[发明专利]一种配电线路故障自愈控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明公开一种配电线路故障自愈控制器及其控制方法，属于配电自动化领域。适合于配电自动化柱上分段开关控制中的故障隔离和恢复供电。

背景技术

随着我国智能电网技术的高速发展以及城乡用电负荷与日俱增, 人们对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。目前，占我国电网大多数的农村电网和中小城市电网还普遍使用无通道重合模式或通过配电自动化主站来实现基本的故障隔离和恢复供电功能（主站DA模式）。第一种方式是传统的柱上开关控制器重合算法，利用失压保护、电流闭锁和备自投功能，隔离故障时需要多次冲击，恢复时间长，对系统影响大。第二种方式，对通信的依赖程度大，要求高，对各个FTU上送信息的实时性和准确性要求很高，自动化投入费用高，不利于大面积推广应用。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种配电线路故障自愈控制器及其控制方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电线路故障自愈控制器及其控制方法：利用脉动闭锁功能，在线路发生故障重合时，能够利用电压脉动信号闭锁备投，既缩短了恢复供电的时间，又防止多次合到故障线路上，对设备造成冲击，有利于配电网稳定运行。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种配电线路故障自愈控制器，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、电流等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、控制等操作。

作为优选，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。

作为优选，所述主处理器采用MCF5272通用主处理器，具体可以选择型号为MCF5272CVF66的32-bit主处理器。

作为优选，所述存储单元包括SRAM、SDRAM和FLASH RAM，其中，SDRAM是主处理器的工作内存；SRAM在装置掉电时，由电池给SRAM供电，保证其内部数据不丢失，用于存储重要历史数据；FLASH RAM是不挥发存储器，用于保存装置运行自举程序、操作系统、应用程序、DSP程序、配置文件等。

作为优选，所述DSP处理单元采用AD公司的高集成度单片数字信号处理器ADSP-2185。DSP使用串行口周期性地由A/D转换器取得采样数据，然后通过数字滤波和一定的变换算法实时计算电量信号，由DMA接口传送至主处理器进行处理、存储和传输。DSP单元根据主处理器设定的检测类型负责故障类型的检测。DSP将数字信号进行傅离叶变换得到信号的实部和虚部，计算取得信号的基波幅值，作为故障检测的依据。一般可检测的故障类型有：相间过流故障、单相接地故障、 断路器两侧失压、断路器一侧有压、一侧无压。 当DSP检测到上面所列的任何一种故障类型，设置检测标志，发送中断请求通知主处理器进行逻辑判断。

所述FPGA单元的逻辑电路包括：模拟输入量的多路选择控制和定时转换；主CPU和DSP之间的接口控制；时钟电路；数字量输入时序控制。

作为优选，所述通信单元包括RS232通信口（RS232）、USB维护口（USB）、以太网口（TCP/IP）和CAN 通信口（CAN）。

作为优选，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。