一种用于小电流接地选线的数据采集处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种用于小电流接地选线的数据采集处理系统。
【背景技术】
[0002]我国6-35KV的配电网广泛采用中心点非有效性接地方式，又称小电流接地系统。小电流接地系统中的故障70%以上属于单相接地故障。
[0003]传统的选线装置只有一台选线主机，只对零序电流信号的基波或5次谐波进行分析比较，但5次谐波在基波中的信噪比很小，只占基波的3%左右，很容易受到噪音干扰，无法对零序信号进行有效的综合数据比较，容易产生误选、错选，选线准确率偏低。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种用于小电流接地选线的数据采集处理系统，解决了现有技术中选线准确率偏低的问题，为综合选线提供硬件环境，具有实时性好、响应快和抗干扰强的优点。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种用于小电流接地选线的数据采集系统，该系统包括零序电流信号处理模块、数据接口 CAN模块(40)、单片机信号处理模组(50)和电源变换处理模块(60)；
[0007]所述单片信号处理模组(50)包括后备电池模块、隔离电路、MCU电源滤波处理模块、状态指示模块、晶振模块、重启模块、隔离电源、调试接口模块和STM32数据处理模块，所述后备电池模块、隔离电路、MCU电源滤波处理模块、状态指示模块、晶振模块、重启模块、隔离电源、调试接口模块的输出端均与所述STM32数据处理模块相连；
[0008]所述零序电流信号处理模组用于对零序电流信号的基波和5次谐波进行数据采集和处理，处理后的信号输送到所述STM32数据处理模块；
[0009]所述数据接口 CAN模块(40)包括CAN数据收发模块、数据存数模块、RS232接口模块、数据存储模块和信号隔离指示模块，所述CAN数据收发模块、数据存数模块、RS232接口模块、数据存储模块和信号隔离指示模块的输入端均连接+3V电源，述CAN数据收发模块、数据存数模块、RS232接口模块、数据存储模块和信号隔离指示模块的输出端分别与所述STM32数据处理模块相连；
[0010]所述电源变换处理模块￠0)包括+12V电源滤波处理模块、+5V电源模组、-5V电源模组和+3V3电源模组，分别提供+12V、+5V、+3V和-5V的电源。
[0011]进一步的，所述零序电流信号处理模块包括第一路零序电流信号处理模块(30)、第二路零序电流信号处理模块(20)和第三路零序电流信号处理模块(10)，所述第一路零序电流信号处理模块(30)、第二路零序电流信号处理模块(20)和第三路零序电流信号处理模块(10)均与所述单片机相连，所述单片机处理模组同时处理三路零序电流信号处理模块传送的信号。
[0012]进一步的，所述零序电流信号处理模块包括电流互感输出信号处理模块、电源高频信号滤波处理模块、共模及放大过滤信号处理模块、按Y = -0.3(X+5)进行信号量程转换模块、按Y = 0.3 (X+5)进行信号量程转换模块，5次谐波按Y = -30X-1.5V进行量程转换模块、5次谐波按Y = 30X+1.5V进行量程转换模块、带通滤波器电路和电源处理模块，
[0013]所述电流互感输出信号处理模块的输出端连接所述共模及放大过滤信号处理模块，所述共模及放大过滤信号处理模块的输出端分别连接所述按Y = -0.3(X+5)进行信号量程转换模块和所述带通滤波器电路的输入端，所述按Y = -0.3(X+5)进行信号量程转换模块的输出端连接所述按Y = 0.3 (X+5)进行信号量程转换模块，所述按Y = 0.3 (X+5)进行信号量程转换模块的输出端连接所述单片机信号处理模组；
[0014]所述5次谐波按Y = 30X+1.5V进行量程转换模块的输入端连接所述单片机信号处理模组，所述5次谐波按Y = 30X+1.5V进行量程转换模块的输出端连接所述5次谐波按Y = 30X+1.5V进行量程转换模块的输入端，所述5次谐波按Y = 30X+1.5V进行量程转换模块的输出端连接所述单片机信号处理模组。
