[实用新型]基于嵌入式技术的消弧线圈控制器装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，具体涉及一种消弧线圈控制器装置，适用于3～60kV中性点经自动调谐消弧线圈接地电网，能够在正常情况下计算出电容电流，在接地故障情况下快速准确选出故障线路。

背景技术

我国3～60kV配电网广泛采用中性点经自动调谐式消弧线圈接地方式，控制器作为自动调谐消弧线圈的重要组成部分完成计算电容电流和接地故障选线两个功能。在电网正常情况下控制器应准确计算出电容电流并调节消弧线圈至最佳补偿状态，在单相接地故障情况下应快速准确选出故障线路，避免故障扩大。

目前传统的微机型控制器装置分为两大类，单片机装置和工控机装置。单片机装置的基本特征是采用8位或16为单片机芯片，1M以下内存，单色液晶。由于单片机装置的CPU运算速度低，因此无法运行复杂程序，导致计算电容电流和故障选线的正确性不高。由于单片机装置不支持彩色液晶，不能使用键盘鼠标，因此人机交互能力差。工控机装置采用32位CPU，内存可达64M以上，且具备硬盘，因此可以运行复杂的算法程序，计算更加正确。但是由于工控机采用多个板卡共用PCI总线的架构，导致功耗较大，且风扇等易损元件较多，长时间运行后可靠性较差。现场迫切需要能够长期可靠运行，且功能强大的新型控制器装置。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出适用于中性点经自动调谐消弧线圈接地电网的控制器装置，填补了国内外相关技术领域的空白。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于嵌入式技术消弧线圈控制器装置，所述控制器装置包括嵌入式主板、模拟量变换器板卡、开关量输出板卡和工业液晶显示器；其特征为：

所述嵌入式主板与模拟量变换器板卡、开关量输出板卡、工业液晶显示器通过背板连接线相连；

通过二次电缆将消弧线圈电流互感器和电压互感器的副边模拟信号接入控制器装置的模拟量变换器板卡；

通过二次电缆将消弧线圈调节开关的档位信号接入控制器装置的开关量输入板卡；

通过二次电缆将消弧线圈调节开关的控制信号接入控制器装置的开关量输出板卡。

嵌入式主板安装嵌入式WinCE操作系统，不同的硬件功能对应WinCE操作系统的驱动程序，应用程序通过这些驱动程序对硬件进行控制。嵌入式WinCE操作系统可靠性高、功能强大，最突出的特点就是界面风格为Windows，支持USB鼠标、USB键盘、U盘，人机交互性能很好，而且具有TCP/IP协议，以太网功能强大。

控制器装置的工作原理是：外部交流信号通过电缆接入模拟量变换器板卡，变换器将信号转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号。CPU对数字信号进行计算，在正常情况下计算出电容电流，在接地故障情况下选出故障线路同时保存故障完整数据。控制器通过开关量输出板输出硬节点信号控制消弧线圈一次设备，实现自动调谐功能。电容电流及选线结果采用三种方式输出：①液晶汉字化显示；②通过串口输出报警信号；③通过以太网输出报警信号。

控制器装置综合了单片机和工控机的优点，既保留了单片机的高可靠性，又实现了工控机的高性能，完全满足现场要求。

本实用新型的优点如下：

1、集成度高，控制器装置所有板卡集成在一个4U机箱内，核心的CPU、内存、AD等芯片集成在一块电路板(主板)上，高速总线集成在主板内，主板与其他板卡之间不通过高速总线连接，提高了装置可靠性。

2、运算速度快，采用32位ARM芯片，主频可达500MHz。

3、采用WinCE操作系统，可靠性高，功能强大。

4、控制器装置能够记录故障数据，即录波功能支持USB鼠标、USB键盘、U盘，人机交互性能很好。

5、主机具备网口，能够通过以太网上传选线信息，能够连接到局域网和Internet。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是嵌入式主板的结构示意图；

图3是AD功能的原理图；

图4是DI功能的原理图；

图5是DO功能的原理图；

图6是以太网功能的原理图。

具体实施方式

下面结合说明书如图，通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。