专利名称：一种配电网自愈控制终端系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自愈控制终端系统，更具体涉及一种安装于配电网馈线柱上开关处的自愈控制终端系统。
技术背景自愈作为智能配电网的“免疫系统”，是智能配电网最重要的特征。自愈控制的重点在于提高电网所有元件的可观测性和可控制性，增强对电力设备参数、电网运行状态以及分布式能源的监测作用，这就对传感与量测技术提出了更高的要求。而传统的自愈控制终端主要功能为三相电压/电流测量与统计分析、遥控、遥信、遥测、通信等功能，已不能满足智能配电网的需求。 本实用新型的自愈控制终端可监测馈线柱上开关双侧的电压、电流信号，并进行统计分析，同时可监测开关温度、导线温度及应力，并利用GPS模块获取精确时钟，对配电网进行实时记录、暂态录波、运行参数监视、实时记录数据及暂态录波等数据处理，实现各个节点的同步测量，为确保电力系统全局稳定性控制创造了条件。
发明内容本实用新型的目的是提供一种配电网自愈控制终端系统，该系统结合智能配电网的发展趋势，应用自愈控制技术提高电网的供电可靠性，减少停电时间，实现配电网的自我预防和自我恢复功能。自愈控制终端系统利用GPS模块实现时钟同步及同步相量测量，同时具有功能的可扩展性及灵活方便的人机交互功能。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种配电网自愈控制终端系统，该系统包括独立板卡、背板；所述独立板卡包括主板和功能板；所述背板通过总线接口分别与所述主板、功能板连接；所述主板包括SD卡、中央处理单元、按键LED ;所述中央处理单元采用单芯片双核处理器和大容量的存储器；所述功能板包括接口、GPS单元、WIFI单元、ADC、互感器、信号调理电路、GPRS/230M单元、充电芯片、电源单元、锂电池。本实用新型提供的一种配电网自愈控制终端系统，所述接口包括遥控接口、遥信接口、以太网接口、串口、直流遥测接口、USB接口。本实用新型提供的另一优选的一种配电网自愈控制终端系统，所述单芯片双核处理器包括DSP和ARM。本实用新型提供的再一优选的一种配电网自愈控制终端系统，所述功能板的WIFI单元设有无线Web Service服务单元。本实用新型提供的又一优选的一种配电网自愈控制终端系统，所述功能板的遥信接口与开关量状态传感器连接。本实用新型提供的又一优选的一种配电网自愈控制终端系统，所述功能板的直流遥测接口与温度传感器、湿度传感器、导线温度传感器和应力传感器连接。本实用新型提供的又一优选的一种配电网自愈控制终端系统，所述功能板的遥控接口与线路开关连接。由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是I、本实用新型终端系统采用单芯片双核处理器，DSP与ARM分工明确，提高了整体的工作效率，同时也避免了采用分立芯片所带来的PCB设计的复杂性与不可靠性；2、本实用新型终端系统采用单元化结构和总线接口技术，终端的功能具有可扩展性，并可方便更换功能单元；3、本实用新型终端系统内置WIFI单元，并提供无线Web Server服务，用户通过手持终端可以方便地进行数据交互，避免登杆等繁琐操作；4、本实用新型终端系统通过GPS单元获取精确地时钟源，确保多个终端的时钟同
I K
少；5、本实用新型终端系统内置锂电池并具有充电功能，在交流电源切断后终端可运行一个小时以上，无需外接备用电源；6、本实用新型终端系统支持多种通信方式，并提供标准的通信单元接口，以满足不同客户需求。
图I为本实用新型配电网自愈控制终端系统的板卡结构图；图2本实用新型配电网自愈控制终端系统的硬件及其外围设备连接具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。实施例I :如图I所示该终端系统包括独立板卡，背板(总线插槽)，且板卡通过背板(总线插槽)进行连接，板卡包括主板、功能板I和功能板II。其中功能板I包括遥控接口、遥信接口、直流遥测接口、USB接口、串口、以太网接口、GPS单元(GS-89M)和WIFI单元(RT3070)；功能板II包括电源单元、互感器及信号调理电路、ADC、GPRS/230M单元(无线通信单元)、锂电池及其充电芯片。两块功能板可方便地从终端系统下方插拔，其接线端子朝下，使该终端具备内嵌式和壁挂式两种安装方式。如图2所示自愈控制终端系统的中央处理单元采用了双核处理器0MAP-L138(375MHz的DSP核+ARM核)及大容量的存储器，利用DSP单元进行数据采集、信号处理及实时控制；ARM则通过嵌入式操作系统实现人机交互、数据存储、通信功能等。