计量型配网DTU装置的制作方法

本实用新型涉及配网自动化技术领域，具体涉及一种配网自动化站所终端的改进，尤其涉及一种计量型配网DTU装置。

背景技术：

2015年,国家能源局下发了《配电网建设改造行动计划(2015～2020年)》，计划中提到要通过配电网建设改造行动计划，有效加大配电网资金投入。2015-2020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元。而配电自动化是配电网建设中的重点项目之一，计划中明确提出，2015年中国配电自动化覆盖率为20％，该数字在2017年将达到50％，2020年达到90％。国内外的明显差距、国内政策的有力支持使得中国配电网自动化行业迎来巨大的发展机遇。

站所终端DTU是最主要的配网自动化产品之一，一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对保护设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。

线损是指在电力网传输分配过程中产生的有功功率损失和电能损失统称为线路损失。线损率是电网运营企业一个综合性的核心经济技术指标，所以线损关口建设非常重要，将线损关口建设与配电自动化建设结合，可以通过配电自动化中双向计量功能实现电能计量，从而减少后续关口电能表维护工作，辅助线路线损分析。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型为了解决现有技术的不足，提供了一种计量型配网DTU装置，能够对配网线路进行数据采集、电流保护、本地把手操作、开关状态采集的同时实现对所保护线路的电能量计量。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的计量型配网DTU装置，该装置包括：DTU数据处理单元、DTU通信处理单元、计量单元和显示单元，所述DTU数据处理单元和计量单元分别与DTU通信处理单元通信连接，所述DTU通信处理单元还与显示单元通信连接；

所述DTU数据处理单元一方面实时采集配网线路的线路数据，所述线路数据包括模拟量信号和数字量信号，根据所述模拟量信号计算配网线路的保护数据，并将所述线路数据和保护数据发送给DTU通信处理单元；另一方面根据所述DTU通信处理单元转发的开关分合闸操作指示输出相应的开关控制信号，以及根据所述DTU通信处理单元转发的参数设置命令更新参数设置，所述开关分合闸操作指示包括开关本地分合闸操作指示；

所述计量单元一方面采集配网线路的模拟量信号，根据模拟量信号计算电能计量数据并发送给DTU通信处理单元，另一方面根据所述DTU通信处理单元转发的参数设置命令更新参数设置；

所述DTU通信处理单元将接收到的数据进行存储，一方面根据所述显示单元发送的数据调取命令向其发送相应的数据，另一方面转发显示单元发送的开关本地分合闸操作指示和参数设置命令；

所述显示单元一方面对所述DTU通信处理单元发送的数据进行显示，一方面向所述DTU通信处理单元发送开关本地分合闸操作指示以及DTU数据处理单元和计量单元的参数设置命令。

进一步地，为了能够实现远端控制，所述DTU通信处理单元还可与主站通讯连接，所述开关分合闸操作指示还包括开关远端分合闸操作指示，所述DTU通信处理单元一方面根据主站发送的参数调取命令向其发送相应的参数配置，另一方面向所述DTU数据处理单元转发主站发送的开关远端分合闸操作指示和对其的参数设置命令，以及向所述计量单元转发主站对其的参数设置命令。

进一步地，为了便于线路数据的采集和开关控制信号的输出，该装置还包括：

模拟量输入接口，与DTU数据处理单元和计量单元连接，用于向两者输送配网线路中的模拟量信号。

数字量输入接口，与DTU数据处理单元连接，用于向其输送线路开关的数字量信号。

开关量输出接口，与DTU数据处理单元连接，用于向配电网开关输送开关控制信号。

有益效果：本实用新型的计量型配网DTU装置采用DTU数据处理单元对配电网数据进行实时采集，并利用计量单元对电能计量数据进行检测，并利用DTU通信处理单元将数据与显示单元之间建立通信连接，便于本地把手操作，实现对配电网线路的电流保护；进一步利用DTU通信处理单元将数据传送给远端的主站，实现对配电网线路的遥测遥信数据采集、远程通讯、远程操作和保护。

附图说明

图1是本实用新型中计量型配网DTU装置的结构示意图；

图2是本实用新型中计量型配网DTU装置的模块集成示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，本实施列对本实用新型不构成限定。

