背板(總線插槽)，且板卡通過背板(總線插槽)進行連接，板卡包括主板、功能板I和功能板II。其中功能板I包括遙控接口、遙信接口、直流遙測接口、USB接口、串口、以太網(wǎng)接口、GPS單元(GS-89M)和WIFI單元(RT3070)；功能板II包括電源單元、互感器及信號調(diào)理電路、ADC、GPRS/230M單元(無線通信單元)、鋰電池及其充電芯片。兩塊功能板可方便地從終端系統(tǒng)下方插拔，其接線端子朝下，使該終端具備內(nèi)嵌式和壁掛式兩種安裝方式。如圖2所示自愈控制終端系統(tǒng)的中央處理單元采用了雙核處理器0MAP-L138(375MHz的DSP核+ARM核)及大容量的存儲器，利用DSP單元進行數(shù)據(jù)采集、信號處理及實時控制；ARM則通過嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互、數(shù)據(jù)存儲、通信功能等。自愈控制終端安裝于IOkV配電網(wǎng)饋線柱上開關處，自愈控制終端系統(tǒng)通過功能板內(nèi)的互感器及信號調(diào)理電路、ADC來采集開關雙側的電壓、電流信號，并計算幅值、相角、諧波、零序電流、零序電壓。用于數(shù)據(jù)采集的A/D轉(zhuǎn)換芯片為ADI公司生產(chǎn)的AD7656，具有16位分辨率，采樣率可達250ksps，同時具有高信噪比、低功耗等優(yōu)點。自愈控制終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的遙信接口外接開關量狀態(tài)傳感器采集開關狀態(tài)信號(開、閉狀態(tài))、開關儲能信號、開關壓力異常信號及開關故障報警信號。[0029]自愈控制終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的直流遙測接口外接溫濕度傳感器及終端的直流遙測功能實時監(jiān)測環(huán)境溫度及濕度。遙測電路采用了高精度線性光耦HCNR200和低噪聲運算放大器實現(xiàn)信號的隔離與轉(zhuǎn)換，將Γ20πιΑ直流電流信號轉(zhuǎn)換為f5V直流電壓信號，該電路具有低成本、高線性度、高穩(wěn)定度、頻帶寬等優(yōu)點。自愈控制終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的直流遙測接口外接導線溫度、應力傳感器來檢測開關的溫度、導線的溫度及應力。自愈控制終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的遙控接口外接線路開關實現(xiàn)開關跳閘、合閘和閉鎖功能。自愈控制終端系統(tǒng)包括有線和無線通信功能，支持多種標準的通信方式。有線通信包括2個(光纖)以太網(wǎng)接口 ；無線通信支持GPRS無線公網(wǎng)通信、230M無線專網(wǎng)通信方式。自愈控制終端系統(tǒng)采用無線接入方式(WIFI接口、Web Service服務)與手持終端 (如PDA)進行人機交互。自愈控制終端系統(tǒng)通過功能板內(nèi)的GPS模塊獲取時鐘源，確保多個終端的時鐘同步，實現(xiàn)各個節(jié)點的同步測量。自愈控制終端系統(tǒng)具備USB接口和SD卡插槽，支持在線/離線寫入或更改軟件系統(tǒng)的部分模塊。自愈控制終端系統(tǒng)功能板內(nèi)置備用電源。開關雙側的電壓互感器、內(nèi)置的鋰電池均能為終端供電，且交流電源斷電后終端仍能運行一個小時以上；交流電源未斷時終端可利用充電芯片MAX1551為鋰電池充電。最后應該說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求范圍當中。
權利要求1.一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接； 所述主板包括SD卡、中央處理單元、按鍵LED ;所述中央處理單元采用單芯片雙核處理器和大容量的存儲器； 所述功能板包括接口、GPS單元、WIFI單元、ADC、互感器、信號調(diào)理電路、GPRS/230M單元、充電芯片、電源單元、鋰電池。
2.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述接口包括遙控接口、遙信接口、以太網(wǎng)接口、串口、直流遙測接口、USB接口。
3.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述單芯片雙核處理器包括DSP和ARM。
4.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的WIFI單元設有無線Web Service服務單元。
5.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的遙信接口與開關量狀態(tài)傳感器連接。
6.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的直流遙測接口與溫度傳感器、濕度傳感器、導線溫度傳感器和應力傳感器連接。
7.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的遙控接口與線路開關連接。
專利摘要本實用新型涉及一種配電網(wǎng)自愈控制終端系統(tǒng)，系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接。本實用新型的終端系統(tǒng)主板采用單芯片雙核處理器及大容量的存儲器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號處理及實時控制、人機交互、數(shù)據(jù)存儲、通信功能等，并利用GPS單元獲取精確時鐘，對配電網(wǎng)進行實時記錄、暫態(tài)錄波、運行參數(shù)監(jiān)視、實時記錄數(shù)據(jù)及暫態(tài)錄波等數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)各個節(jié)點的同步測量，為確保電力系統(tǒng)全局穩(wěn)定性控制創(chuàng)造了條件。
文檔編號G05B19/418GK202649795SQ20122026643
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者盛萬興, 孫軍平, 李玉凌, 許保平, 李二霞, 姜建釗, 樊勇華, 孫智濤 申請人:中國電力科學研究院