一种基于arm的馈线自动化ftu系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配网自动化领域，具体涉及一种基于ARM的馈线自动化FTU系统。
【背景技术】
[0002]FTU是安装在配电室或馈线上的智能终端设备，具有遥控、遥信、故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
[0003]在对馈线进行保护的过程中，现有的保护方式主要有电流保护、重合器保护和馈线自动化保护这三种；电流保护:最基本的继电保护之一，考虑到经济原因，配电网馈线广泛采用电流保护，为确保电流保护动作的选择性，采用时间配合的方式实现全线路的保护，电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元，当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域的恢复供电，不利于提高供电可靠性，而且，由于依赖时间延时实现保护的选择性，导致某些故障的切除时间偏长，影响设备寿命；重合器保护:实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础，重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式，目前在我国电网改造中仍有大量重合器得到应用，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性，相对于传统的电流保护有较大的优势，这种方式的缺点是故障隔离的时间较长，故障的隔离及非故障区域的恢复供电需经历多次重合闸，对相关设备、负荷有一定影响；馈线自动化保护:由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构实现馈线自动化，并采用光纤通信作为主要通信方式，其中馈线自动化作为配电自动化的子系统实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护，这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现非故障区域的恢复供电，但在特殊情况下，如主单元故障或通道损坏，有可能出现馈线自动化系统崩溃的问题。
[0004]从上述现有的三种馈线保护方式来看，当馈线出现故障时，变电站出线馈线开关均出现动作，导致全线路的停电，当采用电流保护方式时，过流保护动作后需人工干预，进行故障的查找、隔离及恢复，而采用重合器保护和馈线自动化保护的方式，故障由变电站的出线断路器切除，不可避免地造成故障线路上的所有非故障线路区段的供电中断，并且恢复供电的时间在分钟级以上，对于一些重要敏感负荷，如半导体集成电路制造厂、举行重要活动的会议中心、有重要赛事的体育场馆来说，即使短暂的停电也可能造成严重的经济损失和不良的社会影响。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种能够采集馈线电压、电流和功率等参数，可控制配电开关，且能对非故障区域进行快速恢复供电的基于ARM的馈线自动化FTU系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种基于ARM的馈线自动化FTU系统，包括:开关量输入模块:输出端与ARM的输入端电气连接，用于将开关量状态对应的信号传输给所述ARM ;CPLD:通讯端与所述ARM的通讯端双向连接，用于处理运算所述ARM采集的信号；开关量输出模块:输入端与所述CPLD的输出端电气连接，用于驱动断路器的分合动作；模拟量输入模块:输出端与所述CPLD的输入端电气连接，用于将模拟量状态对应的信号传输给所述CPLD ;通信模块:通讯端与所述ARM的通讯端双向连接，用于所述ARM和控制终端之间的数据交互；控制终端:通讯端与所述通信模块的通讯端双向连接，用于接收所述ARM传递的数据信息，并向所述ARM下达控制命令；ARM:用于控制整个FTU系统的运行，并和所述开关量输入模块、所述CPLD和所述通信模块之间进行信息的处理、交换。
[0007]优选地，所述模拟量输入模块包括:采集单元:用于采集馈线支路上的模拟信号；A/D转换单元:输入端与所述采集单元的输出端电气连接，用于将所述采集单元采集到的模拟信号转换为所述CPLD可识别的数字信号。
[0008]优选地，所述采集单元包括:用于采集馈线支路上的电压信号的电压互感器、用于采集馈线支路上的电流信号的电流互感器和用于分时接收所述电压互感器、所述电流互感器采集到的电压、电流信号的多路转换开关，所述电压互感器的输出端、所述电流互感器的输出端均与所述多路转换开关的输入端电气连接。
[0009]优选地，所述A/D转换单元包括型号为ADS8322的A/D转换器。
[0010]优选地，所述开关量输入模块包括:第一光电隔离单元:用于所述开关量输入模块和所述ARM之间的光电隔离。
[0011]优选地，所述开关量输出模块包括:第二光电隔离单元:用于所述开关量输出模块和所述CPLD之间的光电隔离。
[0012]优选地，所述ARM包括:用于监测所述ARM程序运行状态的看门狗芯片、用于存储所述ARM静态数据的SRAM存储器和用于存储FTU系统程序和数据的FLASH存储器。
[0013]优选地，所述通信模块包括:GPRS通信单元和蓝牙通信单元，所述控制终端包括:远程控制主机和手持PDA，所述GPRS通信单元的通讯端与所述远程控制主机的通讯端双向连接，所述蓝牙通信单元的通讯端与所述手持PDA的通讯端双向连接。
[0014]优选地，所述ARM的型号为LPC2292。
[0015]优选地，所述CPLD的型号为LC4128V。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0017]本实用新型中的一种基于ARM的馈线自动化FTU系统，包括:开关量输入模块、CPLD、开关量输出模块、模拟量输入模块、通信模块、控制终端和ARM，开关量输入模块将实时采集到的开关量传递给ARM，ARM传送给CPLD，模拟量输入模块直接将采集到的电压、电流等模拟信号传递给CPLD，CPLD将上述信号进行运算处理后，输出给开关量输出模块，完成各种断路器的分合操作以及事故、告警信号的开出，同时，ARM将接收到的信息通过通信模块传送给控制终端；本实用新型中的基于ARM的馈线自动化FTU系统集保护、通信和“三遥”等功能于一体，采集馈线电压、电流和功率等参数，控制配电开关，由于将ARM和CPLD配合一起使用，将非故障区域恢复供电的时间缩短至秒级，具有实质性特点和进步。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；
[0019]图1为本实用新型中一种基于ARM的馈线自动化FTU系统一实施例提供的结构示意图；
[0020]图中:11为开关量输入模块，111为第一光电隔呙单兀，12为CPLD，13为开关量输出模块，131为第二光电隔离单元，14为模拟量输入模块，141为采集单元，1411为电压互感器，1412为电流互感器，1413为多路转换开关，142为A/D转换单元，15为通信模块，151为GPRS通信单元，152为蓝牙通信单元，16为控制终端，161为远程控制主机，162为手持PDA，17为ARM，171为看门狗芯片，172为SRAM存储器，173为FLASH存储器。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]图1为本实用新型中一种基于ARM的馈线自动化FTU系统一实施例提供的结构示意图，如图1所示，一种基于ARM的馈线自动化FTU系统，包括:
[0023]开关量输入模块11:输出端与ARM17的输入端电气连接，用于将开关量状态对应的信号传输给所述ARMl7。
[0024]进一步地，所述开关量输入模块11可包括:用于所述开关量输入模块11和所述ARM17之间的光电隔离的第一光电隔离单元111。
[0025]CPLD12:通讯端与所述ARM17的通讯端双向连接，用于处理运算所述ARM17采集的信号。
[0026]进一步地，所述CPLD12的型号可为LC4128V，减少了外围电路，提高了系统的可靠性。
[0027]开关量输出模块13:输入端与所述CPLD12的输出端电气连接，用于驱动断路器的分合动作。
[0028]进一步地，所述开关量输出模块13可包括:用于所述开关量输出模块13和所述CPLD12之间的光电隔离的第