图1中的计量型配网DTU装置包括：DTU数据处理单元、DTU通信处理单元、计量单元和显示单元，DTU数据处理单元和计量单元分别与DTU通信处理单元之间通信连接，DTU通信处理单元与显示单元之间通信连接，并与主站通信连接。

DTU数据处理单元一方面实时采集配网线路的线路数据，以及根据所采集到的模拟量信号计算配网线路的保护数据，并将线路数据和保护数据发送给DTU通信处理单元，所述线路数据包括模拟量信号和数字量信号；另一方面根据DTU通信处理单元转发的开关分合闸操作指示输出相应的开关控制信号，以及根据所述DTU通信处理单元转发的参数设置命令更新参数设置，所述开关分合闸操作指示包括开关本地分合闸操作指示。

DTU数据处理单元主要包括中央处理模块、电压调理电路、电流调理电路、电池及电源控制电路、通讯处理电路、遥信输入电路和遥控输出电路，所述电压调理电路和电流调理电路用于实时测量配网线路中的交流电压、交流电流等模拟量信号；所述控制遥信输入电路实时采样线路开关的位置信息、储能状态信息、远方就地状态信息等数字量信号；所述遥控输出电路用于向配电网输送开关控制信号；所述通信处理电路用于与DTU通信处理单元之间进行通信；所述电池及电源控制电路用于为所述中央处理模块、电压调理电路、电流调理电路、通讯处理电路、遥信输入电路和遥控输出电路供电；所述中央处理芯片采用DSP芯片，用于控制各电路工作，以及根据模拟量信号与给定的故障参量检测故障电流和计算保护数据，并将所述保护数据和所采集到的线路数据发送给所述DTU通信处理单元；另一方面根据所述DTU通信处理单元转发的开关分合闸操作指示输出相应的开关控制信号，以及根据所述DTU通信处理单元转发的参数设置命令更新参数设置。

计量单元用于采集配网线路的模拟量信号，更高精度的测量配网线路中的电能计量数据，并将所述电能计量数据通过UART异步通信传输给DTU通信处理单元，所述电能计量数据包括双向计量总有功电量和双向计量总无功电量。

计量单元包括中央处理芯片、电压调理电路和电流调理电路，电压调理电路和电流调理电路用于实时采样配网线路中的交流电压和交流电流，中央处理芯片一方面控制电压调理电路和电流调理电路进行模拟量信号的采集，根据瞬时模拟量信号计算线路中的电能计量数据并发送给DTU通信处理单元，另一方面根据所述DTU通信处理单元转发的参数设置命令更新参数设置。为了能够直观的反应计量单元的工作状态，该计量单元还包括LED指示灯，计量单元根据计算得出电能量等间隔的给LED指示灯发送闪烁脉冲。

DTU通信处理单元用于接收DTU数据处理单元和计量单元通过UART异步通信传送过来的数据，并将它们按地址顺序存储在芯片中。DTU通信处理单元一方面根据主站和显示板的数据调取命令将所存储的数据传送给它们，另一方面将主站和显示单元下发的参数设置命令转发给DTU数据处理单元和计量单元进行相应的参数设置，以及向DTU数据处理单元转发主站发送的开关远端分合闸操作指示和显示单元发送的开关本地分合闸操作指示。

显示单元一方面将DTU通信处理单元异步通信传输过来的数据和电能计量数据进行显示，并利用其上的按键提取工作人员对线路开关本地分合闸操作指示；另一方面是通过UART异步通信向DTU通信处理单元下发设置命令实现对DTU数据处理单元和计量单元的参数配置。

本实用新型的计量型配网DTU装置可以采用如图2所示的模块集成，将各部分单元的功能模块化，特别是将计量单元高度集成在一个相对独立的模件上，计量型站所终端DTU主要由电源模件、通讯管理模件、数据处理模件、显示模件、模拟量输入接口模件(YC)、数字量输入接口模件(YX)、开关量输出接口(YK)模件以及计量模件，各模件通过母线方式建立连接，便于产品的维护和故障排查。电源模件主要为其余模件供电，模拟量输入接口模件(YC)用于采集瞬时模拟量信号，数字量输入接口模件(YX)用于采集数字量信号，开关量输出接口(YK)模件用于输出开关控制信号，接口的设置便于线路数据的采集和开关控制信号的输出。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出以上实施列对本实用新型不构成限定，相关工作人员在不偏离本实用新型技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本实用新型的保护范围内。