本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位，目前小電流接地系統(tǒng)的配電網(wǎng)中設(shè)置有大量的注入信號(hào)源。在配電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)多個(gè)單相接地注入信號(hào)源并列運(yùn)行在同一個(gè)電源的情況。并列運(yùn)行的單相接地注入信號(hào)源需要頻繁調(diào)節(jié)，甚至導(dǎo)致中性點(diǎn)電壓在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)波動(dòng)，影響了配電可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中提出的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供了一種基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)，包括：光交換機(jī)；分別與所述光交換機(jī)通過光纖連接的多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器；與所述光交換機(jī)通過光纖連接的單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器包括相連接的控制芯片和存儲(chǔ)芯片。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器包括設(shè)置有CPU的主板、開關(guān)量輸出板卡和背板，所述開關(guān)量輸出板卡和所述主板均與所述背板相連接。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源控制器還包括開關(guān)量輸入板卡，所述開關(guān)量輸入板卡與所述背板相連接；或

所述單相接地注入信號(hào)源控制器還包括模擬量變換器板卡，所述模擬量變換器板卡與所述背板相連接，所述主板還包括A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片與所述CPU相連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器包括模擬量變換器板卡、主板、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān)量輸入板卡和背板，所述開關(guān)量輸出板卡、所述開關(guān)量輸入板卡、所述模擬量變換器板卡和所述主板均與所述背板相連接；所述主板包括依次連接的CPU和A/D轉(zhuǎn)換芯片。

進(jìn)一步地，所述主板還包括依次連接的以太網(wǎng)控制芯片、以太網(wǎng)到光纖轉(zhuǎn)換芯片和光纖收發(fā)芯片，所述光纖收發(fā)芯片通過光纖與所述光交換機(jī)相連接。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源控制器還包括與所述CPU相連接的液晶顯示器。

進(jìn)一步地，所述主板還包括與所述CPU相連接的串口芯片。

本實(shí)用新型還提供了另一種基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)，包括：光交換機(jī)；分別與所述光交換機(jī)通過光纖連接的多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器；與所述光交換機(jī)通過光纖連接的單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器；與每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器對(duì)應(yīng)地相連接的一注入信號(hào)源，所述注入信號(hào)源包括真空斷路器、電流互感器和電壓互感器。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器包括相連接的控制芯片和存儲(chǔ)芯片；每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器包括模擬量變換器板卡、主板、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān)量輸入板卡和背板，所述開關(guān)量輸出板卡、所述開關(guān)量輸入板卡、所述模擬量變換器板卡和所述主板均與所述背板相連接；所述主板包括依次連接的CPU和A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述模擬量變換器板卡分別與所述電流互感器和所述電壓互感器相連接；所述開關(guān)量輸出板卡和所述開關(guān)量輸入板卡分別與所述真空斷路器相連接。

本實(shí)用新型提供的基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)選擇一個(gè)在電源側(cè)的注入信號(hào)源控制器設(shè)為主控制器，同時(shí)閉鎖其他信號(hào)源，從而保證在任何一個(gè)來自同一個(gè)電源的區(qū)域內(nèi)，只有一臺(tái)注入信號(hào)源工作，其余閉鎖，從而提高了配電可靠性。

附圖說明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)的組成圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制器的組成圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)的另一組成圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)，包括：光交換機(jī)10；分別與所述光交換機(jī)通過光纖連接的多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器20；與所述光交換機(jī)通過光纖連接的單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30包括相連接的控制芯片和存儲(chǔ)芯片。

具體地，該存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)有配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30被部署為調(diào)度主站服務(wù)器，用于計(jì)算配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析最佳的單相接地注入信號(hào)源。

具體地，所述光交換機(jī)10和單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30安裝在調(diào)度主控室。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化將導(dǎo)致多個(gè)注入信號(hào)源在同一個(gè)電網(wǎng)中并列運(yùn)行時(shí)，單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器將選擇一個(gè)在電源側(cè)的注入信號(hào)源控制器設(shè)為主控制器，同時(shí)閉鎖其他信號(hào)源。這樣就保證在任何一個(gè)來自同一個(gè)電源的區(qū)域內(nèi)，只有一臺(tái)注入信號(hào)源工作，其余閉鎖，從而提高了配電可靠性。

一旦通過光交換機(jī)接到閉鎖指令，單相接地注入信號(hào)源控制器就禁用其本地控制功能。

作為獨(dú)立的本地注入信號(hào)源控制器，主控制器根據(jù)電網(wǎng)電壓的變化，檢測(cè)到發(fā)生單相接地故障后，將輪流將其對(duì)應(yīng)的注入信號(hào)源的ABC三相的真空斷路器閉合，使ABC三相逐一經(jīng)電阻接地，產(chǎn)生注入電流信號(hào)，以保證安裝在線路上的故障定位裝置進(jìn)行故障定位。

