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2 监测系统设计
故障电流监测系统由故障电流监测终端、GPRS网络和数据中心处理机组成，如图2所示。故障电流监测终端负责识别故障的发生并记录故障前后的电压电流信号波形数据；GPRS网络负责监测数据的无线网络传递；数据中心处理机负责故障前后电压电流信号的分析处理，包括波形复现显示、数值计算、分类存储等。
故障电流监测终端是监测系统的核心，由电压电流取样互感器、直流UPS电源和短路电流监测单元组成，如图3所示。考虑到故障期间电网失电及监测单元必须可靠工作的特点，特选用了具有备用电池的直流不间断电源，正常时由电网供电，电网异常时无缝切换到备用电池供电。电流互感器的测量必须考虑到正常运行情况下的小电流测量和故障情况下的大电流测量，两者可能相差数十倍，故在电源出线上安装了2只电流互感器，CT1用于测量故障电流，必须选用保护级电流互感器，CT2用于正常测量，选用常规测量级互感器即可。对于光伏发电而言，并网逆变器具有良好的限流功能，即使电网发生短路，光伏逆变器输出的电流也会限制在额定电流的1.5倍之内，故只选用一个测量互感器即可。
故障电流监测单元的关键在于能否捕捉到故障发生时刻，当判定为故障发生时，记录下故障前2个周波和故障后10个周波的波形，为故障电流的分析提供基础数据。为了保证捕捉故障发生时刻的可靠性，本文采用了电压与电流、瞬时值与有效值、单次与多次等多条件复合的判据，其流程如图4所示。
配电网故障电流监测系统的主要目的是监测配电网发生故障（尤其是短路故障）时的电源电压和支路电流。故障电流监测单元采用32位浮点运算的数字信号处理芯片TMS320F28335。其内置16路12位ADC接口基本满足信号采样的要求；内置SCI通信接口可方便地实现与GPRS数据终端DTU的串行通信；内置足量的RAM和ROM可满足数据处理和程序存储的需要。这些特点简化了故障电流监测单元的硬件结构，提升了工作的可靠性。
