[發明專利]一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統

在審

• 申請號: 201711235243.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107863823A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 金煉;路燦;徐啟貴;唐福禮;吳學海;邱偉;席磊磊;何小莉;湯曉君
• 申請（專利權）人: 江蘇亞開電氣有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陳棟智

1.一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，包括開關柜控制系統以及若干開關設備，各開關設備獨立作為開閉所終端設備或饋線終端設備互聯互通，所述開關柜控制系統包括通過開關柜內部總線和精確時鐘信號線連接在主控制模塊上的功能擴展模塊，所述開關設備通過光電隔離現場總線與主控制模塊相連，所述開關柜控制系統通過主控制模塊與上級配電主站系統相連，所述主控制模塊上還連接有電源模塊和定位模塊。

2.根據權利要求1所述的一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，所述功能擴展模塊包括測量保護模塊、設備及線路狀態量監測模塊、故障定位模塊、環境狀態量監測模塊。

3.根據權利要求1或2所述的一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，所述主控制模塊采用ARM-Cortex-M4為核心的處理器，所述功能擴展模塊以DSP作為核心芯片，檢測信號通過功能擴展模塊前端安裝的傳感器及檢測裝置，經DSP由內部現場總線接入至ARM處理，同時ARM也通過精確時鐘信號線為DSP功能模塊提供時標信息，從而實現設備狀態的智能監測功能。

4.根據權利要求3所述的一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，所述開關柜控制系統的功能包括：

多路高精度數據采集，設備及線路狀態量監測模塊負責采集線路的三相電壓、電流及零序電壓和電流，監測設備分配電能的工作狀態，它通過對線路電壓、電流進行數字化測量，實時獲得線路的運行參數，同時結合時間基準同步功能的精確亞微秒級時標，完成線路運行損耗的精確計算；

多路開關量輸入/輸出，通過光電隔離總線連接在主控制模塊上的開關設備完成對開關設備開關信號的采集與控制，實時獲取并記錄個開關設備的狀態參量；

多信道多方式通信，主控制模塊與各模塊以及開關設備的連接方式提供多種通信信道及通信協議，實現測控數據的及時上傳下達，滿足智能電網對設備通信能力的要求，并將互聯網、物聯網技術的硬件集成到智能控制器中，各開關設備可通過現場總線互聯，使設備具有互聯互通及網絡化運行維護的條件，為今后配網運營模式的改變和創新提供支撐；

時間基準同步，定位模塊采用GPS、北斗、網絡時鐘標準時鐘，為設備提供亞微級的同步時鐘及精確的時間標簽及地理信息；

多路高速數據采集，設備及線路狀態量監測模塊負責記錄故障狀態的暫態波形、局部放電信號雷擊及操作過電壓等瞬態信號波譜圖，同時結合時間基準同步功能的精確亞微秒級時標，使相應的中壓配電系統同時具備正常運行狀態及故障狀態下實時監測數據的廣域同步分析能力；

脈沖功率注入，故障定位模塊通過注入功率脈沖信號，在系統失電的情況下，尤其是在線檢測地下電纜故障點時，能有效地實現線路故障的監測與定位；

操動機構狀態監控，功能擴展模塊負責監測操動機構的動作時間、動作速度、行程、彈跳等狀態參量，同多路開關量輸入/輸出功能結合，實時獲得開關設備自身的運行狀態；

設備環境溫度濕度監測，環境狀態量監測模塊負責監測溫度、濕度等設備周圍環境參量，及時反饋給智能控制平臺和配電網系統后臺，以便控制系統及時作出相應決策，預防凝露；

可擴展，可根據需要進行升級擴展，除基本的人機接口和可視化模塊外，還可添加電纜接頭溫度測量、觸頭溫度測量、氣體泄漏測量、漏電流檢測、觸頭電壽命監測等擴展功能。

5.根據權利要求4所述的一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，其中，多路高精度數據采集、多路開關量輸入/輸出、多信道多方式通信、多路高速數據采集、脈沖功率注入、設備環境溫度濕度監測、可擴展均以模塊的形式實現。

6.根據權利要求4所述的一種具有廣域同步測量功能的中壓開關設備智能控制系統，其特征在于，所述定位模塊用以實現時間基準統一，實現時間基準統一的方法為：

步驟1）通過定位模塊提取實時時間位置信息及精密定時時鐘信號；

步驟2）將時間定位信息通過串口發送給主控制模塊，精密定時時鐘信號通過PPS脈沖信號的形式差動傳送給功能擴展模塊。