臺區(qū)拓?fù)渥R別終端設(shè)計原理及模塊功能淺析

1、臺區(qū)拓?fù)渥R別終端設(shè)計原理及模塊功能淺析摘要：線損管理工作會對電力企業(yè)的經(jīng)濟效益造成很大的影響，是反應(yīng)電力企 業(yè)電能損耗的重要指標(biāo)。在實際的工作中，設(shè)備的運行狀態(tài)、系統(tǒng)的合理性以及 工作人員的專業(yè)水平等都會對電力企業(yè)的經(jīng)濟效益造成影響。電力市場不斷發(fā)展， 電力企業(yè)只有對現(xiàn)有問題進(jìn)行綜合的解決，去尋找合理的解決手段，來提高電力 線損管理工作才能夠為電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。通過臺區(qū)拓?fù)渥R別 及線損輔助診斷系統(tǒng)來對線損進(jìn)行管理，取得良好的效果，本文就臺區(qū)拓?fù)渥R別 終端設(shè)計原理及模塊功能進(jìn)行了相應(yīng)的分析。關(guān)鍵詞：臺區(qū)；拓?fù)渥R別終端；設(shè)計原理；模塊功能1拓?fù)渥R別終端設(shè)計1.1產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)1.2技

2、術(shù)原理設(shè)備采用三相四線供電方式，支持三相電壓、三相電流采樣，對外提供遠(yuǎn)程 遙控通道。每臺設(shè)備擁有唯一地址編號，由6個字節(jié)構(gòu)成。工作原理如下：首先 接收遠(yuǎn)程遙控指令，根據(jù)指令執(zhí)行工頻通信信號調(diào)制流程，將信號加載到電力線 上，然后余下的同類設(shè)備接收來自電力線的工頻通信信號，操作信號解調(diào)模塊解 析信號，并將信息存儲起來，等待遠(yuǎn)程抄讀。2組成模塊及其功能（1）電源管理模塊采用定制的高抗擾性開關(guān)電源，不影響通訊性能，電壓穩(wěn)定，同時降低了設(shè) 備的功耗和重量。電源管理模塊為設(shè)備提供工作電壓，波紋噪聲小，具有安全保 護(hù)和良好的電氣兼容性。（2）嵌入式處理器模塊設(shè)備控制中樞模塊，具備數(shù)據(jù)和信息中轉(zhuǎn)、工頻載波信號

3、調(diào)制控制、系統(tǒng)復(fù) 位、通訊控制等一系列核心功能。采用高性能微處理器，完成數(shù)據(jù)集中處理和控 制指令輸出，根據(jù)工頻信號編碼規(guī)則，輸出調(diào)制信號控制指令。（3）電力參數(shù)采樣和計量模塊采用多通道A/D準(zhǔn)同步采樣和高速DSP完成電力線參數(shù)的采樣及運算，測量 電流、電壓、功率、電能、功率因數(shù)等電力數(shù)據(jù)。電力參數(shù)采集模塊三相電壓采樣主要由分壓網(wǎng)絡(luò)、采樣電阻和濾波網(wǎng)絡(luò)三部 分組成。一組電阻所組成的分壓網(wǎng)絡(luò)將三相電壓信號值降至合理區(qū)間，分壓后的 信號由采樣電阻完成采樣功能，再經(jīng)一階RC網(wǎng)絡(luò)濾波后接入ADC芯片信號輸入 端。電力參數(shù)采集模塊三相電流采樣主要由采樣電阻和濾波網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。三 相電流信號經(jīng)由高精度電阻

4、采樣后，再通過一階RC網(wǎng)絡(luò)完成濾波，最后接入 ADC芯片信號輸入端。電參量運算模塊ACD采用AnalogDevices公司的16位六通道同步采樣芯片 AD73360，該芯片支持四種可選的信號采樣速率，最高可達(dá)64kS/s。AD73360內(nèi) 嵌采樣基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，基準(zhǔn)電壓作用于待采樣信號，再以差分模式接入芯片 模擬輸入管腳。芯片通過專用SPORT串行接口與DSP處理器實現(xiàn)連接，一次性傳 輸所有通道的采樣數(shù)據(jù)。電力參數(shù)計量模塊DSP處理器采用AnalogDevices公司的Blackfin系列芯片BF532,該芯片內(nèi)嵌16位定點DSP內(nèi)核，可以實現(xiàn)400MHz的持續(xù)高性能工作。BF532特有的d