自愈控制终端安装于IOkV配电网馈线柱上开关处，自愈控制终端系统通过功能板内的互感器及信号调理电路、ADC来采集开关双侧的电压、电流信号，并计算幅值、相角、谐波、零序电流、零序电压。用于数据采集的A/D转换芯片为ADI公司生产的AD7656，具有16位分辨率，采样率可达250ksps，同时具有高信噪比、低功耗等优点。自愈控制终端系统利用功能板内的遥信接口外接开关量状态传感器采集开关状态信号(开、闭状态)、开关储能信号、开关压力异常信号及开关故障报警信号。[0029]自愈控制终端系统利用功能板内的直流遥测接口外接温湿度传感器及终端的直流遥测功能实时监测环境温度及湿度。遥测电路采用了高精度线性光耦HCNR200和低噪声运算放大器实现信号的隔离与转换，将Γ20πιΑ直流电流信号转换为f5V直流电压信号，该电路具有低成本、高线性度、高稳定度、频带宽等优点。自愈控制终端系统利用功能板内的直流遥测接口外接导线温度、应力传感器来检测开关的温度、导线的温度及应力。自愈控制终端系统利用功能板内的遥控接口外接线路开关实现开关跳闸、合闸和闭锁功能。自愈控制终端系统包括有线和无线通信功能，支持多种标准的通信方式。有线通信包括2个(光纤)以太网接口 ；无线通信支持GPRS无线公网通信、230M无线专网通信方式。自愈控制终端系统采用无线接入方式(WIFI接口、Web Service服务)与手持终端 (如PDA)进行人机交互。自愈控制终端系统通过功能板内的GPS模块获取时钟源，确保多个终端的时钟同步，实现各个节点的同步测量。自愈控制终端系统具备USB接口和SD卡插槽，支持在线/离线写入或更改软件系统的部分模块。自愈控制终端系统功能板内置备用电源。开关双侧的电压互感器、内置的锂电池均能为终端供电，且交流电源断电后终端仍能运行一个小时以上；交流电源未断时终端可利用充电芯片MAX1551为锂电池充电。最后应该说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
权利要求1.一种配电网自愈控制终端系统，该系统包括独立板卡、背板；所述独立板卡包括主板和功能板；所述背板通过总线接口分别与所述主板、功能板连接； 所述主板包括SD卡、中央处理单元、按键LED ;所述中央处理单元采用单芯片双核处理器和大容量的存储器； 所述功能板包括接口、GPS单元、WIFI单元、ADC、互感器、信号调理电路、GPRS/230M单元、充电芯片、电源单元、锂电池。
2.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述接口包括遥控接口、遥信接口、以太网接口、串口、直流遥测接口、USB接口。
3.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述单芯片双核处理器包括DSP和ARM。
4.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述功能板的WIFI单元设有无线Web Service服务单元。
5.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述功能板的遥信接口与开关量状态传感器连接。
6.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述功能板的直流遥测接口与温度传感器、湿度传感器、导线温度传感器和应力传感器连接。
7.如权利要求I所述的一种配电网自愈控制终端系统，其特征在于所述功能板的遥控接口与线路开关连接。
专利摘要本实用新型涉及一种配电网自愈控制终端系统，系统包括独立板卡、背板；所述独立板卡包括主板和功能板；所述背板通过总线接口分别与所述主板、功能板连接。本实用新型的终端系统主板采用单芯片双核处理器及大容量的存储器实现数据采集、信号处理及实时控制、人机交互、数据存储、通信功能等，并利用GPS单元获取精确时钟，对配电网进行实时记录、暂态录波、运行参数监视、实时记录数据及暂态录波等数据处理，实现各个节点的同步测量，为确保电力系统全局稳定性控制创造了条件。
文档编号G05B19/418GK202649795SQ20122026643
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者盛万兴, 孙军平, 李玉凌, 许保平, 李二霞, 姜建钊, 樊勇华, 孙智涛 申请人:中国电力科学研究院