專利名稱：配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力線路檢測(cè)及控制裝置，尤其涉及一種配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端(Line Terminal Unit，簡(jiǎn)稱LTU)，屬于配電自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力網(wǎng)絡(luò)中，配網(wǎng)是供電的載體，其穩(wěn)定性和安全性直接關(guān)系著供電安全，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義，同時(shí)配電自動(dòng)化也是智能電網(wǎng)的重要組成部分。配電自動(dòng)化通常而言就是在配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)。架空線路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和架空線路故障定位是目前困擾配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)重要原因。建立數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition 系統(tǒng)，也即配網(wǎng) SCADA 系統(tǒng))，以全面掌握配網(wǎng)線路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)。依據(jù)配網(wǎng)SCADA 系統(tǒng)才可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、狀態(tài)估計(jì)、故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等高級(jí)應(yīng)用。目前配電架空線路的運(yùn)行參數(shù)是通過變電站內(nèi)饋線開關(guān)和線路上安裝的帶有智能控制器的柱上開關(guān)來(lái)獲得，但是由于柱上開關(guān)數(shù)量有限，而且架空線路分支較多，主干線路也較長(zhǎng)，因此后臺(tái)管理中心難以無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確全面的掌握線路數(shù)據(jù)。架空線路故障定位則更加影響著配網(wǎng)的安全運(yùn)行，并且配網(wǎng)線路是最容易發(fā)生故障的系統(tǒng)之一，快速定位故障位置以指導(dǎo)線路工區(qū)及時(shí)搶修和恢復(fù)供電將是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化所必須解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種LTU，以解決現(xiàn)有技術(shù)難以及時(shí)全面準(zhǔn)確采集配電線路運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)以及難以準(zhǔn)確定位配電線路故障的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的LTU包括電子互感器耦接于配電線路，用于檢測(cè)配電線路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)；控制器耦接于所述電子互感器，用于計(jì)算、分析、存儲(chǔ)所述互感器檢測(cè)的配電線路運(yùn)行參數(shù)；通信模塊耦接于所述控制器，用于配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端及其與后臺(tái)管理中心之間的數(shù)據(jù)交互；電源模塊連接于所述控制器或者同時(shí)連接于所述控制器和通信模塊，用于向所述控制器或同時(shí)向所述控制器和通信模塊提供工作電源。本發(fā)明提供的LTU可以通過電子互感器實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面的采集線路的電流、電壓、功率、諧波等數(shù)據(jù)，檢測(cè)線路的相間短路、過電流、單相接地、過壓、欠壓、缺相、斷電等故障或者異常狀態(tài)，并通過通信模塊及時(shí)上傳線路數(shù)據(jù)以及本發(fā)明的狀態(tài)信息至后臺(tái)管理中心，便于后臺(tái)管理中心對(duì)配電線路的管理，可見本發(fā)明可以明顯提高配電自動(dòng)化水平，增加配電線路的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述電源模塊包括直接提供直流工作電源的直流不間斷電源和自取電模塊。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述直流不間斷電源為閥控鉛酸蓄電池，并與所述自取電模塊連接以接受所述自取電模塊的充電。
