配电自动化站所终端的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种配电自动化站所终端。
【背景技术】
[0002]现有的站所终端由一个核心监控单元实现多个间隔的数据采集，需接入Ua、Ub、Uc, 11-118的通道，核心监控单元的体积大，与通信设备、后备电源、大量二次电缆一起装配在一个机柜内，机柜体积大。高度一般不低于1200mm，宽度不低于600mm，深度不低于400_，通常需要较大的空间或额外的位置，不便安装，同时，数十根甚至上百根二次电缆集中于机柜内，接线复杂，安装困难，很难适用于已经投入运行的环网柜。而且这种核心监控单元一旦有故障，将影响所有间隔的监控，故障排查困难。因此，在保障自动化运行技术指标的前提下，如何实现小型化、简洁化的安装方式，并易于扩展实现更多的监测回路，如何最大限度减小检修范围一直是业内研宄的重点。
[0003]本实用新型的目的在于提供一种每个间隔能独立控制不受其它间隔影响便于安装的配电自动化站所终端。
[0004]本实用新型提供的这种配电自动化站所终端，包括监控设备，所述监控设备包括一台独立运行的集中管理单元和若干监控单元；集中管理单元具有微处理器芯片，该芯片连有以太网接口电路、看门狗电路、时钟电路、RS485电路；监控单元具有微处理器芯片，该芯片连有交流电压采样电路、交流电流采样电路、基准电压电路；集中管理单元通过RS485接口分别与每个监控单元连接，并且集中管理单元上的一个RS485接口只连接一个监控单元，一个监控单元只监控一个间隔，集中管理单元汇集各监控单元的数据，转发至主站。
[0005]所述集中管理单元的微处理器芯片采用coldfire系列MCF5270。所述监控单元的微处理器芯片采用coldfire系列MCF52234。所述集中管理单元采用嵌入式或者壁挂式安装。所述监控单元采用嵌入式安装。
[0006]从本实用新型的技术方案可以看出，本实用新型针对每个间隔都有一个监控单元监控，而且每个监控单元运行是独立的，任何一个监控单元出现故障不会影响到其它监控单元。监控单元功能简单，接口少，便于嵌入式安装。各监控单元的数据汇集到集中管理单元，由集中管理单元转发至主站。集中管理单元的功能也很简单，接口很少，便于嵌入式安装或者壁挂式安装。避免了现有技术核心监控单元只适合柜机安装，造成接线复杂，安装难度大，核心监控单元一旦有故障，将影响所有间隔监控的问题。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的结构示意框图。
[0008]图2-1是集中管理单元的电路原理框图。
[0009]图2-2集中管理单元以太网接口电路图。
[0010]图2-3集中管理单元看门狗电路设计图。
[0011]图2-4集中管理单元时钟电路设计。
[0012]图2-5集中管理单元RS485电路设计。
[0013]图3-1监控单元原理框图。
[0014]图3-2监控单元的交流电压采样电路图。
[0015]图3-3监控单元的交流电流采样电路图。
[0016]图3-4监控单元的基准电压电路图。
【具体实施方式】
[0017]从图1可以看出本实用新型具有集中管理单元和监控单元，针对每个间隔都设置一个监控单元，集中管理单元通过RS485与各监控单元连接，汇集各监控单元的数据通过通信接口转发至主站。
[0018]从图2-1至图2-5可以看出集中管理单元集中管理单元作为一台独立运行的通信设备，具有电源、微处理器芯片、存储器、通信接口、看门狗、时钟等电路。微处理器芯片采用coldfire系列MCF5270芯片，250MHz运行频率、512MB内存容量，512MB Flash存储空间，可扩展至IGB内存容量和2GB的Flash存储空间。通信接口具备2个以太网通信接口，2个光纤接口，10个RS485接口，I个USB接口 ； MCF5270具备有MAC控制器，芯片外挂PHY即可实现以太网的功能，以太网的收发信号经过匹配后在经过隔离变压器输出，如图2-2所示以太网接口电路。喂狗信号WDT均设计为Is的方波信号，保证了在正常情况下不出现断电复位的情况，看门狗采样信号取样在开关电源模块的输出+12V上，经过电阻分压后为1.56V，此时PFO输出“I” ;当+12V电压掉到+9.6V时PFO输出“0”，如图2-3所示。时钟芯片采用8025T时钟芯片，其工作电压范围为1.6V?5.5V，时钟芯片及电路消耗电流2.2 μΑ，外部断电后，电池支持时钟芯片工作10年，如图2-4所示。RS485收发信号与CPU的串口经过光耦隔离，配合差分线AB上的ESD，能够防止静电等对主CPU的干扰；RS485差分信号AB上有热敏电阻，防止RS485端口误接强电，导致烧坏，如图2-5所示。集中管理单元可以通过以太网通信接口、光纤通信接口、RS485等多种通信方式，汇集各监控单元的数据，转发至主站，此外，接收主站的命令，实现对各监控单元的数据采集与控制。
