配电自动化测控终端的设计

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:刘晓东 王茜 兰子龙
[导读] 由于配电网增加了投资并建立了测控系统,因此当今的配网已经趋向自动化和智能化。
        摘要:由于配电网增加了投资并建立了测控系统,因此当今的配网已经趋向自动化和智能化。智能配电终端可以使用更灵活、适应配电系统应用特性的无线通信,并可以实现自动控制变电站区域中的断路器并切换无功补偿装置的功能。本文对该功能以及对投切进行深入研究,希望能为配电自动化行业的发展做出贡献。
        关键词:配电自动化;测控终端;设计
引言
        配电自动化是促进国民经济和社会发展的重要公共基础设施。近年来,中国在配电网建设上的投资稳步增长,并取得了一些成功。但是,现有配电网的功能和结构仍然比较统一,配电网的故障管理功能和自主自愈功能较弱,因此供电可靠性水平与国际先进水平之间的差距很大。统计数据显示,中国超过85%的停电是受到了配电网络故障影响的。
1、控制终端的配电自动测量概述
        配电自动化测控终端是一种基于先进的32位DSP内核和高速工业网络技术的新型配电终端。该结构是插入式前接线结构。它结合了遥测、远程报警、远程控制、保护和通讯等功能,并广泛用于配电室、配电或环形网络机柜以及其他多回路集中监控系统中,可以与通信系统结合使用,以形成各种自动化系统,从而在带有电子站的环形和非环形网络中进行配电。主站执行配电自动化功能,例如监视配电线路的运行状态、隔离故障以及恢复无故障区域的电源[1]。
2、终端设备配电自动化的结构和功能
        了解配电自动化终端设备的基本结构和功能是改进相关设备和关键技术的关键。在配电自动化终端设备中,主要使用自动化终端设备,以实现关键技术的有效整合,将主设备与自动化系统相结合,提高配电系统无功补偿的效率,从而充当终端设备。它在断路器中的积极作用弥补了传统技术的不足。自动化终端分配设备可以有效地控制传统的区域分配系统,适当的管理和控制中心可以提供与系统操作有关的数据信息。借助主站设备和分配设备以及更复杂的指令,最终实现自动化和智能控制的目标。在配电自动化终端设备中,输入接口电路属于基本的配电自动化链路,并且通过适当的接口电路应用,我们可以确保设备和配电网络组件并使终端设备可用。重要指标参数的有效显示使相关维护人员能够在终端配电自动化设备的运行状况下正常运行,从而改善常见故障和西宁预测电路的质量。通信设备是实现自动化的组成部分,它可以通过以太网有效地连接到电力系统,也可以通过串行接口发送数据。它有效地控制了适当的控制模块,并在通信环境中正常工作。连接并验证相关的工作控制回路是否起作用,还能监视配电自动化设备终端的运行状态。电源电路在自动配电终端设备中的作用也非常重要。如果在操作设备时遇到停电的麻烦,可以致电UPS电源以确保有保证的低压输出。这大大提高了自动化终端分配设备的效率。当前,一些用于配电自动化的终端设备不适合220V交流。用于接收与电压相关的数据采样信号的大多数电涌保护设备可以有效地参考主机的配置参数。避免当线路断开时,确保设备正常运行[2]。
3、测控模块功能的实现
        3.1、交流采样YC插件
        来自380VAC主线上的PT和CT二次测量的电压和电流信号通过测量微型PT(2mA/2mA)和测量微型CT(5A/2.5mA)转换为小电流信号并进行测量。在微电路的前面测量交流电干扰,产生干扰信号。必须根据滤波器电路对其进行滤波,滤除干扰,然后将其插入单芯片CMOS器件的ADG1311YRUZ端口。ADG1311YRU包含四个采用CMOS技术设计的独立可选开关。核心板根据数据采集的需要,有选择地将每个CMOS通道连接至核心板上的MAX11046电源系统监控芯片。根据实际磁场线电路数,每个测控端子最多可配置4个交流采样插件,每个YC插件可采集16个电流值(3相ABC和来自线路的零序电流)和12个电流值(三相电流ABC或A,B,C,来自四条线路的零序电流)和四个电压值(三相电压A,B,C,零序电压)也可以收集,交流信号将通过变压器和互感电流,隔离后的器件将发送AD快速采样。通过更改配置信息,每个电压组可以与任何电流组组合。数据处理后的信号为单个值,不能指示远程测量的大小。它必须缩放并转换为一个值,以计算视出功率、功率因数、有功功率、无功功率等,来供操作人员监视和控制[3]。
