本发明涉及配电自动化，尤其是一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元。
背景技术：
1、在现代电力系统中，10kv配电自动化系统起着至关重要的作用。随着社会经济的快速发展，对电力供应的可靠性、稳定性和智能化程度的要求不断提高。为了满足这些需求，配电自动化技术不断发展和创新，综合测控通信数据化单元作为关键设备之一，在配电系统中发挥着重要作用。
2、在过去，传统的配电自动化系统主要采用集中式架构，由一个中央控制单元对整个配电网络进行监测和控制。然而，这种架构存在一些明显的局限性。例如，在一些老工业区，传统的配电自动化系统在运行过程中，一旦中央控制单元出现故障，就会导致整个区域的配电系统瘫痪，严重影响了工业生产和居民生活。此外，集中式架构的系统响应速度较慢，难以满足快速处理故障和恢复供电的要求。
3、随着技术的进步，分布式架构逐渐成为配电自动化系统的发展趋势。分布式综合测控通信数据化单元能够将监测和控制功能分散到各个节点，提高了系统的可靠性和灵活性。同时，先进的通信技术和数据处理算法的应用，使得这些单元能够实现更高效的信息交互和故障处理。
4、授权公告号为cn 101458504 b的中国专利公开了一种多路运行模式的数字综合保护测控单元，包括多个独立且相互信息共享的、实现多条线路的合并功能、继电保护功能、智能操作功能于一体且具备同步测量、控制、录波、系统分析功能的ied功能单元；与各个ied功能单元相连实现通信功能的各种以太网母线；与控制以太网相通信、可以采集开关的跳位、合位、合后、远方状态，还可以采集用户自定义的遥信的智能操作单元；用户自定义的遥信；及可从ied功能单元读取相关信息，进行逻辑计算、逻辑判断、逻辑结果处理，并向ied功能单元发送各自相关信息的用户保护单元。该专利不需通过网络通讯而就地方便快捷地实现资源信息共享，且电缆用少量、结构简单。
5、上述技术所开发的分布式智能站所终端虽然能够不需通过网络通讯而就地方便快捷地实现资源信息共享，且电缆用少量、结构简单，但是配置较低，无法快速定位的配电线路故障，数据处理能力较差，因此进一步开发一种能够快速定位配电线路故障、提高数据处理能力的综合测控通信数据化单元成为了技术发展的必然趋势。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，以期能够快速定位配电线路故障、提高数据处理能力。
2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：
3、一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，包括间隔单元和公共单元，间隔单元包括特定功能或特定电路的模块，具体为cpu插件、模拟量插件、电源开出插件、开入插件；公共单元包括各间隔单元共用的模块，具体为液晶显示插件；此综合测控通信数据化单元安装于10kv环网线路的下述节点：包括环网供电线路、单辐射线路、分支线路及小电阻接地系统或经消弧线圈接地系统的断路器或负荷开关柜上。
4、进一步优选的，所述小电阻接地系统上额外加装专研的小电阻接地检测系统。
5、进一步优选的，所述小电阻接地检测系统通过连接恒常微电源供电，利用电流传感器采集数据并经插值、级数化展开及生成向量数据层后，基于向量分析以不同区间内所提取向量的方向、长度或其复合数据关系对两个或多个对应区间内接地电流变异性进行数值化表征，并与固定或反馈式可调阈值比对，从而判定接地电流变异程度是否达到预警或检修标准。具体来看，所述小电阻接地系统的数据结构包括：离散数据层；连续数据层；线性数据层；向量数据层；接地电流变异表征数据层。其数据处理进程包括：a.电源供电：设定一个连接恒常微电源提供微弱电流；b.数据采集：通过电流传感器在固定采样频率下获取电流数据点，形成离散数据层i0，i1，i2，i3......in，此处下角标对应采样间隔为∆t1；c.数据插值：对离散数据层进行插值处理，拟合为连续函数i(t)，形成连续数据层，此处上角标对应人为选定的较大区间∆t2；d.级数化展开：对连续函数i(t)进行泰勒级数展开，得到线性数据层；e.向量数据层：从线性数据层中提取前 k项，生成n个k维向量，分别记为，的下角标与上述in（t）的上角标对应一致；f.向量分析：基于向量数据的分析对接地电流的变异特性进行数据表征，得到接地电流变异表征数据；具体的算法过程为：通过不同∆t2区间上的k维向量的方向、长度或方向与长度的复合数据关系，对两个或多个对应∆t2区间内的接地电流变异性进行数值化表征；最后将所得数据表征与预先设定的固定阈值或反馈式可调阈值进行比对，基于数据比对结果判定接地电流的变异程度是否达到预警或检修标准。
