[发明专利]一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障监测终端，特别是一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端。

背景技术

我国中压10kV电压等级的接地方式采用小电流接地方式，主要的故障类型是单相接地故障。由于发生单相接地故障，故障选线和定位困难，高阻接地难以判断，因此电力系统规程允许单相接地故障时，带故障运行1~2小时。但是，单相接地故障引起的非故障相电压升高，以及常常伴随弧光接地等现象，对人身和设备存在巨大的安全隐患。因此，对10kV馈线和母线的实时监测显得尤为重要。这将为故障选线和定位提供宝贵的现场数据，也便于事后运行人员根据故障波形分析故障原因。

现有的10kV馈线故障监测系统可以分为集中式和分布式。集中式的监测系统将互感器二次侧的模拟信号通过电缆集中传输至工控机，但存在模拟信号路数多，安装复杂，易受干扰等问题。分布式的监测系统在装置安装处将模拟信号转换成数字信号，采用通信电缆传输至集中器，再由集中器发送至远方监控平台。由于装置的数目与馈线数目有关，分布式监测系统的成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种有利于减少互感器二次侧电缆线路的布线，而利用简单的通信线路予以替代，具有简化现场安装接线，抗干扰能力强，降低投资和运行维护成本等优点的一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端。

一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端，包括有电流型监测终端及电压型监测终端，电流型监测终端安装在各条馈线侧，电压型监测终端安装在10kV母线侧，将10kV电压经电压互感器降压后接入电压型监测终端，将馈线电流经电流互感器转换成较小的电流信号接入电流型监测终端，电压型监测终端从10kV母线侧的电压互感器的二次侧取三相电压和零序电压，电流型监测终端从10kV馈线侧的电流互感器的二次侧取三相电流和零序电流，电流型监测终端与电压型监测终端采用主从方式通信，两者通过总线相连，电压型监测终端与远程监控平台通信连接。

本发明的一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端，通过电压型监测终端与电流型监测终端相互结合，利用电压型监测终端既具有母线电压采集的功能，又具有通信管理机的功能，比通常的分布式监测系统少了一台通信管理机，具有结构简单，投资及运行成本低的优点。

所述的电流型监测终端与电压型监测终端采用RS-485主从方式实现通信，硬件上通过485总线相连。

所述的电流型监测终端包括有CPU板卡、开关量输入输出板卡、电流采集板卡及母板，CPU板卡、开关量输入输出板卡、电流采集板卡分别与母板相连，实现馈线三相电流和零序电流实时采集，以及与电压型监测终端的信息交互。

所述的电压型监测终端包括有CPU板卡、开关量输入输出板卡、电压采集板卡及母板，CPU板卡、开关量输入输出板卡、电压采集板卡分别与母板相连，对母线三相电压和零序电压实时采集，并与电流型监测终端和远方监控平台保持数据交互。

所述的CPU板卡内部包括微控制器MCU模块、RS-485通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、AD采样模块、外部存储器模块、开关量输入输出模块和电源模块，RS-485通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、AD采样模块、外部存储器模块、开关量输入输出模块分别与微控制器MCU模块相连，电源模块给整个CPU板卡供电。

综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：

本发明一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端可以实现对10kV馈线和母线的监测，通过RS-485和以太网通信方式，接线简易方便，对现场的适应性强。系统分布式架构有利于减少互感器二次侧电缆线路的布线，而利用简单的通信线路予以替代，具有简化现场安装接线，抗干扰能力强，降低投资和运行维护成本等优点。监测终端采用板卡拔插式，扩展性强，类型多样，不仅可以实现电压和电流的采集，还可以实现开关状态监测，实现变电站10kV电压等级主要一次设备故障期间的状态信息监测，便于运行人员从整体上分析故障原因。

附图说明

图1是本发明的电流型监测终端及电压型监测终端与电网的连接图。

图2是电流型监测终端与电压型监测终端及远程监控平台的通信连接关系。

图3是电流型监测终端的框架图。

图4是电压型监测终端的框架图。

图5是一种基于以太网的10kV馈线故障监测终端的CPU板卡内部结构图。

图6是微控制器MCU模块的内部结构图。