專利名稱：一種閥基電子單元的編解碼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸電網(wǎng)無功補(bǔ)償(SVC)領(lǐng)域，涉及一種編解碼板，尤其是一種閥 基電子單元編解碼板。
技術(shù)背景 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)負(fù)荷急劇增大，感性無功也 與日俱增。特別是大量的非線性設(shè)備和沖擊性負(fù)載接入電網(wǎng)，引起電網(wǎng)電壓波動與閃變、三 相供電不平衡以及電壓電流波形畸變等，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)及用戶設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。近年來發(fā)展起來的靜止無功補(bǔ)償(SVC)裝置在抑制電壓的波動和閃變，改善系統(tǒng) 的三相不平衡取得顯著成效。晶閘管控制電抗器(TCR)型SVC閥基電子單元由于具有反應(yīng) 速度快、運(yùn)行可靠、分相調(diào)節(jié)、有較好的抑制不對稱負(fù)荷的能力、適用范圍廣和價格便宜等 優(yōu)點(diǎn)，因此研究并設(shè)計(jì)了 TCR型SVC閥基電子單元(VBE)的硬件平臺，VBE是連接調(diào)節(jié)單元 與閥組的中間設(shè)備，主要由觸發(fā)回路和監(jiān)測回路構(gòu)成，它是高壓晶閘管觸發(fā)與在線監(jiān)測系 統(tǒng)的重要組成部分，在線監(jiān)測又是重中之中。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的空缺，提供一種閥基電子單元編解碼板， 該編解碼板能夠?qū)o止無功補(bǔ)償(SVC)來的觸發(fā)信號進(jìn)行編碼與解碼，從而實(shí)現(xiàn)對晶閘管 閥狀態(tài)和閥錯誤進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種閥基電子單元編解碼板，包括光電轉(zhuǎn)換電路、光纖端子、光纖電源控制繼電 器、LED指示燈和96芯插頭，其特征在于還包括有一個FPGA芯片，脈沖編解碼板以FPGA 芯片為控制核心，所述FPGA芯片分別與96芯插頭、LED指示燈、光纖電源控制繼電器和電 光轉(zhuǎn)換電路連接，所述電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接到光纖端子上。上述FPGA芯片是Cyclone系列芯片。上Cyclone 系列芯片為 EP1C6QFP240。上述FPGA芯片通過十六路光纖與電光轉(zhuǎn)換電路連接，電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端通 過十六路光纖輸出到光纖端子上。上述LED顯示燈由四個LED組成。上述96芯插頭設(shè)有兩組，分別與所述FPGA芯片連接。本實(shí)用新型根據(jù)SVC(靜止無功補(bǔ)償)調(diào)節(jié)單元單元所發(fā)的觸發(fā)或預(yù)觸發(fā)對每個 晶閘管閥組的觸發(fā)信號進(jìn)行編碼，并將編碼后的觸發(fā)脈沖分配到與每個晶閘管一一對應(yīng)的 光電轉(zhuǎn)換通道，經(jīng)光纖傳輸?shù)絋E(高電位電子單元)板觸發(fā)晶間管。在實(shí)現(xiàn)整個過程中本 實(shí)用新型采用FPGA芯片為控制核心，利用常見元器件，并通過易于實(shí)現(xiàn)的連接方式，達(dá)到 了對晶閘管閥狀態(tài)和閥錯誤進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測的目的。
圖1為本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖1，本實(shí)用新型的閥基電子單元編解碼板，包括光電轉(zhuǎn)換電路、光纖端子、光纖電源控制繼電器、LED指示燈和96芯插頭。另外還包括有一個FPGA芯片，編解碼板以 FPGA芯片為控制核心，F(xiàn)PGA芯片分別與96芯插頭、LED指示燈、光纖電源控制繼電器和電光 轉(zhuǎn)換電路連接，電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接到光纖端子上。其中FPGA芯片是通過十六路光 纖與電光轉(zhuǎn)換電路連接，電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端再通過十六路光纖輸出到光纖端子上。LED 顯示燈選擇由四個LED組成。96芯插頭設(shè)有兩組，其中一組通過32路光纖連接到FPGA芯 片上并將閥組回報(bào)信息、觸發(fā)信息和欲觸發(fā)信息傳送給FPGA芯片，另一組通過16路光纖連 接到FPGA芯片上，該16路光纖連接的插頭是FPGA的一個輸出信號端。兩組96芯插頭還 與背板總線相連，用來實(shí)現(xiàn)與CPU板和觸發(fā)組件內(nèi)部的數(shù)據(jù)交互。對脈沖編碼板FPGA的設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的FPGA最優(yōu)方案是選用Cyclone系列芯片，其中最好選用Cyclone系 列芯片的EP1C6QFP240。FPGA內(nèi)部的通過軟件實(shí)現(xiàn)如圖1中的功能模塊脈沖編碼、21MUX、 信號擴(kuò)展、閥狀態(tài)檢測和遙控繼電器，遙控繼電器與光纖電源控制繼電器連接。