進(jìn)一步地，如圖2所示，每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器20包括設(shè)置有CPU的主板21、開關(guān)量輸出板卡22和背板25，所述開關(guān)量輸出板卡22和所述主板21均與所述背板25相連接。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源控制器20還包括開關(guān)量輸入板卡23，所述開關(guān)量輸入板卡23與所述背板25相連接；或

所述單相接地注入信號(hào)源控制器20還包括模擬量變換器板卡24，所述模擬量變換器板卡24與所述背板25相連接，所述主板還包括A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片與所述CPU相連接。

根據(jù)單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30進(jìn)行最優(yōu)單相接地注入信號(hào)源選擇時(shí)所依據(jù)的信息不同，部署在單相接地注入信號(hào)源本地的單相接地注入信號(hào)源控制器20可以對(duì)應(yīng)地設(shè)置模擬量變換器板卡24或開關(guān)量輸入板卡23。

優(yōu)選地，如圖2所示，每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器20包括模擬量變換器板卡24、主板21、開關(guān)量輸出板卡22、開關(guān)量輸入板卡23和背板25，所述開關(guān)量輸出板卡22、所述開關(guān)量輸入板卡23、所述模擬量變換器板卡24和所述主板21均與所述背板25相連接；所述主板包括依次連接的CPU和A/D轉(zhuǎn)換芯片。

進(jìn)一步地，所述主板21還包括依次連接的以太網(wǎng)控制芯片、以太網(wǎng)到光纖轉(zhuǎn)換芯片和光纖收發(fā)芯片，所述光纖收發(fā)芯片通過光纖與所述光交換機(jī)10相連接。

進(jìn)一步地，所述單相接地注入信號(hào)源控制器還包括與所述CPU相連接的液晶顯示器。

進(jìn)一步地，所述主板21還包括與所述CPU相連接的串口芯片，所述串口芯片與自動(dòng)化后臺(tái)相連接。

在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器20通過光纖連接到光交換機(jī)上，與單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30實(shí)時(shí)通信，上傳本地單相接地注入信號(hào)源的信息；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)，調(diào)度主站服務(wù)器選擇某個(gè)在電源側(cè)的單相接地注入信號(hào)源控制器作為主控制器，同時(shí)閉鎖其他單相接地注入信號(hào)源控制器；當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，所述主控制器控制其對(duì)應(yīng)的單相接地注入信號(hào)源向配電網(wǎng)內(nèi)注入信號(hào)，其他單相接地注入信號(hào)源由于閉鎖不會(huì)向配電網(wǎng)內(nèi)注入信號(hào)。

如圖3所示，該基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)，包括：光交換機(jī)10；分別與所述光交換機(jī)通過光纖連接的多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器20；與所述光交換機(jī)通過光纖連接的單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30；與每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器20對(duì)應(yīng)地相連接的一注入信號(hào)源40，所述注入信號(hào)源40包括真空斷路器、電流互感器(Current Transformers，以下簡(jiǎn)稱CT)和電壓互感器(Phase voltage Transformers，以下簡(jiǎn)稱PT)。

進(jìn)一步地，如圖2所示，所述單相接地注入信號(hào)源調(diào)度控制器30包括相連接的控制芯片和存儲(chǔ)芯片；每個(gè)所述單相接地注入信號(hào)源控制器20包括模擬量變換器板卡24、主板21、開關(guān)量輸出板卡21、開關(guān)量輸入板卡22和背板25，所述開關(guān)量輸出板卡22、所述開關(guān)量輸入板卡23、所述模擬量變換器板卡24和所述主板21均與所述背板25相連接；所述主板21包括依次連接的CPU和A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述模擬量變換器板卡24分別與所述電流互感器和所述電壓互感器相連接；所述開關(guān)量輸出板卡22和所述開關(guān)量輸入板卡23分別與所述真空斷路器相連接。

如圖2所示，單相接地注入信號(hào)源控制器20，可控制任意型號(hào)單相接地注入信號(hào)源，控制器與單相接地注入信號(hào)源之間通過二次電纜連接，控制器可以實(shí)時(shí)采集單相接地注入信號(hào)源的信息，所示信息包括單相接地注入信號(hào)源電壓互感器、電流互感器采集的電壓、電流信號(hào)，以及單相接地注入信號(hào)源調(diào)節(jié)開關(guān)的檔位信號(hào)；控制器并且能夠?qū)蜗嘟拥刈⑷胄盘?hào)源進(jìn)行控制。

光交換機(jī)用于連接所有的控制器，光交換機(jī)的速度為1000M，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)的通信要求。

