[发明专利]基于嵌入式平台的馈线自动化保护终端

说明书

本发明提供一种基于嵌入式平台的馈线自动化保护终端，涉及供电网络安全及电气设备技术领域，以DSP芯片TMS320F28335为核心处理器，利用片上自带两路串口实现S232/RS485通讯，外扩W5100进行以太网通讯，利用芯片I/O管脚通过光隔控制实现遥控，总线扩展16位高精度AD芯片ADS8556实现遥测，总线接口光电隔离实现遥信。本发明的有益效果是可以实现：1、微信号的高精度数据采集计算；2、配网零序功率保护；3、配网接地复合电流保护；4、超低功耗的嵌入式硬件平台。

技术领域

本发明涉及供电网络安全及电气设备技术领域，尤其涉及一种基于嵌入式平台的馈线自动化保护终端。

背景技术

随着经济社会发展，各行各业对供电可靠性的要求越来越高。供电可靠性是电力系统的重要考核指标，目前国家电网公司考核供电可靠性的指标包括：跳闸率、客户投诉率、配电停运率等。

在电网结构中，配电网由于量大、面广，线路上分支较多，网络结构复杂，故障点多，特别是短路电流较小的单相接地故障发生的次数更多，占各种故障的绝大部分。通过技术手段，实现故障就地切除、缩小停电范围、缩短停电时间，提高供电可靠性势在必行。

馈线自动化保护终端通过实时采集、分析故障信号特征，选择性的切除配电线路故障，自动上送故障记录和录波数据，可以极大地提高供电可靠性，并为不同网络结构下的不同故障类型提供分析依据，具有良好的社会意义和经济价值。

现有馈线自动化保护终端，还存在如下几个方面的不足：

(1)微信号的高精度数据采集计算

配电线路多采用不接地或小电流接地系统，发生单相接地故障时，由于不能形成回路，导致线路上的故障电流非常小。同时，由于配电线路较短，发生相间短路时故障电流又比较大。这就要求馈线保护终端必须兼顾小信号的采样精度和大信号时的采样范围，而现有馈线自动化保护终端不能实现。

(2)配网零序功率保护

无法实现接地故障检测，无法实现全相保护，无法实现在投入电阻的情况下和无电阻的情况下，都能有效判别接地故障。

(3)配网接地复合电流保护

不能实现配网接地故障的准确检测，未实现最简化配置，检测阻抗有限。

(4)超低功耗的嵌入式硬件平台

配电网在逐步推广CVT互感器的应用，该互感器在高精度、轻量化的同时，输出功率有限。为此，配电自动化保护终端必须严格控制整体功耗，计划设计功耗在5W以内(含储能电容和蓄电池的充电功率)，而现有馈线自动化保护终端不能实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌入式平台的馈线自动化保护终端，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种基于嵌入式平台的馈线自动化保护终端，其特征在于：以DSP芯片TMS320F28335为核心处理器，利用片上自带两路串口实现S232/RS485通讯，外扩W5100进行以太网通讯，利用芯片I/O管脚通过光隔控制实现遥控，总线扩展16位高精度AD芯片ADS8556实现遥测，总线接口光电隔离实现遥信。

进一步的优选，包含交流采集模块，交流采集模块由交流变换器、前置变换电路、AD芯片、AD芯片和CPU芯片之间的接口电路构成，采集4个电压、4个电流，可完成1回线的交流采样。

进一步的优选，交流变换器由电压变换器和电流变换器组成，电压变换器输入电压300VAC，输出电压4VAC，可以采集到标称电压的120％；电流变换器电流输入最大达到100A，输出电压为3.53VAC；整个输出电压不超过AD芯片的输入电压范围，采集量精度0.5％，计算量精度1％。