一種基於FTU的分布式饋線自動化監控裝置的製作方法
2023-06-08 14:08:39
本發明涉及電能質量監控技術領域，具體為一種基於ftu的分布式饋線自動化監控裝置。
背景技術：
在電力系統中，各地電力公司都普遍有fa(feederautomation)系統，fa系統又稱之為饋線自動化系統。當配網絡中某節點發生故障時，會導致同一供電區整個區域停電，情況嚴重的還會導致大面積停電。這時fa系統要儘快切除故障區，然後給非故障區恢復供電。
現有的饋線自動化系統控制終端通常按照相同時間間隔對各個檢測點進行狀態參數檢測、採樣和轉換，這種間隔時間成為「周期採樣」或「採樣間隔」被模擬量變化越快，所要採樣周期越短，這樣對輸出結果越精確，但也會加大cpu的計算工作量；反之，造成cpu過於「空閒」，輸出結果過低，不能真實的反應採樣信號的真實情況。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種基於ftu的分布式饋線自動化監控裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。所述基於ftu的分布式饋線自動化監控裝置具有通過pid控制模塊使ftu控制模塊的cpu處理故障信號速度處於最佳狀態、且保證精度，放大模塊保證了ftu控制模塊與stu模塊之間通信精度的特點。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種基於ftu的分布式饋線自動化監控裝置，包括若干組stu模塊、gprs通信模塊、ftu控制模塊以及pid控制模塊，
所述stu模塊，用於採集故障信號，並將所述故障信號輸出；
所述gprs通信模塊，用於接收輸出的故障信號，並將故障信號傳輸至ftu控制模塊；
所述ftu控制模塊，通過接收故障信號並處理；
所述pid控制模塊，分別與ftu控制模塊控制cpu和stu模塊連接。
優選的，所述stu模塊內置為其供電的電源模塊，且連接有數模轉換模塊，該數模轉換模塊連接放大模塊，所述放大模塊與gprs通信模塊連接。
優選的，所述gprs通信模塊連接有ad轉換模塊，該ad轉換模塊通過連接的濾波模塊與pid控制模塊連接。
優選的，所述ad轉換模塊內置用於接收故障信號的採樣保持器。
優選的，所述ftu控制模塊還連接有用於顯示故障信號的顯示器以及用於警示的報警裝置。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：stu模塊檢測到線路上的故障電流信號，並通過數模轉換模塊將檢測的信號進行數模轉換，經放大模塊發送，gprs通信模塊把信號通過ad轉換模塊轉換、濾波後送入到ftu控制模塊中分析處理；pid控制模塊採用臨界比例法，使ftu控制模塊能夠其保持最優處理狀態及精度；通放大模塊將故障信號放大，保證了信號在通信過程中的精度。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖；
圖2為本發明stu模塊採集故障信號示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1，本發明提供一種技術方案：
一種基於ftu的分布式饋線自動化監控裝置，包括若干組stu模塊、gprs通信模塊、ftu控制模塊以及pid控制模塊，
所述stu模塊，用於採集故障信號，並將所述故障信號輸出；
所述gprs通信模塊，用於接收輸出的故障信號，並將故障信號傳輸至ftu控制模塊；
所述ftu控制模塊，通過接收故障信號並處理；
所述pid控制模塊，分別與ftu控制模塊控制cpu和stu模塊連接。
所述stu模塊內置為其供電的電源模塊，且連接有數模轉換模塊，該數模轉換模塊連接放大模塊，所述放大模塊與gprs通信模塊連接。
所述gprs通信模塊連接有ad轉換模塊，該ad轉換模塊通過連接的濾波模塊與pid控制模塊連接。
所述ad轉換模塊內置用於接收故障信號的採樣保持器。
所述ftu控制模塊還連接有用於顯示故障信號的顯示器以及用於警示的報警裝置。
請參閱圖2，圖中為實際配網線路中一條電纜線路，stu1和stu7為饋線出口的斷路器，stu2～stu6為安裝在個環網櫃中的分段開關，stu5設置為常開狀態的網絡開關，設置故障a、b、c分別為配電網饋線中常出現的3種故障情況：出口側故障、饋線中段故障以及環網櫃內部故障，各分段開關上設置智能終端並通過通信網絡互連。
定義故障電流方向為：聯絡開關處於常開狀態下，配電網正常運行時各個stu符合電流方向。
當b發生故障時，stu1、stu2上有故障電流信息，其餘無；當c發生故障時，stu1～stu4上有故障電流信息，其他無。
ftu控制模塊採用單片機80c196kb，其通過地址數、數據總線多線程連接時鐘晶片ds12887、eprom、uvramm、總線緩衝器，eprom(32k字節的27256)中數據在寫入後可永久保存，uvramm作為數據存儲器和定值存儲器，其存儲數據可以因其他原因造成系統程序幹擾而重啟可快速恢復運行，總線緩衝器提高了ftu控制模塊的抗幹擾能力和總線驅動能力。
其上還設有人機接口單元，用於接顯示器、報警器和通訊串口，其中顯示器採用4×16字符液晶顯示器，顯示故障信號，通訊串口實現ftu控制模塊與其他設備之間的通訊，ftu控制模塊內置設有plm軟體，軟體內預設運行程序，運行程序可以根據通訊串口進行實際情況調整。
濾波模塊採用低通濾波器；ad轉換模塊為12位的ad574，誤差小；轉換精度高；gprs通信模塊選擇華為的gtm900a，其為雙頻段無線模塊，接收信號靈敏，高速率數據傳輸，性價比較高；放大模塊採用isoemu(a)-p-o-t磁電可調信號隔離模塊，抗幹擾，全量程範圍內極高的線性度(非線性度<0.1％)，使用方便免零點增益調節；數模轉換模塊為ad922它採用多級差分流水線架構，內置輸出糾錯邏輯，在25msps數據速率時可提供12位精度，並保證在整個工作溫度範圍內無失碼；stu模塊為具有抗幹擾能力強，程序準確，自動復位等優點的ds-1(450w)。
首先預選擇一個足夠短的採樣周期讓stu模塊工作；僅加入比例控制環節，直到stu模塊對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大係數和臨界振蕩周期；在一定的控制度下通過公式計算得到pid控制器的參數。
pid控制模塊檢測ftu控制模塊cpu輸出端檢測周期，控制stu模塊採集周期增大或者降低，stu模塊採集的檢測周期有所改變後，其內通過反饋單元將信號傳遞到控制單元前端，從而經過其控制單元處理後使stu模塊採集周期增加或降低，如此過程反覆，即可以達到控制stu模塊採集故障信號的目的，使ftu控制模塊cpu處理故障信號的速度處於最佳狀態，精度也最好，不使cpu處理過快導致工作量大，增加負擔，也不使因cpu過於「空閒」，輸出結果過低。同時通過isoemu(a)-p-o-t磁電可調信號隔離模塊將故障信號放大，保證了信號在stu模塊與ftu控制模塊通信過程中的精度。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。