[發明專利]一種城市軌道交通電力網饋線終端設備控制方法

在審

• 申請號: 201710129629.X
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106886181A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 葉佳卓;黃飛;陳少林;胡磊;賴立海;丁敏;鄧焱文
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R31/08;G01R19/25;G01R21/133;G01R31/02
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技術領域

本發明屬于智能電網配電自動化領域，具體是一種城市軌道交通電力網饋線終端設備(簡稱FTU)控制方法，主要用于軌道交通電力網饋線自動化方面。

背景技術

供配電自動化是提高供電質量和增強供電可靠性的重要手段，也是當前我國供配電領域的重要研究課題。饋線自動化是供配電自動化的重要內容之一，FTU是饋線自動化的基礎，對實現饋線自動化乃至供配電自動化起著十分重要的作用。目前的FTU智能控制器大多只能通過RS232通信接口與供配電自動化主站進行通信，然而RS485串行通信和CAN總線通信是當前最常用的通信方式，現有的FTU智能控制器并不能同時支持這兩種通信方式。實際現場應用中真空斷路器永磁操動機構控制電路多采用IGBT驅動控制，供配電自動化設備中的無功補償裝置投切也多采用可控硅驅動控制，但是現有的FTU智能控制器也沒有用于驅動可控硅和IGBT的PWM輸出模塊。目前FTU智能控制器普遍存在兼容性差、抗干擾能力差、人機界面不友好、功能單一等問題嚴重制約了城市軌道交通智能電網供配電自動化的發展。

發明內容

針對現有的FTU智能控制器的不足，本發明提供了一種饋線終端設備的控制方法，該控制方法不僅可以使FTU智能控制器提供監測控制所需的供配電系統運行情況和各種參數，執行供配電主站下發的命令，而且可以通過RS485串行通信接口和CAN總線通信接口與微機管理系統、饋線自動化監控中心和其它設備之間進行通信和實時數據傳輸，該智能控制器還帶有PWM輸出模塊用于驅動可控硅和IGBT。結構簡單，兼容性好，工作可靠，可以廣泛地應用在智能電網供配電自動化領域。

本發明的技術解決方案如下：FTU智能控制器監測一條線路電壓、電流信號，當檢測到線路中出現過流、過壓、短路故障時通過RS485串行通信和CAN總線通信將故障信息發送至微機管理系統和饋線自動化監控中心，并通過CPU發出PWM信號驅動IGBT斷開真空斷路器；當檢測到線路中需要進行無功補償時通過CPU發出PWM信號驅動投切無功補償裝置，進行無功補償。FTU智能控制器工作時要實時采集各個真空斷路器、無功補償裝置的開關狀態，并負責將數據送到FTU智能控制器CPU及饋線自動化監控中心，一旦系統或者開關故障立即啟動保護程序。當線路故障切除，電壓電流恢復正常FTU智能控制器解除報警信息轉為實時在線監控。

本發明的有益效果是：該控制方法不僅可以使FTU智能控制器提供監測控制所需的供配電系統運行情況和各種參數，執行供配電主站下發的命令，而且可以通過RS485串行通信接口和CAN總線通信接口與微機管理系統、饋線自動化監控中心和其它設備之間進行通信和實時數據傳輸，該智能控制器還帶有PWM輸出模塊用于驅動可控硅和IGBT。

附圖說明

圖1本發明方法組成方框示意圖

圖2本發明方法的控制流程圖

具體實施方式

如圖1所示，FTU智能控制器是本發明的核心，其主要有PWM模塊、可控硅驅動模塊、IGBT驅動模塊、人機接口(HMI)模塊、通信模塊、模擬量輸入(AI)模塊、數字量輸入(DI)模塊、數字量輸出(DO)模塊以及電源模塊組成，主要完成電壓信號、電流信號、開關狀態信號的采集，饋線自動化系統實時工作狀態的檢測，故障處理及故障信息的遠程傳送和實現與饋線自動化監控中心和其它設備之間進行通信的功能。

FTU智能智能控制器的CPU模塊承擔數據采集、計算、邏輯判斷、定時、存儲等工作；可控硅驅動模塊用以投切無功補償裝置，IGBT驅動模塊用于真空斷路器永磁操動機構的驅動控制；人機接口(HMI)模塊包括液晶顯示模塊、鍵盤接口模塊、狀態指示燈模塊，主要完成參數設置，顯示三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數的實時數據和HMI人機界面聲光報警功能；通信模塊承擔FTU智能控制器與微機管理系統、饋線自動化監控中心、和其它設備之間的通信任務；模擬量輸入(AI)模塊用于三相電壓電流等信號的采集；數字量輸入(DI)輸出(DO)模塊用于輸入輸出分合閘信號、分合閘位置信號等；電源模塊用于為FTU智能控制器各模塊提供等級為24V，±15V、5V的高精度電源。

模擬量輸入(AI)模塊通過霍爾傳感器將采集到的電壓信號、電流信號轉化為±5v的電壓信號，經過光耦隔離、放大電路、A/D轉換、數字濾波處理后送到FTU智能智能控制器，智能控制器CPU對收集的實時數據進行處理判斷。