[0015]进一步的，所述带通滤波器电路包括滤波器和比例调整电路，所述滤波器的带通输入端均通过两个串联的电阻与该滤波器的低通输入端相连；所述滤波器的带通输出端还通过两个串联的电阻与该滤波器的信号输入端相连；所述比例调整电路的输入端连接所述电流互感输出信号处理模块的输出端，所述比例调整电路的输出端连接所述滤波器的信号输入端。
[0016]优选的，所述带通滤波器的型号为MAX274，所述STM32数据处理模块的型号为单片机 STM32F103。
[0017]进一步的，所述单片信号处理模组包括后备电池模块、隔离电路、MCU电源滤波处理模块、状态指示模块、晶振模块、重启模块、隔离电源、调试接口模块和STM32数据处理模块，所述后备电池模块的接线端VBAT D连接所述STM32数据处理模块的接线端VBAT ;所述晶振模块的接线端OSC32-OUT和接线端OSC32-1N分别连接所述STM32数据处理模块的接线端PC15-OSC32-OUT和接线端PC14-OSC32-1N，所述晶振模块的接线端OSC OUT和接线端OSC IN分别连接所述STM32数据处理模块的接线端PDl和接线端Η)0，所述晶振模块的接线端Β00Τ0连接所述STM32数据处理模块接线端Β00Τ0 ;所述重启模块的接线端NRST连接所述STM32数据处理模块的接线端NRST ;所述状态指示模块的接线端LED连接所述STM32数据处理模块的接线端ΡΒ5 ;所述调试接口模块的接线端CANL和接线端CANH分别连接所述CAN数据收发模块的接线端CANL和接线端CANH，所述调试接口模块的接线端ΡΒ4、接线端ΡΒ5、接线端ΡΑ15、接线端ΡΒ10、接线端PBl1、接线端PAl1、接线端ΡΑ12、接线端PC13、接线端ΡΑ7和接线端ΡΑ6分别连接所述所述STM32数据处理模块的接线端ΡΒ4、接线端ΡΒ5、接线端ΡΑ15、接线端ΡΒ10、接线端ΡΒ11、接线端ΡΑ11、接线端ΡΑ12、接线端PC13-RTC、接线端ΡΑ7和接线端ΡΑ6 ;所述MCU电源滤波处理模块的接线端MCU3V3和接线端MCU-GND分别连接所述STM32数据处理模块的接线端VDD和接线端VSS ;所述隔离电路的接线端MCU 3V3和接线端MCU-GND分别连接所述STM32数据处理模块的接线端VDD和接线端VSS。
[0018]进一步的，所述CAN数据收发模块的接线端CANH和接线端CANL连接所述调试接口模块的接线端CANH和接线端CANL，所述CAN数据收发模块的接线端CAN TXD和接线端CAN RXD连接所述STM32数据处理模块的接线端ΡΒ8和接线端ΡΒ9 ;所述RS232接口模块的接线端UART1RX和接线端UART1EN接线端UART1TX分别连接所述STM32数据处理模块的接线端PA10、接线端PA8和接线端PA9，所述RS232接口模块的；所述数据存储模块的接线端SPI CS、接线端SPI SO和接线端NRST分别连接所述STM32数据处理模块的接线端PB12、接线端PB14和接线口 NRST ;所述数据存储模块的接线端SCL和接线端SDA分别连接所述STM32数据处理模块的接线端PB6和接线端PB7 ;所述信号隔离模块的接线端K1、接线端K2和接线端K3分别连接所述STM32数据处理模块的接线端ΡΒ0、接线端PBl和接线端PB2。
[0019]有益效果:本发明对零序电流信号基波进行处理的同时又对5次谐波信号进行放大处理，提高了 5次谐波的信噪比有利于数据的综合分析，减少错选和误选，提高了选线准确率；本发明可以同时检测3条输出线路，为线主机的“比幅比相算法”、“5次谐波算法”等综合选线原理提供硬件环境，同时提高了整个系统选线的实效性，方便线路的扩展，采用RS485总线通讯可以有效的抗电磁干扰，通讯距离远，组网简单，减少系统的复杂度，降低成本，减少系统维护量。同步数据采集和传输，实时性好，响应快，数据预处理，抗干扰强。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明的系统框图。
[0022]图2为本发明的第三路零序电流信号处理模组中电流信号互感输出信号处理模块与共模及放大过滤信号处理模块相连的电路图。
[0023]图3为本发明的第三路零序电流信号处理模组中用于基波信号量程转换的电路图。
[0024]图4为本发明的第三路零序电流信号处理模组中用于5次谐波信号量程转换的电路图。
[0025]图5为本发明的第三路零序电流信号处理模组中带通滤波器电路的电路图。