(1)脈沖編碼板根據(jù)SVC(調(diào)節(jié)單元)送來的觸發(fā)信號與觸發(fā)信號的狀態(tài)信號進(jìn)行 脈沖編碼。為了將觸發(fā)信號由低壓控制設(shè)備傳遞到高壓閥組上，閥組觸發(fā)采用光電觸發(fā)方 式，觸發(fā)脈沖在脈沖分配單元作用下，分配到與每個晶間管一一對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換通道，并以 850nm的近紅外光脈沖形式通過光纜傳遞到TCR晶體管閥的TE(高電位電子單元)。(2)另一方面需要接收閥組中所有晶閘管的回報(bào)編碼脈沖，判斷各個晶閘管狀態(tài)， 并將檢測到的BOD (晶閘管過壓時自動產(chǎn)生的回饋信號)動作、丟脈沖和閥緊急故障信息送 到監(jiān)控單元。上位機(jī)可以通過讀FPGA中設(shè)計(jì)的BOD標(biāo)志寄存器與ERROR標(biāo)志寄存器來獲 取當(dāng)前閥的狀態(tài)信息。BOD標(biāo)志寄存器與ERROR寄存器的高2位為數(shù)據(jù)的狀態(tài)位，根據(jù)狀態(tài) 位代表閥組是正常、BOD, ERROR或BOD與ERROR都發(fā)生了。(3)脈沖編碼板收到觸發(fā)狀態(tài)為預(yù)觸發(fā)時，對觸發(fā)信號進(jìn)行兩脈沖編碼，其觸發(fā)邏 輯分別為第一個脈沖為晶閘管觸發(fā)脈沖的起始標(biāo)志；第二個脈沖標(biāo)志晶閘管觸發(fā)完成的 最后位置。脈沖編碼板收到觸發(fā)狀態(tài)為觸發(fā)時，對觸發(fā)信號進(jìn)行三脈沖編碼，其觸發(fā)邏輯分 別為第一個脈沖為晶閘管觸發(fā)脈沖的起始標(biāo)志；第二個脈沖標(biāo)志晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通角的起 始位置；第三個脈沖為的最后位置；第三個脈沖標(biāo)志晶間管觸發(fā)完成的最后位置。分別來自VBE(閥基電子單元)的觸發(fā)信號和觸發(fā)/預(yù)觸發(fā)狀態(tài)信號，選擇觸發(fā) 編碼或者預(yù)觸發(fā)編碼；當(dāng)脈沖編碼為有效的脈沖編碼信號時，將有效的編碼脈沖擴(kuò)展成32 路，其中16(TD0)路經(jīng)電光轉(zhuǎn)換單元，由光纖傳輸?shù)絋E(高電位電子單元)板觸發(fā)晶閘管。 剩余16路經(jīng)背板送到脈沖編碼擴(kuò)展板，用來觸發(fā)晶閘管。
權(quán)利要求一種閥基電子單元編解碼板，包括光電轉(zhuǎn)換電路、光纖端子、光纖電源控制繼電器、LED指示燈和96芯插頭，其特征在于還包括有一個FPGA芯片，脈沖編解碼板以FPGA芯片為控制核心，所述FPGA芯片分別與96芯插頭、LED指示燈、光纖電源控制繼電器和電光轉(zhuǎn)換電路連接，所述電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接到光纖端子上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥基電子單元編解碼板，其特征在于所述FPGA芯片是 Cyclone系列芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥基電子單元編解碼板，其特征在于=Cyclone系列芯片為 EP1C6QFP240。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥基電子單元編解碼板，其特征在于所述FPGA芯片通過 十六路光纖與電光轉(zhuǎn)換電路連接，電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過十六路光纖輸出到光纖端子 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥基電子單元編解碼板，其特征在于所述LED顯示燈由四 個LED組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥基電子單元編解碼板，其特征在于所述96芯插頭設(shè)有兩 組，分別與所述FPGA芯片連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種脈沖編解碼板，包括光電轉(zhuǎn)換電路、光纖端子、光纖電源控制繼電器、LED指示燈和96芯插頭。脈沖編解碼板以FPGA芯片為控制核心，所述FPGA芯片分別與96芯插頭、LED指示燈、光纖電源控制繼電器和電光轉(zhuǎn)換電路連接，所述電光轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接到光纖端子上。實(shí)現(xiàn)從SVC(靜止無功補(bǔ)償)調(diào)節(jié)單元其發(fā)過來的觸發(fā)或預(yù)觸發(fā)信號進(jìn)行三脈沖編碼，編碼信號通過光纖送到解碼板對信號上的BOD(閥過電壓保護(hù))，ERR(閥錯誤)信號進(jìn)行解碼。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控單元對所發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。
文檔編號H02J3/18GK201594740SQ20092027489
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者嚴(yán)結(jié)實(shí), 張杭, 張超, 白云飛 申請人:中國西電電氣股份有限公司