基于嵌入式MODEM的漏电监测系统
2006-02-22 16:15:32 来源:电工技术杂志
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电力18讯: 作者:李兴建
1引 言
随着电力事业的迅猛发展,电力在农村中得到了广泛的应用。但是由于线路绝缘老化、电气维修误操作或触电等造成的漏电事故也屡有发生,这种现象在农忙时发生的更加频繁。有的漏电保护装置只是把发生触电、漏电的线路分断,以保人身的安全,但是对于线路漏电发生的地点、故障时间、漏电流的大小缺乏监测,因此对于故障的排除仍有困难,对于事故的原因也无从得知。因此迫切需要开发一种漏电监测系统对线路的上述参数进行监测。
农村地处偏僻,要跟远方的监测部位建立网络,采用RS-485通信、现场总线技术等,铺设网络费用高,通信距离短,很难实现;而利用MODEM通过电话网(PSTN)跟远方监测部门组成网络,则不存在费用和距离的限制,而且采用有情报上报的机制,上报数据量少,Modem传输速率不高的缺点也不成为问题,从而有很强的实用性。
基于上述情况开发的漏电监测系统,可以利用Modem通信技术把漏电线路的故障时间、漏电流的大小等参数上传到供电监测部门。由于系统对线路进行了编号,对于线路的实际地址进行了存储和分类管理,因此能够迅速找到故障线路的地点、故障的原因等,从而迅速排除漏电故障,保证电网的安全运行。
2.系统的组成
系统组成员里如图1所示。本系统由远端计算机监控中心、漏电监测单元、Modem调制解调器三部分组成。
2.1远端计算机监控中心
本部分属于上位机控制中心,安装在电网控制部门的监控计算机上。主要提供以下功能:
(1) 对整个系统所辖的线路采用16位编号,理论上可以监测216 个前端漏电监测单元,组成的网络覆盖范围广。而且扩充简单方便,只要在需监测的线路接入漏电监测单元,并在控制中心添加线路的编号即可。
(2) 对于线路的位置分类管理。详细记录线路的位置,存储线路管理人的联系方法,从而便于快速查找故障的地点、及时通知相关人员排除故障。
(3) 设置各个电路的漏电流的限值。可以主动查询每一个线路的运行情况,自动接收、识别、记录前端线路上的上传报警信息数据。
(4) 对所辖线路的漏电监测单元提供对时功能,使各个漏电单元具有统一的时间。
(5) 实行声光报警。对于Modem的响应振玲采用特殊的序列,使用户可以很容易区分正常的电话和线路故障。建立电子地图系统,录入线路的地理信息,故障发生时自动显示相应线路的地理信息,从而帮助控制中心的管理人员及时发现故障,,并对故障线路迅速定位。
(6) 负责整个系统的管理工作。对报警信息、恢复信息、测试信息等数据进行管理,用户可以通过操作界面进行查询,打印。
监控中心按照模块设计,分为通信模块和数据管理模块,其构成如图2所示。
2.2 漏电监测单元
智能控制模块与多路采集模块共同构成一个漏电监测单元,如图3所示。其中多路采集模块跟智能控制模块的CPU通过串行总线通信,完成漏电流限值的设定、漏电参数数据的集中。智能控制模块采用嵌入式Modem,需要传输数据时通过单片机的数据接口直接向相应的寄存器读写即可。编程方便快捷。比传统的串行传输数据的modem具有更强的抗干扰能力。本模块数据数据传输格式采用电力系统配电自动化远方终端单元(RTU)中最常用的国际标准IEC68070-5-101(101规约)协议,并提供RS-485接口。现有的变电站自动化系统大多采用485网络,在靠近变电站的情况下,可以通过跳线插针选择使用485通信接口,利用现成的变电站485网络跟远端监控中心通信。随着技术的发展甚至可以纳入到采用101规约的变电站自动化系统中。本单元主要包括:
(1) 多路采集模块 本模块负责采集线路的漏电参数,设计有专用的母板插槽,可以根据用户的需要选择所需路数。通常六路插板组成一个采集模块,其中美庐插板的模块如图4所示。调理单元对漏电信号进行放大、分档,转换成A/D转换器能够处理的信号,送入A/D器件进行转换,转换完的结果经过CPU拟合、修正后按照预定的算法跟设定的漏电流值进行比较,根据比较的结果得出相应的开关量控制线路的保护动作,实现对线路的保护功能。
(2) 智能控制模块 该模块是多路采集模块和Modem的桥梁,也是本系统漏电监测单元的核心。如图5所示,它主要完成如下功能:
① 多路采集模块漏电流限值的设定。此功能也可以由上位机实现,下位机再次设置此功能是为了监测单元模块灵活方便地根据具体情况随时<
