專利名稱：一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能質量控制終端系統(tǒng)，具體講涉及一種配電網(wǎng)的廣義電能質量控制終端系統(tǒng)。
技術背景電能質量控制終端系統(tǒng)是對配電網(wǎng)電能質量進行監(jiān)控的重要設備。目前，大多數(shù)配電臺區(qū)采用功能單一電能質量控制器，如無功補償控制器，其主要功能為三相電壓/電流測量、記錄、統(tǒng)計分析、電容器投切控制等。隨著人們生活水平的提高及家用電器的大量使用，部分地區(qū)配電變壓器輸出電壓偏低；此外，由于老式變壓器損耗大，需要更換成有載調容變壓器。因此，傳統(tǒng)的功能單一的電能質量控制器已無法適用。 本發(fā)明人長期潛心研究的基礎上，提出了將廣義電能質量控制終端將無功補償、有載調壓、有載調容等功能相結合的技術方案，在實現(xiàn)無功補償?shù)幕A上同時能調節(jié)配電變壓器的輸出電壓、容量，進一步改善了電能質量，同時提高了變壓器的工作效率
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)符合電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及農(nóng)網(wǎng)智能化的需求，對傳統(tǒng)的配電網(wǎng)電能質量監(jiān)測、分析以及控制等操作進行了深化和拓展，實現(xiàn)了無功補償、有載調壓、有載調容等技術的綜合應用、廣義電能質量控制，具有多種通信方式及靈活方便的人機交互功能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接；所述主板包括IXD屏、按鍵LED和中央處理單元；所述中央處理單元包括單芯片雙核處理器和存儲器；所述功能板包括接口、WIFI單元、電源單元、ADC、互感器、信號調理電路、上行通信單元和下行通信單元。本實用新型提供的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述接口包括遙控接口、遙信接口、以太網(wǎng)接口、串口、TSC控制接口、直流遙測接口和USB接口。本實用新型提供的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述單芯片雙核處理器包括DSP和ARM。本實用新型提供的另一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述功能板的TSC控制接口與復合開關連接。本實用新型提供的再一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述功能板的遙控接口分別與有載調壓分接開關和調容分接開關連接。本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述功能板的WIFI單元設有無線Web Service服務單元。[0013]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述功能板的串口 RS485與剩余電流動作保護器和智能電能表連接。本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，所述功能板的直流遙測接口與溫度傳感器、濕度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鬟B接。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明得到的有益效果是I、本實用新型終端系統(tǒng)將無功補償、有載調壓和有載調容技術相結合，可有效改善配電網(wǎng)的電能質量，提高配電變壓器的工作效率；2、本實用新型終端系統(tǒng)采用單元化結構和總線接口技術，終端的功能具有可擴展性，并可方便更換功能單元；3、本實用新型終端系統(tǒng)主板采用單芯片雙核處理器，DSP與ARM分工明確，提高了 整體的工作效率，同時也避免了采用分立芯片所帶來的PCB設計的復雜性與不可靠性；4、本實用新型終端系統(tǒng)功能板內(nèi)置WIFI單元，并提供無線Web Server服務，用戶通過手持終端可以方便地進行數(shù)據(jù)交互，避免登桿等繁瑣操作；5、本實用新型終端系統(tǒng)通過上行和下行通信單元支持多種通信方式，并提供標準的通信模塊接口，以滿足不同客戶需求；6、本實用新型終端系統(tǒng)主板具備帶觸摸功能的LCD屏及豐富的人機界面，使得人機交互的操作簡潔、方便。

圖I為配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)的板卡結構圖；圖2為配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)的硬件及其外圍設備連接圖。
具體實施方式
下面結合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。實施例I :如圖I配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)的板卡結構圖所示，本例的實用新型配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)采用分立板卡式結構，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板(總線插槽)，板卡包括主板、功能板I和功能板II。其中功能板I包括遙控接口、遙信接口、TSC(晶閘管投切電容)控制接口、直流遙測接口、USB接口、串口、以太網(wǎng)接口、WIFI單元(RT3070);功能板II包括電源單元、ADC、互感器及信號調理電路和上/下行通信單元。兩塊功能板可方便地從終端下方插拔，其接線端子朝下，使終端具備內(nèi)嵌式和壁掛式兩種安裝方式。如圖2配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)的硬件及其外圍設備連接圖所示，電能質量控制終端中央處理單元采用了雙核處理器0MAP-L138 (375MHz的DSP核+ARM核)及大容量的存儲器，利用DSP單元進行數(shù)據(jù)采集、信號處理及實時控制；ARM則通過嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互、數(shù)據(jù)存儲、通信功能等?