根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述自取電模塊為變壓器。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，還包括柱上開關(guān)，連接于所述控制器和配電線路，用于根據(jù)所述控制器的指令控制配電線路的斷開和導(dǎo)通。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，還包括存儲(chǔ)模塊，連接于所述控制器， 用于擴(kuò)展所述控制器的存儲(chǔ)容量。根據(jù)上述配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，還包括輸入/輸出模塊，連接于所述控制器，用于輸入操作指令及輸出該配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端的狀態(tài)參數(shù)、所述控制器處理或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述輸入/輸出模塊為顯示屏和鍵盤， 或者為觸摸屏。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，還包括報(bào)警模塊，耦接于所述控制器， 用于當(dāng)發(fā)生配電線路故障或該配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端發(fā)生故障時(shí)接收所述控制器的指令并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)上述LTU的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述通信模塊包括光纖通信模塊和 GPRS通信模塊。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為了解決現(xiàn)有技術(shù)難以準(zhǔn)確全面的采集配電線路數(shù)據(jù)以及難以準(zhǔn)確判斷故障位置的問題，本發(fā)明提供一種配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端。圖1示意性的示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其應(yīng)用方式，需要提前說明的是，“耦接”包括但不限于“物理連接”，例如圖1所示的控制器2和通信模塊8之間可以通過線纜連接，也可以通過光電耦合或電磁耦合的方式“連接”。如圖1所示，本發(fā)明的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端優(yōu)選實(shí)施例1包括控制器2、電子互感器5、電源模塊7和通信模塊8。 其中電子互感器5耦接于配電線路11，用于檢測(cè)配電線路11的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。控制器2 耦接于電子互感器5和通信模塊8，主要用于計(jì)算、分析、存儲(chǔ)配電線路運(yùn)行參數(shù)，還用于接收并執(zhí)行通信模塊8傳送的指令以及控制電子互感器5、通信模塊8、電源模塊7以及其他可以改進(jìn)本優(yōu)選實(shí)施例LTU的功能模塊的運(yùn)行時(shí)序。通信模塊8用于本優(yōu)選實(shí)施例及其與后臺(tái)管理中心13之間的數(shù)據(jù)交互，通信模塊8是通過通信網(wǎng)絡(luò)12和后臺(tái)管理中心13之間建立聯(lián)系通道，其還可以通過該通信網(wǎng)絡(luò)12與其他遠(yuǎn)方終端進(jìn)行通信。電源模塊7同時(shí)連接于控制器2和通信模塊8，用于為二者提供工作電源。由于控制器2的輸出端口具有一定的電壓電平，因此在其他實(shí)施例中，電源模塊可以不與通信模塊連接，而是由控制器的輸出端口直接向通信模塊提供工作電源。在本優(yōu)選實(shí)施例中，電子互感器5是采集配電架空線路三相電壓和電流的一次設(shè)備，其用以同時(shí)采集配電線路11的電壓電流。與電磁互感器相比，電子互感器在本優(yōu)選實(shí)施例中具有測(cè)量范圍廣、應(yīng)用方式靈活、體積小、能耗低、用途多樣等優(yōu)點(diǎn)。控制器2為本優(yōu)選實(shí)施例LTU的中央處理器，其不但可以接收模擬量輸入，還可以接收開關(guān)量輸入，其負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)量、故障判斷、信息上傳、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程控制等功能。利用電子互感器5實(shí)時(shí)測(cè)量配電線路11的三相電流、電壓、零序電壓和零序電流等，控制器2通過內(nèi)部計(jì)算，得到線路的有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、諧波分量等參數(shù)。其中直接對(duì)架空線路零序電流和零序電壓的測(cè)量是通過電子互感器5 二次輸出三相合成方式得到的。控制器2的芯片可以為 DSP (Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理器)、單片機(jī)、FPGA (Field-Programmable Gate Array, 3 JgjnJISfM Π )> ASIC (Application Specific Integrated Circuit, 專用集成電路)等，尤其以32位DSP為佳，并且優(yōu)選采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，這樣可以更好的保證操作的實(shí)時(shí)性和多任務(wù)處理。通信模塊8是聯(lián)系本優(yōu)選實(shí)施例LTU和后臺(tái)管理中心13的通道，可以采取但不限于光纖通信和GPRS通信兩種模式，例如本優(yōu)選實(shí)施例的通信模塊8包括光纖通信模塊和GPRS (General Packet Radio krvice，通用分組無(wú)線服務(wù))通信模塊(圖中未示出)以通過光纖網(wǎng)絡(luò)和/或GSMOilcAal System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)管理中心13進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。為了提高電源模塊7的供電可靠性，本優(yōu)選實(shí)施例的電源模塊7包括直接提供直流工作電源的直流不間斷電源和自取電模塊。