台区拓扑识别终端设计原理及模块功能浅析

1、台区拓扑识别终端设计原理及模块功能浅析摘要：线损管理工作会对电力企业的经济效益造成很大的影响，是反应电力企 业电能损耗的重要指标。在实际的工作中，设备的运行状态、系统的合理性以及 工作人员的专业水平等都会对电力企业的经济效益造成影响。电力市场不断发展， 电力企业只有对现有问题进行综合的解决，去寻找合理的解决手段，来提高电力 线损管理工作才能够为电力企业的持续发展打下良好的基础。通过台区拓扑识别 及线损辅助诊断系统来对线损进行管理，取得良好的效果，本文就台区拓扑识别 终端设计原理及模块功能进行了相应的分析。关键词：台区；拓扑识别终端；设计原理；模块功能1拓扑识别终端设计1.1产品技术指标1.2技

2、术原理设备采用三相四线供电方式，支持三相电压、三相电流采样，对外提供远程 遥控通道。每台设备拥有唯一地址编号，由6个字节构成。工作原理如下：首先 接收远程遥控指令，根据指令执行工频通信信号调制流程，将信号加载到电力线 上，然后余下的同类设备接收来自电力线的工频通信信号，操作信号解调模块解 析信号，并将信息存储起来，等待远程抄读。2组成模块及其功能（1）电源管理模块采用定制的高抗扰性开关电源，不影响通讯性能，电压稳定，同时降低了设 备的功耗和重量。电源管理模块为设备提供工作电压，波纹噪声小，具有安全保 护和良好的电气兼容性。（2）嵌入式处理器模块设备控制中枢模块，具备数据和信息中转、工频载波信号

3、调制控制、系统复 位、通讯控制等一系列核心功能。采用高性能微处理器，完成数据集中处理和控 制指令输出，根据工频信号编码规则，输出调制信号控制指令。（3）电力参数采样和计量模块采用多通道A/D准同步采样和高速DSP完成电力线参数的采样及运算，测量 电流、电压、功率、电能、功率因数等电力数据。电力参数采集模块三相电压采样主要由分压网络、采样电阻和滤波网络三部 分组成。一组电阻所组成的分压网络将三相电压信号值降至合理区间，分压后的 信号由采样电阻完成采样功能，再经一阶RC网络滤波后接入ADC芯片信号输入 端。电力参数采集模块三相电流采样主要由采样电阻和滤波网络两部分组成。三 相电流信号经由高精度电阻

4、采样后，再通过一阶RC网络完成滤波，最后接入 ADC芯片信号输入端。电参量运算模块ACD采用AnalogDevices公司的16位六通道同步采样芯片 AD73360，该芯片支持四种可选的信号采样速率，最高可达64kS/s。AD73360内 嵌采样基准电压产生电路，基准电压作用于待采样信号，再以差分模式接入芯片 模拟输入管脚。芯片通过专用SPORT串行接口与DSP处理器实现连接，一次性传 输所有通道的采样数据。电力参数计量模块DSP处理器采用AnalogDevices公司的Blackfin系列芯片BF532,该芯片内嵌16位定点DSP内核，可以实现400MHz的持续高性能工作。BF532特有的d

5、ual-MAC信号处理引擎具备高速数据处理能力，再结合高效的 DMA控制器，能够完成大数据量的自动传输、快速运算。（4）工频载波信号调制、保护模块具备工频载波信号调制和电力线环境检测功能，使载波信号能安全、有效的 传输在电力线上。模块由过零检测电路、控制电路和信号调制电路组成。过零检 测电路确定工频波形过零点，控制电路以过零点为基准点在其附近特定位置启停 信号调制电路，完成通信信号的生成。（5）工频载波信号解调模块采用多通道A/D准同步采样和高速DSP完成电力线上信号的采样及处理，进 行工频载波信号解调及运算处理，给出电网线路拓扑识别结果。工频载波信号解调模块电压采样主要由分压网络、采样电阻和

6、滤波网络三部 分组成。一组电阻组成的分压网络将三相电压信号值降至合理区间，分压后的信 号由采样电阻完成采样，再经由一阶RC网络滤波后接入ADC芯片信号输入端。工频载波信号解调模块电流互感器采样主要由采样电阻和滤波网络两部分组 成。三相电流信号经由采样电阻采样后，再通过一阶RC网络完成滤波，最后接 入ADC芯片信号输入端。工频载波信号解调模块ADC采用AnalogDevices公司的16位六通道同步采样 芯片AD73360，该芯片支持四种可选的信号采样速率，最高可达64kS/s。AD73360内嵌采样基准电压产生电路，基准电压作用于待采样信号，再以差分模 式接入芯片模拟输入管脚。芯片通过专用SP

7、ORT串行接口与DSP处理器实现连接， 一次性传输所有通道的采样数据。工频载波信号解调模块DSP处理器采用AnalogDevices公司的Blackfin系列芯 片BF532，该芯片内嵌16位定点DSP内核，可以实现400MHz的持续高性能工作。 BF532特有的dual-MAC信号处理引擎具备高速数据处理能力，再结合高效的 DMA控制器，能够完成大数据量的自动传输、快速运算。（6）时钟模块提供包括日期、时间在内的时钟功能。（7）数据交互模块数据交互模块包含本地和远程两种通信类型。远程通信接口负责响应远程控 制指令，上传电压、电流、功率、电能、冻结电量等电参数和户变归属关系、分 支线路识别结果

8、。本地通信接口主要用于仪器状态抄读、设备调试等本地定点操 作。（8）电能数据及信息存储模块现场使用过程中获得的电能和信息数据直接存储在设备的FLASH中。信息存 储模块将信号解调后获得的现场结果存储起来，供远程遥控抄读。同时支持清零、 编程、各相失压、各相断相、累计停电时间等事件记录。3结语台区拓扑识别及线损辅助诊断系统采用脉冲式工频通信技术，在复杂的电网 环境中能够实现稳定传输，抗干扰能力强。正确的配变拓扑关系是配电网进行各 种分析计算的基础和前提。日益复杂的配电网络结构，对各项技术指标以及客户 信息的准确性提出了更高的要求。台区拓扑识别及线损辅助诊断系统实现配电低 压拓扑关系信息的测量、采集、存储及传输，提高了供电企业对用户的高质量和 高效率管理。通过精确计算、准确定位，对台区线损作出科学精准的诊断，快速高效地查找到线损原因和位置，能够极大地提升台区线损管理水平。参考文献沈明，刘恋，马佳妮,邢雅贤.考虑分布式电源的低压台区线损计算公