[发明专利]一种配电线路故障自愈控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：包括主处理器，与主处理器相连的存储器单元、DSP处理单元、FPGA单元、遥控输出单元、通信单元和液晶显示单元，以及为上述各个单元供电的电源单元，所述控制器进一步包括模拟量转换单元和开关量输入单元，所述模拟量转换单元分别与DSP处理单元和FPGA单元相连，所述开关量输入单元通过串行总线与FPGA单元相连；电压、电流模拟量经过模拟量转换单元转换后数字信号后，送入DSP处理单元进行处理，各开关状态值通过开关量输入单元输入到FPGA单元，主处理器通过DMA方式读取DSP处理单元内的各相关数据和计算结果，同时通过FPGA单元读取开关量输入单元的各开关状态值，然后通过遥控输出单元控制各个开关状态，同时通过通信单元和液晶显示单元进行通信、维护、控制操作。

2.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述模拟量转换单元包括变压器、低通滤波器、多路转换器、电压更随放大器和A/D转换器，所有的模拟输入量经模拟输入变压器或飞电容转换，然后滤波，再经过多个8选1 CMOS多路转换器选择，多路转换器的输出由电压跟随放大器驱动，送入A/D转换器转换为数字量，A/D转换器的输出以串行数据流的形式送入DSP处理单元进行处理。

3.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述主处理器采用MCF5272通用主处理器。

4.如权利要求3所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述主处理器具体选择型号为MCF5272CVF66的32-bit主处理器。

5.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述存储单元包括SRAM、SDRAM和FLASH RAM。

6.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述DSP处理单元采用AD公司的数字信号处理器ADSP-2185。

7.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述通信单元包括RS232通信口、USB维护口、以太网口和CAN 通信口。

8.如权利要求1所述的一种配电线路故障自愈控制器，其特征在于：所述电源单元使用浮地的直流电源输入，通过内部的DC/DC转换器，产生共地的+5V、+15V与-15V、及不共地的+24V直流输入作为内部逻辑电路、模拟电路及“干”接点输入光电隔离电流驱动电源，总功耗小于8W。

9.一种配电线路故障自愈控制方法，其特征在于：所述控制方法应用在双端电源，开环供电的配电线路中，整个配电线路包括第一电源，第二电源，第一电源和第二电源的出线端设有对应的第一断路器和第二断路器，第一断路器和第二断路器之间设有数个柱上分段开关，每个柱上分段开关均配置有一个权利要求1所述的配电线路故障自愈控制器，所述控制器用于设置失压判别、过电流判别、小电流接地判别、备自投功能控制程序，自动实现故障区域隔离，非故障区域恢复供电；柱上分段开关之间设有常开的联络开关，当配电线路发生二相及以上短路或接地短路故障时，其故障自愈控制方法包括如下具体步骤：

步骤1-1：故障点发生短路故障，第一断路器过流保护动作，线路断电；

步骤1-2：由第一电源供电的各个分段开关检测到失压后，通过配电线路故障自愈控制器启动失压保护动作，分段开关分闸；

步骤1-3：第一断路器延时2~30秒后重合闸；

步骤1-4：第一电源与故障点之间的分段开关依次检测到一侧有压、一侧无压，符合备投条件，执行备投；

步骤1-5：由于故障点存在，第一电源与故障点之间离故障点最近的分段开关备投到故障线路上后，通过配电线路故障自愈控制器检测到过流信息，加速分闸，不再执行备投指令；

步骤1-6：故障点的另一侧，由第二电源供电，联络开关检测到一侧有压，一侧无压，满足备投条件，执行备投；

步骤1-7：故障点与联络开关之间的分段开关失压保护后，通过配电线路故障自愈控制器检测到一侧电压恢复并在规定时间内消失，符合脉动电压闭锁条件，闭锁备投功能；

步骤1-8：故障点两侧的分段开关处于分闸状态，故障点被成功隔离，配电线路中的其余分段开关处于合闸状态，非接地区域恢复供电；

当配电线路发生单相接地故障时，其故障自愈控制方法包括如下具体步骤：

步骤2-1：故障点发生接地故障，第一断路器做小电流接地试跳，分闸；

步骤2-2：由第一电源供电的各个分段开关检测到失压后，失压保护动作，所述分段开关分闸；

步骤2-3：第一断路器延时2~30秒后重合闸；

步骤2-4：第一电源与故障点之间的分段开关依次检测到一侧有压、一侧无压，符合备投条件，执行备投；

步骤2-5：由于故障点存在，第一电源与故障点之间离故障点最近的分段开关备投到故障线路上后，检测脉动电压3U₀存在，加速分闸，不再执行备投指令；

步骤2-6：故障点的另一侧，由第二电源供电，联络开关检测到一侧有压，一侧无压，满足备投条件，执行备投；

步骤2-7：故障点与联络开关之间的分段开关失压保护后，一侧电压恢复并在规定时间内消失，在这段时间内通过配电线路故障自愈控制器检测到存在一个脉动电压3U₀，符合脉动电压闭锁条件，闭锁备投功能；

步骤2-8：故障点两侧的分段开关处于分闸状态，单相接地区域被成功隔离，配电线路中的其余分段开关处于合闸状态，非接地区域恢复供电。