本發(fā)明屬于配電網(wǎng)，具體為一種ftu的診斷監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

1、配電線路開關(guān)是配電網(wǎng)系統(tǒng)中重要的組成部分，配合ftu實現(xiàn)接地和短路保護，確保了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。ftu能夠檢測到線路運行過程中的異常情況，如接地或短路，并在檢測到這些異常時采取相應(yīng)的措施，如切斷電路或發(fā)出告警信息，提供電力系統(tǒng)切除故障的依據(jù)，防止設(shè)備損壞或火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。增加配電網(wǎng)運行方式的靈活性是配網(wǎng)線路開關(guān)的另一個重要作用。通過分段、分支、分界開關(guān)的安裝和使用，可以有效的隔離故障主線、分支或者用戶，能夠在日常檢修工作中提供方便可靠的線路斷開點，配合配電自動化終端及主站還可實現(xiàn)隔離故障遠方遙控，對非故障區(qū)域進行供電，提升配網(wǎng)供電可靠性。

2、海北藏族自治州為高海拔農(nóng)牧地區(qū)，電網(wǎng)的供電半徑較長，ftu隨配電開關(guān)分散分布，無法按照集中型模式進行監(jiān)測管控。罩式ftu便于安裝及使用，出于免維護的設(shè)計模式在二次定檢及本體裝置告警方面存在短板，無法及時反饋終端存在的問題，僅能通過線路保護未正確動作后發(fā)現(xiàn)問題，不能事前預(yù)防。2023年整體配網(wǎng)自動化線路跳閘550起，其中因終端故障導(dǎo)致的站內(nèi)設(shè)備跳閘69起，占比12.5％，其中近90％的原因為裝置異常或者控制航插故障，未能提前發(fā)現(xiàn)終端運行異常，導(dǎo)致線路分段分支開關(guān)拒動，故障范圍擴大。按照就地式饋線自動化動作原理，ftu來電合閘、失壓分閘的邏輯也有誤動或拒動的情況，使得線路整體動作邏輯無法正確隔離故障，影響供電可靠性。因此，提前診斷并預(yù)警ftu的問題迫在眉睫，是現(xiàn)場急需解決的問題。

3、現(xiàn)有的運維模式下，針對配電自動化終端的運行工況監(jiān)測，主要采用的方法是設(shè)備離線告警、設(shè)備遙信一致率告警進行問題排查，無法實現(xiàn)配電終端異常情況監(jiān)測。2023年自動化指標(biāo)中，設(shè)備在線率及遙信一致率均達到相關(guān)指標(biāo)的要求，但仍然存在近12％的保護動作范圍擴大的情況，表明現(xiàn)有的裝置監(jiān)測手段不滿足日益增長的配網(wǎng)供電可靠性要求。而現(xiàn)有的終端缺陷隱患確認(rèn)，僅依賴以上兩項告警及日常設(shè)備巡視。告警僅能監(jiān)測設(shè)備通信、數(shù)據(jù)傳輸正確性，無法正確預(yù)警ftu異常及航插問題，而設(shè)備巡視巡視中日常巡視僅能查看終端運行燈、裝置電壓電流等數(shù)據(jù)，且巡視效率低，部分問題必須借助線路計劃檢修或者拆除現(xiàn)場設(shè)備開展ftu調(diào)試工作進行排查。而配網(wǎng)現(xiàn)有的停電檢修計劃模式日均停電時間不超過10小時，海北地區(qū)配網(wǎng)線路平均長度為31.45公里，通過近三年線路檢修平均時長同終端調(diào)試時長做對比，發(fā)現(xiàn)全線停電期間，一次僅能完成三至四臺終端測試任務(wù)，且工作地點分散，無法與現(xiàn)有的配網(wǎng)檢修模式相結(jié)合，裝置定檢預(yù)試開展難度大。拆除ftu開展終端測試，線路上短時失去保護，不滿足繼電保護相關(guān)管理規(guī)定。綜上所述，現(xiàn)有的運維模式以及現(xiàn)有的終端缺陷隱患處置，無法提升終端運行工況，需改進相關(guān)設(shè)備告警方式及監(jiān)測模式，才能提升自動化終端運行水平。