5、ual-MAC信號處理引擎具備高速數(shù)據(jù)處理能力，再結(jié)合高效的 DMA控制器，能夠完成大數(shù)據(jù)量的自動傳輸、快速運算。（4）工頻載波信號調(diào)制、保護(hù)模塊具備工頻載波信號調(diào)制和電力線環(huán)境檢測功能，使載波信號能安全、有效的 傳輸在電力線上。模塊由過零檢測電路、控制電路和信號調(diào)制電路組成。過零檢 測電路確定工頻波形過零點，控制電路以過零點為基準(zhǔn)點在其附近特定位置啟停 信號調(diào)制電路，完成通信信號的生成。（5）工頻載波信號解調(diào)模塊采用多通道A/D準(zhǔn)同步采樣和高速DSP完成電力線上信號的采樣及處理，進(jìn) 行工頻載波信號解調(diào)及運算處理，給出電網(wǎng)線路拓?fù)渥R別結(jié)果。工頻載波信號解調(diào)模塊電壓采樣主要由分壓網(wǎng)絡(luò)、采樣電阻和

6、濾波網(wǎng)絡(luò)三部 分組成。一組電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)將三相電壓信號值降至合理區(qū)間，分壓后的信 號由采樣電阻完成采樣，再經(jīng)由一階RC網(wǎng)絡(luò)濾波后接入ADC芯片信號輸入端。工頻載波信號解調(diào)模塊電流互感器采樣主要由采樣電阻和濾波網(wǎng)絡(luò)兩部分組 成。三相電流信號經(jīng)由采樣電阻采樣后，再通過一階RC網(wǎng)絡(luò)完成濾波，最后接 入ADC芯片信號輸入端。工頻載波信號解調(diào)模塊ADC采用AnalogDevices公司的16位六通道同步采樣 芯片AD73360，該芯片支持四種可選的信號采樣速率，最高可達(dá)64kS/s。AD73360內(nèi)嵌采樣基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，基準(zhǔn)電壓作用于待采樣信號，再以差分模 式接入芯片模擬輸入管腳。芯片通過專用SP

7、ORT串行接口與DSP處理器實現(xiàn)連接， 一次性傳輸所有通道的采樣數(shù)據(jù)。工頻載波信號解調(diào)模塊DSP處理器采用AnalogDevices公司的Blackfin系列芯 片BF532，該芯片內(nèi)嵌16位定點DSP內(nèi)核，可以實現(xiàn)400MHz的持續(xù)高性能工作。 BF532特有的dual-MAC信號處理引擎具備高速數(shù)據(jù)處理能力，再結(jié)合高效的 DMA控制器，能夠完成大數(shù)據(jù)量的自動傳輸、快速運算。（6）時鐘模塊提供包括日期、時間在內(nèi)的時鐘功能。（7）數(shù)據(jù)交互模塊數(shù)據(jù)交互模塊包含本地和遠(yuǎn)程兩種通信類型。遠(yuǎn)程通信接口負(fù)責(zé)響應(yīng)遠(yuǎn)程控 制指令，上傳電壓、電流、功率、電能、凍結(jié)電量等電參數(shù)和戶變歸屬關(guān)系、分 支線路識別結(jié)果

8、。本地通信接口主要用于儀器狀態(tài)抄讀、設(shè)備調(diào)試等本地定點操 作。（8）電能數(shù)據(jù)及信息存儲模塊現(xiàn)場使用過程中獲得的電能和信息數(shù)據(jù)直接存儲在設(shè)備的FLASH中。信息存 儲模塊將信號解調(diào)后獲得的現(xiàn)場結(jié)果存儲起來，供遠(yuǎn)程遙控抄讀。同時支持清零、 編程、各相失壓、各相斷相、累計停電時間等事件記錄。3結(jié)語臺區(qū)拓?fù)渥R別及線損輔助診斷系統(tǒng)采用脈沖式工頻通信技術(shù)，在復(fù)雜的電網(wǎng) 環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定傳輸，抗干擾能力強。正確的配變拓?fù)潢P(guān)系是配電網(wǎng)進(jìn)行各 種分析計算的基礎(chǔ)和前提。日益復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對各項技術(shù)指標(biāo)以及客戶 信息的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。臺區(qū)拓?fù)渥R別及線損輔助診斷系統(tǒng)實現(xiàn)配電低 壓拓?fù)潢P(guān)系信息的測量、采集、存儲及傳輸，提高了供電企業(yè)對用戶的高質(zhì)量和 高效率管理。通過精確計算、準(zhǔn)確定位，對臺區(qū)線損作出科學(xué)精準(zhǔn)的診斷，快速高效地查找到線損原因和位置，能夠極大地提升臺區(qū)線損管理水平。參考文獻(xiàn)沈明，劉戀，馬佳妮,邢雅賢.考慮分布式電源的低壓臺區(qū)線損計算公