基于CANFD总线的10kV高压开关柜局部放电在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于CANFD总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统。
【背景技术】
[0002]随着信息化、网络化和智能化的快速发展，变电站中高压开关柜的绝缘缺陷越来越得到人们的重视。目前，电缆终端局部放电的检测一般以带电巡检为主，但是，带电巡检存在检测间隔不易确定，以及检测时绝缘缺陷未必激发放电信号，造成漏检、误判等情况。因此，如何进一步提尚变电站尚压开关柜绝缘缺陷检测的可靠性、连续性与正确判断是我们应该要解决的问题。CANFD协议由Bosch在1986年提出，1991年形成协议规范，目前广泛应用于汽车工业和其他控制领域。CAN协议具有传输距离长、可靠性高、硬件构架简单等优点，适用于各种需要可靠通信的场合。
[0003]但是由于CANFD总线的最高传输速率为IMbit/s(通常汽车CAN系统的实际使用速率最高为500kbit/s)，电子控制单元(Electronic Control Unit，EQJ)的大量增加使总线负载率急剧增大以致造成网络拥堵，影响信息传输的可靠性和实时性。CANFD(FlexiableDate Rate)即为下一代CAN总线，CANFD可以实现更高速率和更长有效载荷。传统CAN总线速率只能到IMb/s，每帧8字节数据，而CAN FD速率可达10Mb/s，每帧可包括64字节。CAN FD(CAN with Flexible Data rate)继承了CAN总线的主要特性。CAN FD总线弥补了CAN总线带宽和数据场长度的制约，CAN FD总线与CAN总线的区别主要在于:
[0004](I)可变速率:CAN FD采用了两种位速率:从控制场中的BRS位到ACK场之前(含CRC分界符)为可变速率，其余部分为原CAN总线用的速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器，它们除了采用不同的位时间单位TQ外，位时间各段的分配比例也可不同。
[0005](2)新的数据场长度:CAN H)对数据场的长度作了很大的扩充，DLC最大支持64个字节，在DLC小于等于8时与原CAN总线是一样的，大于8时有一个非线性的增长，所以最大的数据场长度可达64字节。
[0006]传统CAN总线和CANH)总线的数据帧格式区别在于:CAN H)数据帧在控制场新添加EDL位、BRS位、ES I位，采用了新的DLC编码方式、新的CRC算法(CRC场扩展到21位):EDL位可以表示CAN报文(显性时)还是CAN H)报文(隐性时)；BRS表示位速率转换，该位为隐性位时，从BRS位到CRC界定符使用转换速率传输，其他位场使用标准位速率，该位为显性时，以正常的CANFD总线速率传输;通过添加ESI位，可以很方便的知道当前发送节点所处的状态。
[0007]CAN FD对CRC算法作了改变，CRC以含填充位的位流进行计算。在校验和部分为避免再有连续位超过6个，就确定在第一位以及以后每4位添加一个填充位加以分割，这个填充位的值是上一位的反码，作为格式检查，如果填充位不是上一位的反码，就作出错处理。
[0008]CANFD的CRC场扩展到了 21位。由于数据场长度有很大变化区间，所以要根据DLC大小应用不同的CRC生成多顶式，CRC_17，适合于帧长小于210位的帧，CRC_21，适适合于帧长小于1023位的帧。【实用新型内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，设计合理，使用可靠，能够实时在线检测高压开关柜的绝缘缺陷的基于CANFD总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统。
[0010]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0011]基于CANro总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统，包括在线监测主机和CANro总线，所述在线监测主机电性连接有报警阈，所述在线监测主机和CANFD总线电性连接，所述CANro总线电性连接有第一终端电阻和第二终端电阻，所述CANro总线上电性连接有TEV监测节点，所述TEV监测节点电性连接有TEV监测单元，所述TEV监测节点设置有一个以上，所述第二终端电阻位于最后一个TEV监测节点处。
[0012]作为优选，所述TEV监测单元包含有温度传感器、湿度传感器、TEV传感器、CANTO总线控制器和嵌入式处理器。
[0013]作为优选，所述CANFD总线包含有VCC线、CANH线、CANL线与GND线。