1引 言
随着电力事业的迅猛发展,电力在农村中得到了广泛的应用。但是由于线路绝缘老化、电气维修误操作或触电等造成的漏电事故也屡有发生,这种现象在农忙时发生的更加频繁。有的漏电保护装置只是把发生触电、漏电的线路分断,以保人身的安全,但是对于线路漏电发生的地点、故障时间、漏电流的大小缺乏监测,因此对于故障的排除仍有困难,对于事故的原因也无从得知。因此迫切需要开发一种漏电监测系统对线路的上述参数进行监测。
农村地处偏僻,要跟远方的监测部位建立网络,采用RS-485通信、现场总线技术等,铺设网络费用高,通信距离短,很难实现;而利用MODEM通过电话网(PSTN)跟远方监测部门组成网络,则不存在费用和距离的限制,而且采用有情报上报的机制,上报数据量少,Modem传输速率不高的缺点也不成为问题,从而有很强的实用性。
基于上述情况开发的漏电监测系统,可以利用Modem通信技术把漏电线路的故障时间、漏电流的大小等参数上传到供电监测部门。由于系统对线路进行了编号,对于线路的实际地址进行了存储和分类管理,因此能够迅速找到故障线路的地点、故障的原因等,从而迅速排除漏电故障,保证电网的安全运行。
2.系统的组成
系统组成员里如图1所示。本系统由远端计算机监控中心、漏电监测单元、Modem调制解调器三部分组成。
2.1远端计算机监控中心
本部分属于上位机控制中心,安装在电网控制部门的监控计算机上。主要提供以下功能:
(1) 对整个系统所辖的线路采用16位编号,理论上可以监测216 个前端漏电监测单元,组成的网络覆盖范围广。而且扩充简单方便,只要在需监测的线路接入漏电监测单元,并在控制中心添加线路的编号即可。
(2) 对于线路的位置分类管理。详细记录线路的位置,存储线路管理人的联系方法,从而便于快速查找故障的地点、及时通知相关人员排除故障。
(3) 设置各个电路的漏电流的限值。可以主动查询每一个线路的运行情况,自动接收、识别、记录前端线路上的上传报警信息数据。
(4) 对所辖线路的漏电监测单元提供对时功能,使各个漏电单元具有统一的时间。
(5) 实行声光报警。对于Modem的响应振玲采用特殊的序列,使用户可以很容易区分正常的电话和线路故障。建立电子地图系统,录入线路的地理信息,故障发生时自动显示相应线路的地理信息,从而帮助控制中心的管理人员及时发现故障,,并对故障线路迅速定位。
(6) 负责整个系统的管理工作。对报警信息、恢复信息、测试信息等数据进行管理,用户可以通过操作界面进行查询,打印。
监控中心按照模块设计,分为通信模块和数据管理模块,其构成如图2所示。
2.2 漏电监测单元
智能控制模块与多路采集模块共同构成一个漏电监测单元,如图3所示。其中多路采集模块跟智能控制模块的CPU通过串行总线通信,完成漏电流限值的设定、漏电参数数据的集中。智能控制模块采用嵌入式Modem,需要传输数据时通过单片机的数据接口直接向相应的寄存器读写即可。编程方便快捷。比传统的串行传输数据的modem具有更强的抗干扰能力。本模块数据数据传输格式采用电力系统配电自动化远方终端单元(RTU)中最常用的国际标准IEC68070-5-101(101规约)协议,并提供RS-485接口。现有的变电站自动化系统大多采用485网络,在靠近变电站的情况下,可以通过跳线插针选择使用485通信接口,利用现成的变电站485网络跟远端监控中心通信。随着技术的发展甚至可以纳入到采用101规约的变电站自动化系统中。本单元主要包括:
(1) 多路采集模块 本模块负责采集线路的漏电参数,设计有专用的母板插槽,可以根据用户的需要选择所需路数。通常六路插板组成一个采集模块,其中美庐插板的模块如图4所示。调理单元对漏电信号进行放大、分档,转换成A/D转换器能够处理的信号,送入A/D器件进行转换,转换完的结果经过CPU拟合、修正后按照预定的算法跟设定的漏电流值进行比较,根据比较的结果得出相应的开关量控制线路的保护动作,实现对线路的保护功能。
(2) 智能控制模块 该模块是多路采集模块和Modem的桥梁,也是本系统漏电监测单元的核心。如图5所示,它主要完成如下功能:
① 多路采集模块漏电流限值的设定。此功能也可以由上位机实现,下位机再次设置此功能是为了监测单元模块灵活方便地根据具体情况随时<
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