4、近半年通過開展自動化ftu試驗，發(fā)現(xiàn)近試驗的130臺設(shè)備中，ftu損壞42臺，蓄電池?fù)p壞8臺，損壞率達到32％，遠不滿足免維護的設(shè)計理念。且蓄電池沒有充放電功能，對于蓄電的監(jiān)測也僅僅只有ftu點表中的電池活化這一項，實際該點位未同裝置告警項關(guān)聯(lián)，無法開展電池活化監(jiān)測。自動化終端對于蓄電池的要求很高，特別是來電合閘和跳閘后的告警均需要蓄電池支持相關(guān)功能，但目前近6％的損壞率，長期未開展的蓄電池充放電工作，均影響了終端的正常運行。

5、鑒于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實用化工作要求的不斷提高，自動化終端的運行工況越來越影響配網(wǎng)自動化fa的整體功能。隨著終端使用年限的增長，終端問題、蓄電池管理問題逐漸暴露出來，因此需要結(jié)合蓄電池管理以及終端監(jiān)測診斷管理，研發(fā)一種ftu的診斷監(jiān)測裝置，重點解決ftu就地?zé)o法試驗、無法診斷ftu異常、回路異常以及蓄電池運行工況的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種ftu的診斷監(jiān)測裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，ftu就地?zé)o法試驗、無法診斷ftu異常、回路異常以及蓄電池運行工況的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種ftu的診斷監(jiān)測裝置，包括數(shù)字量產(chǎn)生模塊，模擬量輸入模塊，第一航插接口，數(shù)據(jù)選擇器，模擬多路復(fù)用器，模擬斷路器，第二航插接口，蓄電池模組，蓄電池檢測模塊，其中，數(shù)字量產(chǎn)生模塊與數(shù)據(jù)選擇器相連接，第一航插接口連接至斷路器，模擬量輸入模塊和第一航插接口分別與模擬多路復(fù)用器相連接，模擬斷路器分別與數(shù)據(jù)選擇器和模擬多路復(fù)用器相連接，數(shù)據(jù)選擇器和模擬多路復(fù)用器分別與第二航插接口相連接，第二航插接口連接至ftu，蓄電池模組與蓄電池檢測模塊相連接，蓄電池檢測模塊與第二航插接口相連接。

4、作為優(yōu)選，所述模擬多路復(fù)用器接收經(jīng)過分壓處理后的輸出量，由fpga發(fā)送地址信號來選擇輸出通道。

5、作為優(yōu)選，所述模擬多路復(fù)用器的型號為tmux1104；所述模擬多路復(fù)用器將兩個通道進行隔離，每個通道各自均采用獨立的運放緩沖電路，其采用的隔離式運算放大器型號為amc1350。

6、作為優(yōu)選，所述數(shù)字量產(chǎn)生模塊是基于fpga的ft3幀的發(fā)送裝置，所述數(shù)字量產(chǎn)生模塊包括接口模塊，二級緩存模塊，數(shù)據(jù)編碼模塊，一級緩存模塊，數(shù)據(jù)判斷模塊，在ft3幀的發(fā)送過程中，將配置數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理之后，形成ft3碼流輸出。

7、作為優(yōu)選，接口模塊接收外部輸出的配置數(shù)據(jù)，配置數(shù)據(jù)包括配置字和預(yù)設(shè)格式的ft3幀，配置字包括所述預(yù)設(shè)格式的ft3幀的幀長度、ft3幀輸出模式、時鐘計數(shù)值和ft3幀觸發(fā)方式；當(dāng)數(shù)據(jù)判斷模塊判斷所述預(yù)設(shè)格式的ft3幀有效時，二級緩存模塊對所述預(yù)設(shè)格式的ft3幀進行二級緩存；當(dāng)所述數(shù)據(jù)判斷模塊判斷所述二級緩存模塊中存儲的數(shù)據(jù)的長度是所述預(yù)設(shè)格式的ft3幀的幀長度的整數(shù)倍時，數(shù)據(jù)編碼模塊根據(jù)所述ft3幀輸出模式和所述時鐘計數(shù)值，將所述二級緩存模塊中存儲的數(shù)據(jù)編碼生成ft3碼流，并輸出至一級緩存模塊；一級緩存模塊根據(jù)所述ft3幀觸發(fā)方式輸出所述ft3碼流。

8、作為優(yōu)選，接口模塊使用8條數(shù)據(jù)線，1條時鐘線和1條應(yīng)答線接收外部pc或者cpu輸出的配置數(shù)據(jù)，接口模塊采用link?port接口，并通過spi，usb，can總線接口完成對配置數(shù)據(jù)的接收；二級緩存模塊由兩級同步流水線的fifo組成，用于接收接口模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)；一級緩存模塊由一級同步流水線的fifo組成，用于接收數(shù)據(jù)編碼模塊編碼的數(shù)據(jù)。