6、进一步优选的，所述cpu插件为综合测控通信数据化单元的核心处理单元，包括对遥测、遥信、遥控的数据处理和逻辑判断，执行光纤差动保护功能的算法计算和保护动作的逻辑判断，执行馈线自动化功能中的控制逻辑和决策，包括主站集中型fa和就地型fa自动化，处理通信及管理功能中的协议处理和数据交互，对故障录波功能的波形数据采集，执行调试、维护功能中的参数设置和设备自诊断，执行日志、历史数据存储与调阅功能中的数据管理。
7、进一步优选的，所述cpu插件包括高速32位arm处理器，配备16位高精度外置a/d芯片，支持多个相互独立的网络通道和多种通信规约，包括rs-232、rs-485、以太网等多种通信接口和iec60870-5-101/104、iec61850-mms、iec61850-goose等通信规约，支持各终端间的实时对等交互通讯，对外提供2路以太网口、1路光纤接口、2路串口。
8、进一步优选的，所述模拟量插件包括接入交流电压、电流等模拟信号，转化为数字信号供cpu插件处理，提供遥测功能的数据来源。
9、进一步优选的，所述模拟量插件包括接入来自配电系统的模拟信号和两路直流量信号，所述模拟信号包括负荷侧电压、电源侧电压以及电流信号，所述模拟量插件将接入的模拟信号转换成适合cpu插件处理的弱电信号；采用高精度外置a/d芯片进行交流采样，支持将测量的电压、电流、频率以及计算所得的有功、无功、功率因数等参数上送远传，通过软件设置遥测采集与上传的死区范围；所述模拟量插件在馈线故障时采集并记录短路电流、零序电流和零序电压。
10、进一步优选的，所述电源开出插件接入dc24v或dc48v的电源输入，输入范围为-20%至+20%，为终端的其他部分提供稳定的24v和5v直流电源，提供8路继电器空节点开出功能，所述电源开出插件负责电源管理及监控，包括管理装置的电源分配，对电源状态的监控；所述电源开出插件可使用外部隔离电源代替内部24vdc作为接点输入电源。
11、进一步优选的，所述开入插件采集16个遥信硬接点的信号为遥信功能提供数据，采集必要的状态信号以供保护逻辑判断，所述开入插件装置内部的dc/dc转换器输出隔离的24vdc为干接点提供输入回路驱动电源，允许使用外部隔离电源代替内部24vdc作为接点输入电源。
12、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
13、本发明通过cpu插件配置的高速32位arm处理器，配备16位高精度外置a/d芯片，确保综合测控通信数据化单元具有快速的数据处理能力；
14、本发明支持rs-232、rs-485、以太网等多种通信接口，以及iec60870-5-101/104、iec61850-mms、iec61850-goose等通信规约，确保综合测控通信数据化单元通信的灵活性和兼容性；支持各终端间的实时对等交互通讯，这对于分布式系统来说是重要的，提高了系统的响应速度和可靠性；
15、本发明通过模拟量插件采用高精度外置a/d芯片进行交流采样，确保了遥测数据的准确性；
16、本发明通过电源开出插件负责电源管理及监控，包括电源分配和状态监控，增强了设备的稳定性和可靠性；
17、本发明通过开入插件采集16个遥信硬接点的信号，为遥信功能提供必要的状态信号，增强了系统的监控能力；
18、本发明通过液晶显示插件提供160*160的点阵液晶屏，改善了用户交互体验，使用户能够方便地查看和设置参数；
19、本发明全新构建这套小电阻接地检测系统能够检测机壳接地情况，能够准确判断其接地是否良好，且能够发出预警并建议检修；从检测精准性角度看，我们通过多步骤的数据处理，从离散数据逐步转化为连续数据再到线性数据和向量数据的抽提和转换等，能够细致地分析接地电流的变化特征，其意义不仅在于提高检测的精度（准确性），更加有特色的一点是，多参数化的处理能够提高接地检测在多环境下不同的接地破坏诱因下的稳定性（泛化性），并最终通过对不同时间区间内的接地电流变异性进行数值化表征，基于主动施加的接地电流的变化情况及时发现可能的潜在问题，进行故障前预警和问题消解（而非故障中处理、故障后修复）；另外，这套专研的接地检测系统新还可以适应不同的小电阻接地系统，通过调整相关参数如采样频率、插值区间、向量维度等，尤其是向量维度，总能够在最佳检测性能中同时找到最佳的灵敏度，在精准预警的同时实现既不漏检也不过度误报警。
