一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端的制作方法

本实用新型涉及电力配电自动化系统技术领域，具体涉及一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端。

背景技术：

按国家能源局发布的《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》要求，至2020年配电自动化覆盖率不低于90%。就地型馈线自动化线路具有逻辑简单可靠且不依赖通信实现对故障进行自动处理、建设成本低等优点，目前已在我国架空线配电自动化改造中大规模应用。就地型馈线自动化开关一般前后配置电源电压互感器，开关前侧配置三相五柱式电源电压互感器或单相电源电压互感器，后侧配置单相电源电压互感器。电源电压互感器的作用两个：一、为控制器提供稳定电源；二、采集线路电压，用于电压时间型的逻辑判断。电源电压互感器的运维采用人员定期巡视维护的方式，但电源电压互感器数量激增给运维人员带来了越来越多的运维工作量，且效率低。由于馈线终端属于智能设备，有必要对传统馈线终端做出改进，通过采集的电源电压互感器的电压与开关本体的位置状态等信息进行逻辑判断，实现对电源电压互感器状态实时识别，减轻运维工作量，提升工作效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端，具体技术方案如下：

一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端包括中央处理单元、电源管理模块、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块；所述电源管理模块、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块分别与中央处理单元连接；所述电源管理模块用于将交流电转换为中央处理单元、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块等适用的电源电压；所述开关量采集电路用于采集开关量信号；所述模拟量采集电路用于采集模拟量信号；所述开关控制电路用于监视断路器位置、跳合闸保持以及防跳；所述人机交互模块用于实现人机交互；所述通信模块用于实现与开关设备、配电自动化主站进行通信。

优选地，所述电源管理模块包括AC-DC电路和DC-DC电路。

优选地，所述中央处理单元ARM9处理器、SDRAM、Nand flash、SPI总线的存储芯片AT45DB。

优选地，所述模拟量采集电路包括AD7606芯片采集芯片。

优选地，所述开关控制电路包括7414和245两个芯片。

优选地，所述人机交互模块包括液晶显示屏、按键和指示灯。

优选地，所述通信模块包括RS-232接口、RS-485、以太网接口、无线传输模块。

本实用新型的有益效果为：针对目前我国架空线配电自动化改造中大规模应用就地型馈线自动化开关带来的配套电源电压互感器运维的问题，本申请提供了一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端。在不增加现有就地型馈线自动化开关硬件配置条件下，馈线终端能快速实现对开关两侧的电源电压互感器工作状态的自动识别和告警。与传统通过定期巡视发现电源电压互感器故障的方式相比，本实用新型能实时智能识别电源电压互感器的工作状态，且状态判别的逻辑简单、可靠、准确性高，能极大的减轻运维人员的巡视工作量，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的应用原理图；

其中，PT1为前置电源电压互感器，PT2为后置电源电压互感器。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

一种能实时识别电源电压互感器工作状态的馈线终端包括中央处理单元、电源管理模块、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块；电源管理模块、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块分别与中央处理单元连接。电源管理模块用于将交流电转换为中央处理单元、开关量采集电路、模拟量采集电路、开关控制电路、人机交互模块、通信模块、电源电压互感器工作状态逻辑判断模块等适用的电源电压，包括AC-DC电路和DC-DC电路，先将交流220V电源转换为直流24V电源为电路板供电，电路板上再将直流24V电源转换为5V、3.3V等电压等级为芯片和元器件供电。中央处理单元包括32位的ARM9处理器-ATMEL9G20、扩展了两块SDRAM选用型号为MT48LC16M16A2、扩展一块Nand flash芯片型号为K9F8G08、SPI总线的存储芯片AT45DB(用于存储历史事件等设备信息)。

开关量采集电路用于采集开关量信号，当有开关量信号输入时中央处理单元监测到高电平信号，没有开关量信号输入时，中央处理单元监测不到高电平信号。模拟量采集电路用于采集模拟量信号，来自电源电压互感器的电压、电流信号通过电压、电流互感器转换为低压电压信号，再经过低通滤波电路送至AD芯片，再由AD7606芯片将采集结果送至中央处理单元处理，最后得出电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素和频率等。

开关控制电路用于监视断路器位置、跳合闸保持以及防跳；当中央处理单元发出动作指令后，通过锁存器进行状态保持，光电隔离触发并驱动继电器产生动作，产生输出接点动作，采用7414和245两个芯片配合用于防误动。

人机交互模块用于实现人机交互，包括液晶显示屏、按键和指示灯。通信模块用于实现与开关设备、配电自动化主站进行通信，包括RS-232接口、RS-485、以太网接口、无线传输模块。

电源电压互感器工作状态逻辑判断模块用于判断电源电压互感器的状态是否正常。具体判断过程如下：

（1）当馈线终端FTU采集到开关的前置电源电压互感器PT1的电压U1大于设定值k1U0、开关的后置电源电压互感器PT2的电压U2大于设定值k1U0，且开关位置为合位，则电源电压互感器工作状态逻辑判断模块判定前置电源电压互感器PT1、后置电源电压互感器PT2的工作状态为正常。

（2）当馈线终端FTU采集到开关的前置电源电压互感器PT1的电压U1或后置电源电压互感器PT2的电压U2低于设定值k2U0，且开关位置为合位，则电源电压互感器工作状态逻辑判断模块判定电压低于设定值k2U0对应的电源电压互感器的工作状态为故障状态，原因为令克跌落或电源电压互感器内部熔管烧断或电源电压互感器整体毁坏等。

<c>当馈线终端FTU采集到开关的前置电源电压互感器PT1的电压U1大于某一设定值k1U0、后置电源电压互感器PT2的电压U2大于设定值k1U0，且开关位置为分位，则电源电压互感器工作状态逻辑判断模块判定后置电源电压互感器PT2工作状态为异常，原因为开关本体存在虚假分闸情况或控制器PT2的电压采集回路异常。

本实施方案中，U0为电源电压互感器的额定输出电压，k1取值为0.8，k2取值为0.3。就地型馈线自动化线路中开关采用电压型负荷开关，馈线终端与配电主站间采用无线网络或光纤通信方式，规约采用DL/T634.5101-2002平衡式规约或DL/T634.5104-2002规约。

当10kV配电线路正常运行时，馈线终端FTU实时采集电源电压互感器与开关本体的位置状态等信息，通过逻辑运算实时识别电源电压的工作状态。当判定电源电压互感器发生令克跌落或电源电压互感器内部熔管烧断或电源电压互感器整体毁坏等故障或异常时，馈线终端产生电源电压互感器故障或异常的告警信息并上送至配电自动化主站。由于馈线终端与配电自动化主站系统通信的DL/T634.5101-2002协议支持平衡通信方式或采用DL/T634.5104-2002协议进行通信，即馈线终端将相关的告警信息主动上送配电自动化主站。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。