；趶V義電能質量控制終端適用于IOOkVA及以上，負荷水平中等或較高的配電臺區(qū)。故該終端系統(tǒng)可實現(xiàn)電能質量監(jiān)測與分析，包括交流電壓、電流的采集，功率因數(shù)的計算；諧波的分析及三相不平衡的統(tǒng)計；電壓波動、閃變、暫降及中斷的監(jiān)測。用于數(shù)據(jù)采集的A/D轉換芯片為ADI公司生產(chǎn)的AD7656，具有16位分辨率，采樣率可達250ksps，同時具有高信噪比、低功耗等優(yōu)點。無功補償，終端系統(tǒng)可通過功能板內(nèi)的TSC控制接口外接復合開關，實現(xiàn)基于TSC的無功功率的補償。有載調壓，終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的遙控接口連接有載調壓分接開關實現(xiàn)對變壓器輸出電壓的調節(jié)。 有載調容，終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的遙控接口連接有載調容分接開關實現(xiàn)對變壓器兩種容量進行切換。配電變壓器的保護，利用功能板內(nèi)的遙控接口操作配電箱/柜的進出線開關，實現(xiàn)過壓、過流、過負荷、欠壓及過熱保護功能。狀態(tài)監(jiān)測，終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的遙信接口監(jiān)測配電箱/柜的進出線開關狀態(tài)和有載調壓/調容分接開關狀態(tài)。人機交互功能，本地主板采用帶觸摸功能的5寸LCD屏，并提供豐富易用的人機界面，并利用LED實現(xiàn)無功補償投切指示、有載調壓分接指示、變壓器容量檔位運行指示；遠程則采用無線接入方式(WIFI接口、Web Service服務)與手持終端進行人機交互。功能板內(nèi)的串口 RS485接口連接剩余電流動作保護器，以實現(xiàn)剩余電流動作保護，其包括剩余電流值監(jiān)測，剩余電流動作保護器失壓告警、漏電告警、漏電保護動作檢測，數(shù)據(jù)處理、存儲及傳輸。通信單元，功能板內(nèi)的通信單元包括上行和下行通信單元，支持多種標準的通信方式。上行通信方式包括光纖以太網(wǎng)專網(wǎng)通信、GPRS無線公網(wǎng)通信、230M無線專網(wǎng)通信；下行通信方式包括以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(EPON)通信、微功率無線通信、電力線載波通信、RS485
坐寸ο環(huán)境監(jiān)測，終端系統(tǒng)利用功能板內(nèi)的溫濕度傳感器及終端的直流遙測功能實時監(jiān)測環(huán)境溫度及濕度。遙測電路采用了高精度線性光耦HCNR200和低噪聲運算放大器實現(xiàn)信號的隔離與轉換，將4 20mA直流電流信號轉換為I 5V直流電壓信號；該電路具有低成本、高線性度、高穩(wěn)定度、頻帶寬等優(yōu)點。最后應該說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求范圍當中。
權利要求1.一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接； 所述主板包括IXD屏、按鍵LED和中央處理單元；所述中央處理單元包括單芯片雙核處理器和存儲器； 所述功能板包括接口、WIFI單元、電源單元、ADC、互感器、信號調理電路、上行通信單元和下行通信單元。
2.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述接口包括遙控接口、遙信接口、以太網(wǎng)接口、串口、TSC控制接口、直流遙測接口和USB接口。
3.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述單芯片雙核處理器包括=DSP和ARM。
4.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的TSC控制接口與復合開關連接。
5.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的遙控接口分別與有載調壓分接開關和調容分接開關連接。
6.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的WIFI單元設有無線Web Service服務單元。
7.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的串口 RS485與剩余電流動作保護器和智能電能表連接。
8.如權利要求I所述的一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，其特征在于所述功能板的直流遙測接口與溫度傳感器、濕度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鬟B接。
專利摘要本實用新型涉及一種配電網(wǎng)廣義電能質量控制終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨立板卡、背板；所述獨立板卡包括主板和功能板；所述背板通過總線接口分別與所述主板、功能板連接。本實用新型的終端系統(tǒng)主板采用單芯片雙核處理器及大容量的存儲器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號處理及實時控制、人機交互、數(shù)據(jù)存儲、通信功能等，并將無功補償、有載調壓、有載調容等技術進行綜合應用，在實現(xiàn)無功補償?shù)幕A上同時能調節(jié)配電變壓器的輸出電壓、容量，進一步改善了電能質量，同時提高了變壓器的工作效率。
文檔編號H02J13/00GK202651892SQ201220266438
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者盛萬興, 孫軍平, 李玉凌, 許保平, 李二霞, 姜建釗, 樊勇華, 孫智濤 申請人:中國電力科學研究院