如圖2所示，控制器20的所有模塊都連接在背板25上。通過二次電纜將單相接地注入信號(hào)源電流互感器CT和電壓互感器PT的副邊模擬信號(hào)接入模擬量變換器板卡24。A1、A2、An表示模擬量變換器板卡24上的模擬量變換器，能夠?qū)㈦妷汉碗娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)?5V與+5V之間的低壓模擬量信號(hào)，該模擬量進(jìn)入嵌入式主板21后首先進(jìn)行低通濾波，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。

通過二次電纜將單相接地注入信號(hào)源調(diào)節(jié)開關(guān)，即真空斷路器的檔位信號(hào)接入控制器20的開關(guān)量輸入模塊23，DI1至DIn表示開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換單元。

CPU對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。通過二次電纜將單相接地注入信號(hào)源調(diào)節(jié)開關(guān)，即真空斷路器的控制信號(hào)接入控制器20的開關(guān)量輸出模塊22，DO1至DOn表示開關(guān)量輸出模塊22上的繼電器單元。

本地單相接地注入信號(hào)源相連的真空斷路器的動(dòng)作結(jié)果由液晶LCD漢字化顯示，或者通過串口上傳到自動(dòng)化后臺(tái)。

光纖以太網(wǎng)由以太網(wǎng)控制芯片CS8900A、以太網(wǎng)到光纖轉(zhuǎn)換芯片10BASE-FX轉(zhuǎn)換芯片IP113A、光纖收發(fā)芯片AFBR5803構(gòu)成，CS8900A通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線連接到CPU。IP113A是把10BASE-T信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖信號(hào)，該信號(hào)通過AFBR5803光纖收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)收發(fā)，AFBR5803的發(fā)射與接收接入光纖網(wǎng)絡(luò)。

具體地，本實(shí)施例基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)，包括多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器和一個(gè)光交換機(jī)，所述多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器能夠通過光纖連接到所述光交換機(jī)上，多個(gè)控制器之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，形成分布式控制系統(tǒng)，所述分布式控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制；每一單相接地注入信號(hào)源控制器通過二次電纜與相對(duì)應(yīng)的一單相接地注入信號(hào)源相連，相對(duì)應(yīng)的單相接地注入信號(hào)源電壓互感器、電流互感器采集單相接地注入信號(hào)源的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，所述單相接地注入信號(hào)源的電壓信號(hào)、電流信號(hào)以及單相接地注入信號(hào)源真空斷路器的檔位信號(hào)通過二次電纜上傳至該單相接地注入信號(hào)源控制器；所述單相接地注入信號(hào)源控制器通過二次電纜向?qū)?yīng)的單相接地注入信號(hào)源真空斷路器輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；所述光交換機(jī)安裝在調(diào)度主控室，多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器將所述對(duì)應(yīng)單相接地注入信號(hào)源的電壓信號(hào)、電流信號(hào)以及單相接地注入信號(hào)源真空斷路器的檔位信號(hào)通過光纖傳輸至光交換機(jī)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)單相接地注入信號(hào)源控制器的實(shí)時(shí)通信；所述光交換機(jī)同時(shí)與調(diào)度主站服務(wù)器相連，調(diào)度主站服務(wù)器用于計(jì)算供電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析最佳的單相接地注入信號(hào)源。

該單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取多個(gè)注入信號(hào)源裝置的電壓、電流數(shù)據(jù)，并及時(shí)向目標(biāo)注入信號(hào)源裝置發(fā)出閉鎖或開啟指令。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化，導(dǎo)致多個(gè)單相接地注入信號(hào)源在同一個(gè)電網(wǎng)中并列運(yùn)行時(shí)。調(diào)度主站服務(wù)器自動(dòng)選擇一個(gè)在電源側(cè)的單相接地注入信號(hào)源，將其控制器設(shè)為主控制器，同時(shí)閉鎖其他單相接地注入信號(hào)源。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，僅僅由主控制器控制相應(yīng)的單相接地注入信號(hào)源注入信號(hào)。這樣就保證在任何一個(gè)來自同一個(gè)電源的區(qū)域內(nèi)，只有一臺(tái)單相接地注入信號(hào)源工作，其余閉鎖。

本基于光纖通信的單相接地注入信號(hào)源控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、能夠有效解決同一個(gè)電網(wǎng)中有多套單相接地注入信號(hào)源的情況，避免單相接地注入信號(hào)源誤動(dòng)和頻繁調(diào)節(jié)，從而提高了配電可靠性。

2、所述控制器為嵌入式工控機(jī)，可控制多種形式的單相接地注入信號(hào)源，并且其通信方式為光纖以太網(wǎng)，便于多機(jī)互聯(lián)通信。

3、多個(gè)控制器采用光纖以太網(wǎng)通信，信號(hào)傳輸實(shí)容量大、衰減小、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。

上面描述的內(nèi)容可以單獨(dú)地或者以各種方式組合起來實(shí)施，而這些變型方式都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。