一種基于arm的饋線自動化ftu系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于配網(wǎng)自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]FTU是安裝在配電室或饋線上的智能終端設(shè)備，具有遙控、遙信、故障檢測功能，并與配電自動化主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測控制所需信息，包括開關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障以及故障時的參數(shù)，并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令，對配電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電功能。
[0003]在對饋線進(jìn)行保護(hù)的過程中，現(xiàn)有的保護(hù)方式主要有電流保護(hù)、重合器保護(hù)和饋線自動化保護(hù)這三種；電流保護(hù):最基本的繼電保護(hù)之一，考慮到經(jīng)濟(jì)原因，配電網(wǎng)饋線廣泛采用電流保護(hù)，為確保電流保護(hù)動作的選擇性，采用時間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線路的保護(hù)，電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線視為一個單元，當(dāng)饋線故障時，將整條線路切掉，并不考慮對非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，不利于提高供電可靠性，而且，由于依賴時間延時實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性，導(dǎo)致某些故障的切除時間偏長，影響設(shè)備壽命；重合器保護(hù):實(shí)現(xiàn)饋線分段、增加電源點(diǎn)是提高供電可靠性的基礎(chǔ)，重合器保護(hù)是將饋線故障自動限制在一個區(qū)段內(nèi)的有效方式，目前在我國電網(wǎng)改造中仍有大量重合器得到應(yīng)用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統(tǒng)的電流保護(hù)有較大的優(yōu)勢，這種方式的缺點(diǎn)是故障隔離的時間較長，故障的隔離及非故障區(qū)域的恢復(fù)供電需經(jīng)歷多次重合閘，對相關(guān)設(shè)備、負(fù)荷有一定影響；饋線自動化保護(hù):由配電主站、子站和饋線終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)饋線自動化，并采用光纖通信作為主要通信方式，其中饋線自動化作為配電自動化的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對饋線信息的采集和控制，同時也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)，這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護(hù)、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，但在特殊情況下，如主單元故障或通道損壞，有可能出現(xiàn)饋線自動化系統(tǒng)崩潰的問題。
[0004]從上述現(xiàn)有的三種饋線保護(hù)方式來看，當(dāng)饋線出現(xiàn)故障時，變電站出線饋線開關(guān)均出現(xiàn)動作，導(dǎo)致全線路的停電，當(dāng)采用電流保護(hù)方式時，過流保護(hù)動作后需人工干預(yù)，進(jìn)行故障的查找、隔離及恢復(fù)，而采用重合器保護(hù)和饋線自動化保護(hù)的方式，故障由變電站的出線斷路器切除，不可避免地造成故障線路上的所有非故障線路區(qū)段的供電中斷，并且恢復(fù)供電的時間在分鐘級以上，對于一些重要敏感負(fù)荷，如半導(dǎo)體集成電路制造廠、舉行重要活動的會議中心、有重要賽事的體育場館來說，即使短暫的停電也可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為:提供一種能夠采集饋線電壓、電流和功率等參數(shù)，可控制配電開關(guān)，且能對非故障區(qū)域進(jìn)行快速恢復(fù)供電的基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)，包括:開關(guān)量輸入模塊:輸出端與ARM的輸入端電氣連接，用于將開關(guān)量狀態(tài)對應(yīng)的信號傳輸給所述ARM ;CPLD:通訊端與所述ARM的通訊端雙向連接，用于處理運(yùn)算所述ARM采集的信號；開關(guān)量輸出模塊:輸入端與所述CPLD的輸出端電氣連接，用于驅(qū)動斷路器的分合動作；模擬量輸入模塊:輸出端與所述CPLD的輸入端電氣連接，用于將模擬量狀態(tài)對應(yīng)的信號傳輸給所述CPLD ;通信模塊:通訊端與所述ARM的通訊端雙向連接，用于所述ARM和控制終端之間的數(shù)據(jù)交互；控制終端:通訊端與所述通信模塊的通訊端雙向連接，用于接收所述ARM傳遞的數(shù)據(jù)信息，并向所述ARM下達(dá)控制命令；ARM:用于控制整個FTU系統(tǒng)的運(yùn)行，并和所述開關(guān)量輸入模塊、所述CPLD和所述通信模塊之間進(jìn)行信息的處理、交換。
[0007]優(yōu)選地，所述模擬量輸入模塊包括:采集單元:用于采集饋線支路上的模擬信號；A/D轉(zhuǎn)換單元:輸入端與所述采集單元的輸出端電氣連接，用于將所述采集單元采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述CPLD可識別的數(shù)字信號。