其中直流不間斷電源優(yōu)選為可循環(huán)充放電電池，自取電模塊可以為太陽(yáng)能電池板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者利用配電線路的磁場(chǎng)進(jìn)行自取電的線圈、利用配電線路的電場(chǎng)進(jìn)行自取電的電容、直接連接至配電線路進(jìn)行自取電的變壓器等。本優(yōu)選實(shí)施例的電源模塊7的直流不間斷電源為閥控鉛酸蓄電池71及其自取電模塊為變壓器72，閥控鉛酸蓄電池71和變壓器72互連，這樣可以使變壓器72直接或通過電源模塊7的整流電路等間接向閥控鉛酸蓄電池71充電，以補(bǔ)充停電期間閥控鉛酸蓄電池 71耗損的電能。變壓器72可以為一單相變壓器，其輸入為兩相線路的線電壓，如圖1所示， 變壓器72直接連接于配電線路11，若在10KV系統(tǒng)中，輸入為10KV，輸出為220V/110V交流電源，然后再經(jīng)由設(shè)置于電源模塊7中的整流電路、濾波電路等向控制器2和通信模塊8提供工作電源，其可以向下面所述的柱上開關(guān)6提供操作電源。免維護(hù)的閥控鉛酸蓄電池71 可以在線路停電的情況下，為控制器2、通信模塊8等提供工作電源，保證本優(yōu)選實(shí)施例LTU 可以連續(xù)工作，并且在本優(yōu)選實(shí)施例中，電子互感器5和變壓器72都連接于柱上開關(guān)6之前，這樣可以保證在柱上開關(guān)6斷開之后，變壓器72仍然可以從配電電路11取得電能。電源模塊7 (也可以設(shè)定控制器2對(duì)電池進(jìn)行控制)可以根據(jù)閥控鉛酸蓄電池71的充放電曲線對(duì)其進(jìn)行活化控制、保護(hù)切除、均充/浮充控制等，最大限度地使閥控鉛酸蓄電池71工作在最佳狀態(tài)，合理地控制其充放電深度。在現(xiàn)有的配電線路中，部分線路已經(jīng)設(shè)有柱上開關(guān)，本發(fā)明可以與配電線路已經(jīng)安裝的柱上開關(guān)進(jìn)行配合，后臺(tái)管理中心13可以通過本發(fā)明遠(yuǎn)程控制柱上開關(guān)的分合，通過設(shè)定控制器2的參數(shù)，本發(fā)明可以控制兩臺(tái)或多臺(tái)柱上開關(guān)。當(dāng)確定了故障精確范圍后， 通過遙控柱上開關(guān)，把故障區(qū)段隔離出來(lái)，恢復(fù)其他無(wú)故障區(qū)段的供電，如此可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于尚未設(shè)置柱上開關(guān)的配電架空線路，同時(shí)為了增加本優(yōu)選實(shí)施例LTU的集成優(yōu)勢(shì)，本優(yōu)選實(shí)施例LTU還可以包括柱上開關(guān)6，其連接于控制器2以及配電線路11之間，用于根據(jù)由控制器2直接發(fā)送的指令控制配電線路11的斷開和導(dǎo)通。也即， 本優(yōu)選實(shí)施例具有繼電器輸出功能和開關(guān)量輸入功能，控制柱上開關(guān)的分閘和合閘、檢測(cè)開關(guān)的狀態(tài)，并上傳開關(guān)狀態(tài)信息。本優(yōu)選實(shí)施例LTU的控制器2具有完整的數(shù)據(jù)檢測(cè)及存儲(chǔ)功能，例如可以檢測(cè)和存儲(chǔ)配電線路整點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)、S0E(SeqUence Of Event，事件順序)、參數(shù)越限數(shù)據(jù)、開關(guān)狀態(tài)變位、系統(tǒng)真實(shí)遙信信息、故障發(fā)生、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，還可以存儲(chǔ)告警、裝置上電、 裝置掉電、裝置復(fù)位、信號(hào)復(fù)位、遙控操作、修改定值、裝置自檢錯(cuò)誤、故障電流大小及發(fā)生時(shí)刻、遙控發(fā)生的時(shí)刻，狀態(tài)及類型、遙信變位的時(shí)間及狀態(tài)等信息，并且可以通過通信模塊8將該類信息發(fā)送至后臺(tái)管理中心13以利于后臺(tái)管理中心13判斷和決策。上述各類信息可以保存在控制器2的非易失性存儲(chǔ)單元內(nèi)，以保證掉電保持并支持遠(yuǎn)程查詢歷史數(shù)據(jù)，便于后臺(tái)管理中心13分析。為了擴(kuò)展本優(yōu)選實(shí)施例LTU的存儲(chǔ)容量，本優(yōu)選實(shí)施例LTU 中設(shè)有連接于控制器2的存儲(chǔ)模塊4，存儲(chǔ)模塊4可以為但不限于一非易失性存儲(chǔ)器，例如 SD卡，還可以是擴(kuò)展插槽或接口。本優(yōu)選實(shí)施例LTU還包括連接于控制器2的輸入/輸出模塊9，用于輸入操作指令及輸出本優(yōu)選實(shí)施例LTU的狀態(tài)參數(shù)、控制器2處理或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)等，例如支持現(xiàn)場(chǎng)修改參數(shù)、操作柱上開關(guān)6、查詢SOE等操作。輸入/輸出模塊9可以為但不限于顯示屏和鍵盤，或者觸摸屏。為了直觀的確定故障發(fā)生位置，本優(yōu)選實(shí)施例LTU還包括報(bào)警模塊3，其耦接于控制器3，當(dāng)配電線路11發(fā)生故障或本優(yōu)選實(shí)施例LTU發(fā)生故障時(shí)，除了控制器2將故障信息通過通信模塊8上傳至后臺(tái)管理中心13，該報(bào)警模塊3還可以執(zhí)行控制器2的指令并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行就地報(bào)警，便于管理人員查找故障位置。