專利名稱：電子式互感器精度測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)用的互感器測(cè)試儀，且可以輸出數(shù)字信號(hào)的測(cè)試 儀，用于數(shù)字化變電站中合并單元、保護(hù)或測(cè)控裝置的測(cè)試工作。
背景技術(shù)：
隨著電子式互感器和數(shù)字化變電站的不斷發(fā)展 和應(yīng)用，則需用一種能夠支持?jǐn)?shù)字 信號(hào)的設(shè)備來(lái)完成數(shù)字化變電站的測(cè)試工作。該項(xiàng)發(fā)明正是用來(lái)完成這一功能的。該裝置 以IEC60044-8的通訊方式發(fā)動(dòng)數(shù)字信號(hào)給合并單元或者保護(hù)、測(cè)控裝置等。該數(shù)字信號(hào)可 以從裝置里的交流頭采樣或者直接模擬數(shù)字信號(hào)得出。該數(shù)字信號(hào)可以改變其波特率、采 樣率等，這樣能夠滿足不同裝置的應(yīng)用要求。數(shù)字化變電站中的電子式互感器相對(duì)于常規(guī)的互感器由于其特有的優(yōu)點(diǎn)，比如， 絕緣簡(jiǎn)單、無(wú)鐵磁諧振和磁飽和問(wèn)題、無(wú)二次線圈開(kāi)路高壓危險(xiǎn)、測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、 沒(méi)有因充油而潛在的易燃、易爆等危險(xiǎn)、體積小、重量輕等。隨著電力系統(tǒng)向大容量，高電壓 等級(jí)方向發(fā)展，因而電子式互感器得到廣泛的應(yīng)用。在基于電子式互感器的數(shù)字化變電站 中，合并單元、保護(hù)、測(cè)控、電度表、錄波器等裝置的測(cè)試與常規(guī)的變電站完全不同，他們接 入的都是數(shù)字信號(hào)。因此就需要專用的測(cè)試方法和測(cè)試裝置來(lái)完成各裝置的測(cè)試工作，從 而了解整個(gè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)。在常規(guī)變電站中由于使用的是傳統(tǒng)的電磁式互感器，其測(cè)試方法主要為通過(guò)可提 供模擬信號(hào)的測(cè)試設(shè)備如昂立、博電等，直接給各裝置內(nèi)的PT、CT加模擬信號(hào)，完成各個(gè)裝 置所需要進(jìn)行的各項(xiàng)測(cè)試。而在數(shù)字化變電站中，由于電子式互感器到合并單元以及合并 單元到間隔層各裝置，上送的均是數(shù)字量。因此，采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法就無(wú)法滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種支持IEC60044-8這個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約的電 子式互感器測(cè)試儀。本實(shí)用新型的解決方案電子式互感器精度測(cè)試儀，包含DSP插件和CPU插件，其 中DSP插件包含DSP芯片、AD轉(zhuǎn)換芯片和運(yùn)算放大器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA和光纖 收發(fā)器，CPU插件包含微處理器CPU芯片、PCI以太網(wǎng)控器和高精度物理層PHY芯片，交流 插件含有PT和CT，其特征是外部產(chǎn)生交流模擬量信號(hào)連接到交流插件的輸入，交流插件 將交流模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)將輸出通過(guò)背板連接到DSP插件的運(yùn)算放大器；DSP 插件的運(yùn)算放大器的輸出連接到AD芯片輸入，再將AD芯片輸出連接到DSP芯片，DSP芯片 的輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA進(jìn)行編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā) 器；CPU插件的微處理器CPU芯片通過(guò)CAN總線(Controller Area Net控制局域網(wǎng))連接 DSP插件；同時(shí)該芯片通過(guò)485通訊口連接到液晶，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)線連接到CPU插件的高精 度物理層PHY芯片和PCI以太網(wǎng)控制器，PCI以太網(wǎng)控制器將解析的報(bào)文送給CPU芯片。DSP插件通過(guò)運(yùn)算放大器連接交流插件的輸出，運(yùn)算放大器的輸出連接到AD芯片輸入，再將AD芯片輸出連接到DSP芯片，DSP芯片的輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片 FPGA，F(xiàn)PGA進(jìn)行編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā)器。電子式互感器精度測(cè)試儀，還有交流模擬量輸入的交流插件，該插件有三個(gè)電壓 互感器PT和三個(gè)電流互感器CT，他們的輸出通過(guò)背板連接到DSP插件。