[0014]本实用新型的有益效果为:通过设置有TEV监测节点、TEV监测单元、在线监测主机和CANH)总线，设计合理，布线简便，传输速度快，可靠性高，能够有效提高变电站的高压开关柜局部放电在线监测和及时发现绝缘缺陷。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型基于CANFD总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，基于CANro总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统，包括在线监测主机和CANFD总线，所述在线监测主机电性连接有报警阈，所述在线监测主机和CANFD总线电性连接，所述CANH)总线电性连接有第一终端电阻和第二终端电阻，所述CANH)总线上电性连接有TEV监测节点，所述TEV监测节点电性连接有TEV监测单元，所述TEV监测节点设置有一个以上，所述第二终端电阻位于最后一个TEV监测节点处，用以保证高速传输时阻抗匹配，保证信号传输的正确率。
[0017]所述TEV监测单元包含有温度传感器、湿度传感器、TEV传感器、CANTO总线控制器和嵌入式处理器。
[0018]所述CANFD总线包含有VCC线、CANH线、CANL线与GND线。
[0019]本实用新型的工作原理及过程是:TEV监测节点1、TEV监测节点2、TEV监测节点3、TEV监测节点n-l、TEV监测节点n(n与变电站中的开关柜数量有关，η的最大值可达256)实时监测变电站高压开关柜的TEV局部放电信号，TEV传感器检测的暂态对地电压信号的幅值范围为0-1V，频率范围为1-1OOMHz JEV监测单元安装在开关柜表面，各开关柜上的TEV监测单元包含温度传感器、湿度传感器、TEV传感器、CANFD总线控制器和嵌入式处理器。嵌入式处理器将TEV传感器的局部放电模拟信号转换成数字信号，各开关柜上的TEV监测节点通过CANFD总线依次连接，CANro总线在物理上由四根线组成，分别是VCC、CANH、CANL与GND，各TEV监测单元通过CANro总线将TEV信号、温度信号、湿度信号发送到在线监测主机，在线监测主机对各开关柜的TEV信号数据进行分析处理，并可在线修改各监测节点传输数据包的时间间隔。在在线监测主机的监控软件上，用户可根据变电站的具体情况设置报警阈值，监控软件可根据各单元设置的阈值采取相应的措施。
[0020]本实用新型的有益效果为:通过设置有TEV监测节点、TEV监测单元、在线监测主机和CANH)总线，设计合理，布线简便，传输速度快，可靠性高，能够有效提高变电站的高压开关柜局部放电在线监测和及时发现绝缘缺陷。
[0021]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.基于CANro总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统，其特征在于:包括在线监测主机和CANro总线，所述在线监测主机电性连接有报警阈，所述在线监测主机和CANFD总线电性连接，所述CANHL^线电性连接有第一终端电阻和第二终端电阻，所述CANHL^线上电性连接有TEV监测节点，所述TEV监测节点电性连接有TEV监测单元，所述TEV监测节点设置有一个以上，所述第二终端电阻位于最后一个TEV监测节点处。2.根据权利要求1所述的基于CANTO总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统，其特征在于:所述TEV监测单元包含有温度传感器、湿度传感器、TEV传感器、CANH)总线控制器和嵌入式处理器。3.根据权利要求2所述的基于CANTO总线的1kV高压开关柜局部放电在线监测系统，其特征在于:所述CANFD总线包含有VCC线、CANH线、CANL线与GND线。
【专利摘要】本实用新型公开基于CANFD总线的10kV高压开关柜局部放电在线监测系统，包括在线监测主机和CANFD总线，所述在线监测主机电性连接有报警阈，所述在线监测主机和CANFD总线电性连接，所述CANFD总线电性连接有第一终端电阻和第二终端电阻，所述CANFD总线上电性连接有TEV监测节点，所述TEV监测节点电性连接有TEV监测单元，所述TEV监测节点设置有一个以上，所述第二终端电阻位于最后一个TEV监测节点处；该基于CANFD总线的10kV高压开关柜局部放电在线监测系统结构简单，设计合理，使用可靠，能够实时在线检测高压开关柜的绝缘缺陷。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN205333787
【申请号】CN201620049066
【发明人】杨显清, 李婷婷, 陈焕龙
【申请人】深圳友铂科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月19日