本優(yōu)選實(shí)施例LTU還可以包括一時(shí)鐘(圖中未示出)，以通過通信模塊8接受后臺(tái)管理中心13的遙控對(duì)時(shí)，保證數(shù)據(jù)的時(shí)鐘同步。綜上所述，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)架空線路遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)。例如實(shí)時(shí)采集線路的電流、電壓、功率、諧波等數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)可以秒為時(shí)間單位及時(shí)上傳，為配電自動(dòng)化提供數(shù)據(jù)支持；準(zhǔn)確檢測(cè)線路發(fā)生的故障情況，包括相間短路、過電流、單相接地、過壓、欠壓、 缺相、斷電等故障或者異常狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)故障精確定位，為提高供電可靠性提供技術(shù)支持； 可以與柱上開關(guān)進(jìn)行配合，后臺(tái)管理中心可以遠(yuǎn)程控制柱上開關(guān)的分合，當(dāng)確定故障精確范圍后，通過遙控柱上開關(guān)，把故障區(qū)段隔離出來(lái)，恢復(fù)其他無(wú)故障區(qū)段的供電；架空線路所帶負(fù)載變動(dòng)大，線路改造頻繁，線路的輸送功率和供電方向經(jīng)常變動(dòng)，因此判斷故障的數(shù)值需要隨之改動(dòng)，這些改動(dòng)都可以通過本發(fā)明由后臺(tái)管理中心遠(yuǎn)程改變，使用靈活?？傊?， 本發(fā)明不但可以提高配電自動(dòng)化水平，而且可以增加配電的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，包括電子互感器耦接于配電線路，用于檢測(cè)配電線路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)；控制器耦接于所述電子互感器，用于計(jì)算、分析、存儲(chǔ)配電線路運(yùn)行參數(shù)；通信模塊耦接于所述控制器，用于配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端及其與后臺(tái)管理中心之間的數(shù)據(jù)交互；電源模塊連接于所述控制器或者同時(shí)連接于所述控制器和通信模塊，用于向所述控制器或同時(shí)向所述控制器和通信模塊提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，所述電源模塊包括直接提供直流工作電源的直流不間斷電源和自取電模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，所述直流不間斷電源為閥控鉛酸蓄電池，并與所述自取電模塊連接以接受所述自取電模塊的充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，所述自取電模塊為變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，還包括柱上開關(guān)，連接于所述控制器和配電線路，用于根據(jù)所述控制器的指令控制配電線路的斷開和導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，還包括存儲(chǔ)模塊，連接于所述控制器，用于擴(kuò)展所述控制器的存儲(chǔ)容量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，還包括輸入/輸出模塊，連接于所述控制器，用于輸入操作指令及輸出該配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端的狀態(tài)參數(shù)、 所述控制器處理或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，所述輸入/輸出模塊為顯示屏和鍵盤，或者為觸摸屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，還包括報(bào)警模塊，耦接于所述控制器，用于當(dāng)發(fā)生配電線路故障或該配電自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端發(fā)生故障時(shí)接收所述控制器的指令并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其特征在于，所述通信模塊包括光纖通信模塊和GPRS通信模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端，其包括電子互感器耦接于配電線路，用于檢測(cè)配電線路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)；控制器耦接于所述電子互感器，用于計(jì)算、分析、存儲(chǔ)配電線路運(yùn)行參數(shù)；通信模塊耦接于所述控制器，用于配電線路自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端及其與后臺(tái)管理中心之間的數(shù)據(jù)交互；電源模塊連接于所述控制器或者同時(shí)連接于所述控制器和通信模塊，用于向所述控制器或同時(shí)向所述控制器和通信模塊提供工作電源。本發(fā)明可以明顯提高配電自動(dòng)化水平，增加配電線路的安全性和可靠性。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102487217SQ201010570230
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者呂強(qiáng), 陳菊明 申請(qǐng)人:北京水木源華電氣有限公司