[0019]从图3-1到图3-4可以看出，监控单元的RS485、以太网通信、看门狗、时钟等模块的电路设计与集中管理单元电路一致。监控单元作为一台独立运行的设备，具备3个电压采集接口、3个电流采集接口，6个状态量采集接口，2个控制量输出接口，2个RS485接口，I个RS232接口 ；交流电压经过电阻分压和电压互感器PT隔离后到采样电阻采样，交流电流经过电流互感器CT后到采样电阻采样，采样电压信号和电流信号输入给MCF52234的ADC来实现采样，ADC转换成数字信号后，经特定算法计算出电流值、电压值、有功功率、无功功率、功率因数等数据，电路如图3-2、图3-3、图3-4所示。
[0020]监控单元采集所监控间隔的三相电压、三相电流、零序电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等数据，采集开关分合位状态、接地刀闸状态、隔离刀闸状态、开关气压低状态等数据，控制开关的分合闸操作；每个间隔配置一个监控单元，扩展性好，灵活性高，可以支持1~16个间隔的监控。监控单元功能并不复杂，通过RS485接口与集中管理单元通信，内部集成超级电容作为后备电源，停电后仍可以运行20分钟以上。设备尺寸实现小型化设计，本实施例中，监控单元高度为180mm，宽度为360mm，厚度为200mm，因此便于嵌入式安装。监控单元采用coldfire系列MCF52234作为主芯片，60MHz运行频率，片上集成了 32KSRAM、256K Flash、8通道12位ADC、I个以太网控制器、3个UART，大大减少外围器件，降低系统成本，并充分满足分布式监控的需求。
【主权项】
1.一种配电自动化站所终端，包括监控设备，其特征在于所述监控设备包括一台独立运行的集中管理单元和若干监控单元；集中管理单元具有微处理器芯片，该芯片连有以太网接口电路、看门狗电路、时钟电路、RS485电路；监控单元具有微处理器芯片，该芯片连有交流电压采样电路、交流电流采样电路、基准电压电路；集中管理单元通过RS485接口分别与每个监控单元连接，并且集中管理单元上的一个RS485接口只连接一个监控单元，一个监控单元只监控一个间隔，集中管理单元汇集各监控单元的数据，转发至主站。
2.根据权利要求1所述配电自动化站所终端，其特征在于所述集中管理单元的微处理器芯片采用coldfire系列MCF5270芯片。
3.根据权利要求1或2所述配电自动化站所终端，其特征在于监控单元的微处理器芯片采用coldfire系列MCF52234芯片。
4.根据权利要求1所述配电自动化站所终端，其特征在于所述集中管理单元采用嵌入式或者壁挂式安装。
5.根据权利要求1所述配电自动化站所终端，其特征在于所述监控单元采用嵌入式安装。
【专利摘要】本实用新型公开了一种配电自动化站所终端，包括监控设备，所述监控设备包括一台独立运行的集中管理单元和若干监控单元；集中管理单元具有微处理器芯片，该芯片连有以太网接口电路、看门狗电路、时钟电路、RS485电路；监控单元具有微处理器芯片，该芯片连有交流电压采样电路、交流电流采样电路、基准电压电路；集中管理单元通过RS485接口分别与每个监控单元连接，并且集中管理单元上的一个RS485接口只连接一个监控单元，一个监控单元只监控一个间隔，集中管理单元汇集各监控单元的数据，转发至主站。本实用新型的各监控单元运行是独立的，任何一个监控单元出现故障不会影响到其它监控单元。并且本实用新型，接口少，便于嵌入式安装，不需要柜机。
【IPC分类】H02J13-00, H02B15-00
【公开号】CN204558988
【申请号】CN201520253944
【发明人】许健, 周学成, 周到, 谈赛
【申请人】威胜电气有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月24日