        3.2、数据处理插件
(底板)数据处理单元使用高速数字DSP信号处理器作为主处理器,并负责收集数据,处理数据并执行所有插件管理任务。例如电源运行、数据传输状态、现场监视等都比较更直观。它包括通过主站的各种通讯接口(2个以太网连接,2个RS485通讯,2个RS232通讯,1个CAN通讯,1个USB通讯)配电网络的运行参数。通过主站可以实现设备运行状态的采集、分析、制图、曲线、远程监控、远程测量、远程报警和远程控制。图1为通信接口示意图[4]。
       
图1通信接口示意图
DSP(数字信号处理器)是一种微处理器,可通过数字信号处理大量信息,并具有强大的数据处理能力和高速性。它的工作原理是接收模拟信号,将其转换为数字信号0或1,然后修改。除了通用的微处理器之外,它还具有每秒编程多达数万个复杂指令程序和实时执行速度的能力,它正在成为数字世界中越来越重要的芯片。该数据处理插件是具有单精度浮点单元(FPU)-TMS320F28335PGFA、16x16、16x16和32x32媒体访问控制(MAC)操作且具有双MAC的高性能32位CPU。选择总线架构,6通道DMA处理器,2个LANCAN模块控制器和其他功能。它具有16位转换性能,并符合严格的电源行业标准。8通道同步采样简化了硬件,其相位对应于效率所需的最高功率因数。高阻抗输入阻抗1GΩ简化的PCB设计,±20mA钳位,防止电涌并简化了外部保护电路。对于以太网通信,只需简单的端口编程即可。3.2用于交流采样的YC插件可测量来自AC380V主线电流互感器的电压和电流信号,以及使用小电流互感器(2mA/2mA)进行电流互感器的二次测量。使用小电流互感器(5A/2.5mA)转换为小电流互感器,在进入测量微电路之前,使用干扰的干扰功能来测量电流信号的干扰能力。干扰通过滤波器线路进行滤波,然后经过滤波并输入到单芯片CMOS器件的ADG1311YRUZ端口。ADG1311YRU包含四个采用CMOS技术设计的独立可选开关。核心板根据数据采集的需要,有选择地将每个CMOS通道连接至核心板上的MAX11046电源系统监控芯片。根据实际磁场线电路数,每个测控端子最多可配置4个交流采样插件,每个YC插件可采集16个电流值(3相ABC和4相来自线路的零序电流)和12个电流值(三相电流ABC或A,C,来自四条线路的零序电流)和四个电压值(三相电压A,B,C,零序电压)也可以收集,交流信号将通过变压器和互感电流,隔离后的器件将发送AD快速采样[5]。
结束语
        在配电自动化系统的实际操作过程中可能会发生某些问题。例如,如果分发终端由于超时而没有响应消息,则通信将中断。我们要谨慎确定具体原因,这可能是终端设备或区域网络关机问题,例如不向设备发送消息或将设备返回消息。通常,配电自动化在提高电源可靠性方面起着积极的作用。
参考文献:
[1]王辉丽.配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用分析[J].化工管理,2018(36):182-183.
[2]马俊,齐增海.配电自动化终端设备在电力配网自动化的实践[J].科学技术创新,2018(35):182-183.
[3]彭超.配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用探讨[J].科技风,2018(29):194.
[4]尹元亚.试论电力配网自动化中配电自动化终端设备的应用[J].电子世界,2018(16):188-189.
[5]熊伟.配电自动化终端设备在电力配网自动化的应用[J].科技风,2018(20):209.
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