9、作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)判斷模塊判斷其是否有效的具體方式為：模塊判斷配置數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)格式的ft3幀是否使用了預(yù)設(shè)的ft3幀的幀頭，當(dāng)數(shù)據(jù)判斷模塊判斷配置數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)格式的ft3幀使用了預(yù)設(shè)的ft3幀的幀頭時，則認(rèn)為該預(yù)設(shè)格式的ft3幀是有效的，此時允許接口模塊將該預(yù)設(shè)的ft3幀發(fā)送到二級緩存模塊，由二級緩存模塊對該預(yù)設(shè)格式的ft3幀進行二級緩存。

10、作為優(yōu)選，數(shù)據(jù)選擇器包括接口模塊和數(shù)據(jù)選擇邏輯模塊；數(shù)據(jù)選擇器通過設(shè)置時鐘頻率、輸入輸出延遲以及多路徑延遲實現(xiàn)時序約束；數(shù)據(jù)選擇器設(shè)有同步器；數(shù)據(jù)選擇器對選取的存儲器進行三模冗余，將判決后結(jié)果送出給其他模塊使用，同時判斷三個冗余域的結(jié)果，當(dāng)有一個冗余域出現(xiàn)錯誤時，利用判決后結(jié)果對存儲器存儲的數(shù)據(jù)進行更新。

11、作為優(yōu)選，蓄電池檢測模塊包括主控單元和自動放電模塊，所述主控單元獲取底層從屬單元的數(shù)據(jù)，并與頂層應(yīng)用程序連接，實時顯示數(shù)據(jù)，在排除故障后，主控單元向從屬單元發(fā)出指令，決定是否進行均衡處理；自動放電模塊包括電子切換開關(guān)和恒流電子負(fù)載，在放電開始時，自動放電模塊首先將電容組與蓄電池組并聯(lián)，然后將蓄電池組與直流系統(tǒng)隔離，并啟用電子負(fù)載進行放電，當(dāng)蓄電池組的放電容量測試完成后，根據(jù)預(yù)設(shè)指令投入蓄電池組。

12、作為優(yōu)選，蓄電池檢測模塊還包括通訊模塊，所述通訊模塊實現(xiàn)下位機與上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述通訊模塊采用集成射頻天線，利用管腳txd和rxd與單片機進行數(shù)據(jù)交換，通過dtr和pwr控制發(fā)送與取消請求，將數(shù)據(jù)傳輸給ftu，利用ftu的通訊單元與主站進行通信。

13、本發(fā)明提供了一種ftu的診斷監(jiān)測裝置。該技術(shù)方案確立了ftu裝置回路及診斷監(jiān)測機構(gòu)實現(xiàn)的相關(guān)功能，基于fpga數(shù)字量產(chǎn)生和數(shù)據(jù)選擇，明確了電源模塊、處理器、通訊模塊的告警方式，進而開發(fā)對應(yīng)模塊的告警設(shè)備，能夠及時響應(yīng)ftu裝置問題，提出診斷依據(jù)及現(xiàn)象。同時，本發(fā)明完成了蓄電池管理主控單元設(shè)計，實現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻檢測技術(shù)、自動放電模塊管理技術(shù)、電池異常診斷技術(shù)應(yīng)用，配合實現(xiàn)蓄電池的就地監(jiān)測和管控。在此基礎(chǔ)上，明確了最終裝置的構(gòu)成原理與構(gòu)造，實現(xiàn)了ftu在線診斷及蓄電池管理裝置的應(yīng)用。本發(fā)明能夠廣泛應(yīng)用于配電自動化ftu監(jiān)測，針對罩式ftu不便于檢修及在線異常監(jiān)測的問題，能夠保證在投入少量資金的同時提升自動化終端管理應(yīng)用的水平。

14、本發(fā)明針對配電自動化終端現(xiàn)狀，同時充分考慮終端分散、現(xiàn)有的監(jiān)測診斷方式不滿足運維要求的現(xiàn)狀，面向全量的標(biāo)準(zhǔn)航插模式下的罩式ftu進行監(jiān)測及蓄電池管理，提升裝置自檢診斷能力，強化智能化監(jiān)測預(yù)警水平，極大提升裝置適用場景的多樣性與治理效能的先進性，具有很好的創(chuàng)新性。