[0008]優(yōu)選地，所述采集單元包括:用于采集饋線支路上的電壓信號的電壓互感器、用于采集饋線支路上的電流信號的電流互感器和用于分時接收所述電壓互感器、所述電流互感器采集到的電壓、電流信號的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述電壓互感器的輸出端、所述電流互感器的輸出端均與所述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端電氣連接。
[0009]優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換單元包括型號為ADS8322的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0010]優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入模塊包括:第一光電隔離單元:用于所述開關(guān)量輸入模塊和所述ARM之間的光電隔離。
[0011]優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸出模塊包括:第二光電隔離單元:用于所述開關(guān)量輸出模塊和所述CPLD之間的光電隔離。
[0012]優(yōu)選地，所述ARM包括:用于監(jiān)測所述ARM程序運(yùn)行狀態(tài)的看門狗芯片、用于存儲所述ARM靜態(tài)數(shù)據(jù)的SRAM存儲器和用于存儲FTU系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)的FLASH存儲器。
[0013]優(yōu)選地，所述通信模塊包括:GPRS通信單元和藍(lán)牙通信單元，所述控制終端包括:遠(yuǎn)程控制主機(jī)和手持PDA，所述GPRS通信單元的通訊端與所述遠(yuǎn)程控制主機(jī)的通訊端雙向連接，所述藍(lán)牙通信單元的通訊端與所述手持PDA的通訊端雙向連接。
[0014]優(yōu)選地，所述ARM的型號為LPC2292。
[0015]優(yōu)選地，所述CPLD的型號為LC4128V。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型中的一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)，包括:開關(guān)量輸入模塊、CPLD、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、通信模塊、控制終端和ARM，開關(guān)量輸入模塊將實(shí)時采集到的開關(guān)量傳遞給ARM，ARM傳送給CPLD，模擬量輸入模塊直接將采集到的電壓、電流等模擬信號傳遞給CPLD，CPLD將上述信號進(jìn)行運(yùn)算處理后，輸出給開關(guān)量輸出模塊，完成各種斷路器的分合操作以及事故、告警信號的開出，同時，ARM將接收到的信息通過通信模塊傳送給控制終端；本實(shí)用新型中的基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)集保護(hù)、通信和“三遙”等功能于一體，采集饋線電壓、電流和功率等參數(shù)，控制配電開關(guān)，由于將ARM和CPLD配合一起使用，將非故障區(qū)域恢復(fù)供電的時間縮短至秒級，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0019]圖1為本實(shí)用新型中一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)一實(shí)施例提供的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中:11為開關(guān)量輸入模塊，111為第一光電隔咼單兀，12為CPLD，13為開關(guān)量輸出模塊，131為第二光電隔離單元，14為模擬量輸入模塊，141為采集單元，1411為電壓互感器，1412為電流互感器，1413為多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，142為A/D轉(zhuǎn)換單元，15為通信模塊，151為GPRS通信單元，152為藍(lán)牙通信單元，16為控制終端，161為遠(yuǎn)程控制主機(jī)，162為手持PDA，17為ARM，171為看門狗芯片，172為SRAM存儲器，173為FLASH存儲器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]圖1為本實(shí)用新型中一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)一實(shí)施例提供的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一種基于ARM的饋線自動化FTU系統(tǒng)，包括:
[0023]開關(guān)量輸入模塊11:輸出端與ARM17的輸入端電氣連接，用于將開關(guān)量狀態(tài)對應(yīng)的信號傳輸給所述ARMl7。
[0024]進(jìn)一步地，所述開關(guān)量輸入模塊11可包括:用于所述開關(guān)量輸入模塊11和所述ARM17之間的光電隔離的第一光電隔離單元111。
[0025]CPLD12:通訊端與所述ARM17的通訊端雙向連接，用于處理運(yùn)算所述ARM17采集的信號。
[0026]進(jìn)一步地，所述CPLD12的型號可為LC4128V，減少了外圍電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0027]開關(guān)量輸出模塊13:輸入端與所述CPLD12的輸出端電氣連接，用于驅(qū)動斷路器的分合動作。
[0028]進(jìn)一步地，所述開關(guān)量輸出模塊13可包括:用于所述開關(guān)量輸出模塊13和所述CPLD12之間的光電隔離的第