PT和CT的輸入可 以直接通過(guò)外接可提供模擬信號(hào)的測(cè)試設(shè)備如昂立、博電等 其中，DSP插件的DSP芯片的輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA將其 編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā)器以IEC60044-8規(guī)約發(fā)送出去。其中，DSP芯片還通過(guò)CAN總線連接CPU插件的輸出模擬的數(shù)字信號(hào)，并將模擬的 數(shù)字信號(hào)連接到FPGA，F(xiàn)PGA將其編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā)器以IEC60044-8規(guī)約 發(fā)送出去。DSP插件在PT和CT的輸出時(shí)，需要完成AD采樣交流插件信號(hào)并轉(zhuǎn)換成支持 IEC60044-8通訊規(guī)約的信號(hào)。在發(fā)送數(shù)字信號(hào)前，DSP板卡將AD轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換 到IEC60044-8協(xié)議中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)。比如在IEC60044-8協(xié)議中數(shù)字量輸出的額定值 保護(hù)電流對(duì)應(yīng)為463(十六進(jìn)制為OxOlCF)，測(cè)量電流和電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是11585(十六 進(jìn)制為0x2D41)。由于交流頭中CT的額定值為1A，PT的額定值為57. 7V。因此其轉(zhuǎn)換關(guān)系 為電壓數(shù)字量D2 = V* 11585/57. 7，其中V為PT上所加的模擬電壓量；測(cè)量電流數(shù)字量D2 = I女11585/1，其中，I是CT上所加的模擬電流量保護(hù)電流數(shù)字量D3 = I女463/1，其中，I是CT上所加的模擬電流量通過(guò)本實(shí)用新型的使用，能夠完成以IEC60044-8這一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為通訊方式的數(shù) 字化變電站的整站的測(cè)試工作。通過(guò)它能夠完成整站的通訊試驗(yàn)、保護(hù)邏輯試驗(yàn)等各項(xiàng)測(cè) 試實(shí)驗(yàn)，確保數(shù)字化變電站的順利投運(yùn)。

圖1為本實(shí)用新型校驗(yàn)儀的系統(tǒng)構(gòu)造框圖圖2為DSP插件的信號(hào)處理連接示意圖圖3為CPU插件的信號(hào)處理連接示意圖圖4為電子式互感器測(cè)試儀實(shí)際使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)連接圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的電子式互感器精度測(cè)試儀如圖1所示，包含電源插件，CPU插件、 DSP插件，交流插件和人機(jī)接口插件。DSP插件通過(guò)背板接入PT和CT的輸出；CPU插件，DSP 插件之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；CPU插件接收相應(yīng)的人機(jī)接口插件輸入的信息，同時(shí) 將最終的輸出結(jié)果連接到人機(jī)接口插件和后臺(tái)。如圖2所示，DSP插件通過(guò)背板接入PT和CT的輸出，通過(guò)運(yùn)算放大器接入AD芯 片，將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果輸出給DSP芯片，DSP芯片將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)送給現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯 片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA將其編碼后以IEC60044-8規(guī)約通過(guò)光纖收發(fā)器發(fā)送出去。DSP插件除了接受PT和CT的輸出外，其DSP芯片還可以通過(guò)CAN總線接收從CPU插件送過(guò)來(lái)模擬電壓電流的幅值和角度的量，模擬電壓電流的數(shù)字信號(hào)直接送給FPGA， FPGA將其編碼后以IEC60044-8規(guī)約通過(guò)光纖收發(fā)器發(fā)送出去。DSP插件1的AD芯片采用ADS8365，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片采用EP1C3T144C8，光纖收發(fā)器采用HFBR1414，DSP芯片采用TMS320F2812。如圖3所示，CPU插件主要由嵌入式CPU芯片、PHY接口芯片和PCI以太網(wǎng)控制器 等組成，其中CPU通過(guò)CAN總線從DSP插件得到需要送入人機(jī)接口插件的信息，同時(shí)通過(guò) CAN總線將人機(jī)接口插件送過(guò)來(lái)的信息送給DSP插件。CPU插件通過(guò)485通訊口與液晶進(jìn) 行通訊，同時(shí)后臺(tái)通過(guò)網(wǎng)線接入PHY接口芯片和PCI以太網(wǎng)控制器，PCI以太網(wǎng)控制器將解 析的報(bào)文連接到CPU插件。