一种城市轨道交通电力网馈线终端设备控制方法与流程

本发明属于智能电网配电自动化领域，具体是一种城市轨道交通电力网馈线终端设备(简称FTU)控制方法，主要用于轨道交通电力网馈线自动化方面。

背景技术：

供配电自动化是提高供电质量和增强供电可靠性的重要手段，也是当前我国供配电领域的重要研究课题。馈线自动化是供配电自动化的重要内容之一，FTU是馈线自动化的基础，对实现馈线自动化乃至供配电自动化起着十分重要的作用。目前的FTU智能控制器大多只能通过RS232通信接口与供配电自动化主站进行通信，然而RS485串行通信和CAN总线通信是当前最常用的通信方式，现有的FTU智能控制器并不能同时支持这两种通信方式。实际现场应用中真空断路器永磁操动机构控制电路多采用IGBT驱动控制，供配电自动化设备中的无功补偿装置投切也多采用可控硅驱动控制，但是现有的FTU智能控制器也没有用于驱动可控硅和IGBT的PWM输出模块。目前FTU智能控制器普遍存在兼容性差、抗干扰能力差、人机界面不友好、功能单一等问题严重制约了城市轨道交通智能电网供配电自动化的发展。

技术实现要素：

针对现有的FTU智能控制器的不足，本发明提供了一种馈线终端设备的控制方法，该控制方法不仅可以使FTU智能控制器提供监测控制所需的供配电系统运行情况和各种参数，执行供配电主站下发的命令，而且可以通过RS485串行通信接口和CAN总线通信接口与微机管理系统、馈线自动化监控中心和其它设备之间进行通信和实时数据传输，该智能控制器还带有PWM输出模块用于驱动可控硅和IGBT。结构简单，兼容性好，工作可靠，可以广泛地应用在智能电网供配电自动化领域。

本发明的技术解决方案如下：FTU智能控制器监测一条线路电压、电流信号，当检测到线路中出现过流、过压、短路故障时通过RS485串行通信和CAN总线通信将故障信息发送至微机管理系统和馈线自动化监控中心，并通过CPU发出PWM信号驱动IGBT断开真空断路器；当检测到线路中需要进行无功补偿时通过CPU发出PWM信号驱动投切无功补偿装置，进行无功补偿。FTU智能控制器工作时要实时采集各个真空断路器、无功补偿装置的开关状态，并负责将数据送到FTU智能控制器CPU及馈线自动化监控中心，一旦系统或者开关故障立即启动保护程序。当线路故障切除，电压电流恢复正常FTU智能控制器解除报警信息转为实时在线监控。

本发明的有益效果是：该控制方法不仅可以使FTU智能控制器提供监测控制所需的供配电系统运行情况和各种参数，执行供配电主站下发的命令，而且可以通过RS485串行通信接口和CAN总线通信接口与微机管理系统、馈线自动化监控中心和其它设备之间进行通信和实时数据传输，该智能控制器还带有PWM输出模块用于驱动可控硅和IGBT。

附图说明

图1本发明方法组成方框示意图

图2本发明方法的控制流程图

具体实施方式

如图1所示，FTU智能控制器是本发明的核心，其主要有PWM模块、可控硅驱动模块、IGBT驱动模块、人机接口(HMI)模块、通信模块、模拟量输入(AI)模块、数字量输入(DI)模块、数字量输出(DO)模块以及电源模块组成，主要完成电压信号、电流信号、开关状态信号的采集，馈线自动化系统实时工作状态的检测，故障处理及故障信息的远程传送和实现与馈线自动化监控中心和其它设备之间进行通信的功能。

FTU智能智能控制器的CPU模块承担数据采集、计算、逻辑判断、定时、存储等工作；可控硅驱动模块用以投切无功补偿装置，IGBT驱动模块用于真空断路器永磁操动机构的驱动控制；人机接口(HMI)模块包括液晶显示模块、键盘接口模块、状态指示灯模块，主要完成参数设置，显示三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数的实时数据和HMI人机界面声光报警功能；通信模块承担FTU智能控制器与微机管理系统、馈线自动化监控中心、和其它设备之间的通信任务；模拟量输入(AI)模块用于三相电压电流等信号的采集；数字量输入(DI)输出(DO)模块用于输入输出分合闸信号、分合闸位置信号等；电源模块用于为FTU智能控制器各模块提供等级为24V，±15V、5V的高精度电源。

模拟量输入(AI)模块通过霍尔传感器将采集到的电压信号、电流信号转化为±5v的电压信号，经过光耦隔离、放大电路、A/D转换、数字滤波处理后送到FTU智能智能控制器，智能控制器CPU对收集的实时数据进行处理判断。

如图2所示，FTU智能控制器对收集到的数据信息进行判断，当智能控制器检测到馈线自动化系统系统或者真空断路器、无功补偿装置的开关故障，智能控制器通过RS485串行通信和CAN总线通信将相关故障信息发送到微机管理系统和馈线自动化监控中心，并启动HMI人机界面声光报警，同时通过继电器输出断开下游用电设备。

FTU智能控制器实时监测供配电系统线路的功率因数，当智能控制器检测线路中功率因数低于设定值需要进行无功补偿时，FTU智能控制器通过CPU发出PWM信号驱动可控硅投入无功补偿装置直至线路中功率因数满足设定要求。

FTU智能控制器实时监测供配电系统线路的电压、电流信号，当线路中出现过流、过压、短路故障时，FTU智能控制器通过CPU发出PWM信号驱动IGBT控制真空断路器永磁操动机构使断路器跳开，当线路中过流、过压、短路故障清除重新合上断路器。

供配电网需要安装的FTU数量比较多且相距不远，一般很难只用一种通信方式解决问题，因此将RS485串行通信作为就地通信接口和CAN总线通信作为远程通信接口，是当前最常用的通信方式。FTU智能智能控制器智能控制器带有1路RS485串行通信接口，1路CAN总线通信接口，方便实现智能控制器与微机管理系统和馈线自动化监控中心及其它设备之间的实时通信。

以上对本发明所提供的一种城市轨道交通电力网馈线终端设备控制方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明方法的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。