1.一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，包括间隔单元和公共单元，间隔单元包括特定功能或特定电路的模块，具体为cpu插件、模拟量插件、电源开出插件、开入插件；公共单元包括各间隔单元共用的模块，具体为液晶显示插件；此综合测控通信数据化单元安装于10kv环网线路的下述节点：环网供电线路、单辐射线路、分支线路及小电阻接地系统或经消弧线圈接地系统的断路器或负荷开关柜上。
2.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述小电阻接地系统上额外加装专研的小电阻接地检测系统。
3.根据权利要求2所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述小电阻接地检测系统通过连接恒常微电源供电，利用电流传感器采集数据并经插值、级数化展开及生成向量数据层后，基于向量分析以不同区间内所提取向量的方向、长度或其复合数据关系对两个或多个对应区间内接地电流变异性进行数值化表征，并与固定或反馈式可调阈值比对，从而判定接地电流变异程度是否达到预警或检修标准。
4.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述cpu插件为综合测控通信数据化单元的核心处理单元，包括对遥测、遥信、遥控的数据处理和逻辑判断，执行光纤差动保护功能的算法计算和保护动作的逻辑判断，执行馈线自动化功能中的控制逻辑和决策，包括主站集中型fa和就地型fa自动化，处理通信及管理功能中的协议处理和数据交互，对故障录波功能的波形数据采集，执行调试、维护功能中的参数设置和设备自诊断，执行日志、历史数据存储与调阅功能中的数据管理。
5.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述cpu插件包括高速32位arm处理器，配备16位高精度外置a/d芯片，支持多个相互独立的网络通道和多种通信规约，包括rs-232、rs-485、以太网多种通信接口和iec60870-5-101/104、iec61850-mms、iec61850-goose通信规约，支持各终端间的实时对等交互通讯，对外提供2路以太网口、1路光纤接口、2路串口。
6.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述模拟量插件包括接入交流电压、电流模拟信号，转化为数字信号供cpu插件处理，提供遥测功能的数据来源。
7.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述模拟量插件包括接入来自配电系统的模拟信号和两路直流量信号，所述模拟信号包括负荷侧电压、电源侧电压以及电流信号，所述模拟量插件将接入的模拟信号转换成适合cpu插件处理的弱电信号；采用高精度外置a/d芯片进行交流采样，支持将测量的电压、电流、频率以及计算所得的有功、无功、功率因数参数上送远传，通过软件设置遥测采集与上传的死区范围；所述模拟量插件在馈线故障时采集并记录短路电流、零序电流和零序电压。
8.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述电源开出插件接入dc24v或dc48v的电源输入，输入范围为-20%至+20%，为终端的其他部分提供稳定的24v和5v直流电源，提供8路继电器空节点开出功能，所述电源开出插件负责电源管理及监控，包括管理装置的电源分配，对电源状态的监控；所述电源开出插件可使用外部隔离电源代替内部24vdc作为接点输入电源。
9.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述开入插件采集16个遥信硬接点的信号为遥信功能提供数据，采集状态信号以供保护逻辑判断，所述开入插件装置内部的dc/dc转换器输出隔离的24vdc为干接点提供输入回路驱动电源，允许使用外部隔离电源代替内部24vdc作为接点输入电源。
10.根据权利要求1所述的一种适配配电自动化系统的综合测控通信数据化单元，其特征在于，所述液晶显示插件包括160*160的点阵液晶屏，用户界面显示遥测、遥信数据、保护和控制状态，用户通过液晶屏进行参数查看和设置。