CPU插件的CPU插件采用MPC5200處理器，PHY接口芯片為WJLXT971，PCI以太網(wǎng) 控制器采用82551IT。使用本實(shí)用新型電子式互感器測(cè)試儀對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行測(cè)試的方法如圖4所示，將可提供模擬信號(hào)的測(cè)試設(shè)備如昂立、博電等通過(guò)電纜接入測(cè)試儀 的交流頭插件，將DSP板的光纖發(fā)送口輸出接入合并單元的輸入。合并單元同樣通過(guò)光纖 接到各種保護(hù)、測(cè)控、電度表、故障錄波器等這種裝置。也可以直接將電子式互感器測(cè)試儀 的DSP插件的光纖發(fā)送口輸出接入保護(hù)、測(cè)控等裝置。在做通訊試驗(yàn)時(shí)，可以不需要可提供模擬信號(hào)的測(cè)試設(shè)備，直接通過(guò)測(cè)試儀模擬 出數(shù)字信號(hào)給合并單元，在各裝置上觀察幅值、角度等信號(hào)是否正確。在做保護(hù)動(dòng)作等試驗(yàn) 時(shí)，只要測(cè)試設(shè)備上輸入相應(yīng)的模擬量，觀察對(duì)應(yīng)裝置的動(dòng)作情況等即可完成。
權(quán)利要求電子式互感器精度測(cè)試儀，包含DSP插件，CPU插件和交流插件，其中DSP插件包含DSP芯片、AD轉(zhuǎn)換芯片和運(yùn)算放大器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA和光纖收發(fā)器，CPU插件包含微處理器CPU芯片、PCI以太網(wǎng)控器和高精度物理層PHY芯片；交流插件含有PT和CT，其特征是外部產(chǎn)生交流模擬量信號(hào)連接到交流插件的輸入，交流插件將交流模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)將輸出通過(guò)背板連接到DSP插件的運(yùn)算放大器；DSP插件的運(yùn)算放大器的輸出連接到AD芯片輸入，再將AD芯片輸出連接到DSP芯片，DSP芯片的輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA進(jìn)行編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā)器；CPU插件的微處理器CPU芯片通過(guò)CAN總線連接DSP插件；同時(shí)該芯片通過(guò)485通訊口連接到液晶，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)線連接到CPU插件的高精度物理層PHY芯片和PCI以太網(wǎng)控制器，PCI以太網(wǎng)控制器將解析的報(bào)文連接送給CPU芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式互感器精度測(cè)試儀，其特征是交流模擬量輸入的交流 插件設(shè)有三個(gè)PT和三個(gè)CT，其輸出通過(guò)背板連接到DSP插件。
3.如權(quán)利要求1所述的電子式互感器精度測(cè)試儀，其特征是DSP插件的DSP芯片的輸 出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA將其編碼后，將輸出結(jié)果以IEC60044-8規(guī)約連 接至光纖收發(fā)器。
4.如權(quán)利要求1所述的電子式互感器精度測(cè)試儀，其特征是DSP芯片還通過(guò)CAN總線 連接CPU插件的輸出模擬的數(shù)字信號(hào)，并將模擬的數(shù)字信號(hào)連接到FPGA，F(xiàn)PGA將其編碼后， 將輸出結(jié)果以IEC60044-8規(guī)約連接到光纖收發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電子式互感器精度測(cè)試儀，包含DSP插件，CPU插件和交流插件，外部產(chǎn)生交流模擬量信號(hào)連接到交流插件的輸入，交流插件將交流模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)將輸出通過(guò)背板連接到DSP插件的運(yùn)算放大器；DSP芯片的輸出連接到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA進(jìn)行編碼后，將輸出結(jié)果連接到光纖收發(fā)器；CPU插件的微處理器CPU芯片通過(guò)CAN總線連接DSP插件；同時(shí)該芯片通過(guò)485通訊口連接到液晶，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)線連接到CPU插件的高精度物理層PHY芯片和PCI以太網(wǎng)控制器，PCI以太網(wǎng)控制器將解析的報(bào)文連接送給CPU芯片。本實(shí)用新型可以用于數(shù)字化變電站中合并單元、保護(hù)或測(cè)控裝置的測(cè)試工作。
文檔編號(hào)G08C23/06GK201589857SQ20092028439
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者吳正偉, 胡桂平, 董雋, 陳志剛 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司;常州博瑞電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司