一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，包括安裝機(jī)盒，所述安裝機(jī)盒內(nèi)安裝有接收模塊和控制單元，所述控制單元連接有負(fù)載光纖，所述接收模塊包括接收天線，所述接收天線的輸出端連接有信號(hào)調(diào)理模塊，所述信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端還連接有解調(diào)器；所述控制單元包括核心控制器，所述核心控制器連接有信號(hào)采樣模塊、信號(hào)處理模塊和通信模塊，所述信號(hào)采樣模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖，所述核心控制器還連接有電源模塊，所述接收模塊與核心控制器之間還連接有合并單元接口；本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問(wèn)題，又可以解決依靠GPS同步帶來(lái)的信息安全問(wèn)題，保障我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】
一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及北斗應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要方向，與智能變電站相關(guān)的技術(shù)研究也成為電網(wǎng)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。作為智能化變電站的重要組成部分，光纖差動(dòng)保護(hù)也成為重要研究對(duì)象。相對(duì)于其他保護(hù)，光纖差動(dòng)保護(hù)具有原理簡(jiǎn)單、可靠性較高、動(dòng)作迅速等優(yōu)勢(shì)。為確保差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，控制系統(tǒng)需要同時(shí)獲得線路兩端的瞬時(shí)采樣數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是否是同一時(shí)刻的采樣值對(duì)于差動(dòng)保護(hù)能否正確動(dòng)作有很大的影響。因此線路兩側(cè)的同步問(wèn)題是需要解決重要問(wèn)題。對(duì)于線路差動(dòng)保護(hù)的同步方式有很多種方法，但這些數(shù)據(jù)同步方式存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高或信息安全的問(wèn)題，并不適用于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的智能化變電站。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問(wèn)題，又可以解決依靠GPS同步帶來(lái)的信息安全問(wèn)題，保障我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，包括安裝機(jī)盒，所述安裝機(jī)盒內(nèi)安裝有接收模塊和控制單元，所述控制單元連接有負(fù)載光纖，所述接收模塊包括接收天線，所述接收天線的輸出端連接有信號(hào)調(diào)理模塊，所述信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端還連接有解調(diào)器;所述控制單元包括核心控制器，所述核心控制器連接有信號(hào)采樣模塊、信號(hào)處理模塊和通信模塊，所述信號(hào)采樣模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖，所述核心控制器還連接有電源模塊，所述接收模塊與核心控制器之間還連接有合并單元接口。
[0005]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括低噪聲信號(hào)放大器，所述低噪聲信號(hào)放大器的輸出端連接有帶選濾波器，所述帶選濾波器的輸出端連接有混頻器，所述混頻器的輸出端連接到解調(diào)器。
[0006]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)采樣模塊包括電子式電流互感器和電壓互感器，所述電子式電流互感器和電壓互感器的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0007]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)處理模塊包括延時(shí)器和解碼器，所述延時(shí)器的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器，所述數(shù)據(jù)二次采樣器連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端。
[0008]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通信模塊包括編碼器和網(wǎng)絡(luò)適配器，所述編碼器的輸出端連接有GPRS收發(fā)器。
[0009]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊包括可充電蓄電池，所述可充電蓄電池的輸出端連接有電壓變換器。
[0010]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述合并單元接口采用MU7320A芯片，且合并單元接口內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個(gè)采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再?gòu)暮喜⒖谳敵觥?br>[0011]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述核心控制器采用FPGA控制器，核心控制器內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器還連接有DDR雙倍率隨機(jī)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器，所述數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器采用TF存儲(chǔ)卡。
[0012]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述安裝機(jī)盒上表面還鑲嵌有液晶顯示器和操作按鈕，所述液晶顯示器和操作按鈕的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器，所述電平轉(zhuǎn)換器連接到核心控制器。
[0013]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述安裝機(jī)盒上還安裝有擴(kuò)展接口，所述擴(kuò)展接口包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，通過(guò)設(shè)置接收模塊，利用接收天線和信號(hào)調(diào)理模塊，接收來(lái)自北斗衛(wèi)星的信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)處理，提高精度和安全性能;通過(guò)設(shè)置合并單元接口，方便有效的實(shí)現(xiàn)了授時(shí)脈沖的轉(zhuǎn)換；通過(guò)設(shè)置通信模塊，利用網(wǎng)絡(luò)適配器和GPRS收發(fā)器實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，提高裝置的靈活性；本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問(wèn)題，又可以解決依靠GPS同步帶來(lái)的信息安全問(wèn)題，保障我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1-安裝機(jī)盒;2-接收模塊;3-控制單元;4-負(fù)載光纖;5-接收天線;6_信號(hào)調(diào)理模塊;7-解調(diào)器;8-核心控制器;9-信號(hào)米樣模塊;10-信號(hào)處理模塊；11-通信模塊；12-電源模塊；13-合并單元接口； 14-低噪聲信號(hào)放大器；15-帶選濾波器；16-混頻器；17-電流互感器；18-電壓互感器；19-擴(kuò)展接口； 20-模數(shù)轉(zhuǎn)換器;21-延時(shí)器;22-解碼器;23-數(shù)據(jù)二次采樣器;24-編碼器;25-網(wǎng)絡(luò)適配器;26-可充電蓄電池;27-電壓變換;28-DDR雙倍率隨機(jī)存儲(chǔ)器;29-數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器;30-液晶顯示器;31-操作按鈕;32-電平轉(zhuǎn)換器;33-GPRS收發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]實(shí)施例:
[0020]請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，包括安裝機(jī)盒I，所述安裝機(jī)盒I內(nèi)安裝有接收模塊2和控制單元3，所述控制單元3連接有負(fù)載光纖4，所述接收模塊，2包括接收天線5，所述接收天線5的輸出端連接有信號(hào)調(diào)理模塊6，所述信號(hào)調(diào)理模塊6的輸出端還連接有解調(diào)器7;所述控制單元3包括核心控制器8，所述核心控制器8連接有信號(hào)采樣模塊9、信號(hào)處理模塊10和通信模塊11，所述信號(hào)采樣模塊9的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖4，所述核心控制器8還連接有電源模塊12，所述接收模塊2與核心控制器8之間還連接有合并單元接口 13。
[OO21 ]所述信號(hào)調(diào)理模塊6包括低噪聲信號(hào)放大器14，所述低噪聲信號(hào)放大器14的輸出端連接有帶選濾波器15，所述帶選濾波器15的輸出端連接有混頻器16，所述混頻器16的輸出端連接到解調(diào)器7;所述信號(hào)采樣模塊9包括電子式電流互感器17和電壓互感器18，所述電子式電流互感器17和電壓互感器18的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器20;所述信號(hào)處理模塊10包括延時(shí)器21和解碼器22，所述延時(shí)器21的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器23，所述數(shù)據(jù)二次采樣器23連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端;所述通信模塊11包括編碼器24和網(wǎng)絡(luò)適配器25，所述編碼器24的輸出端連接有GPRS收發(fā)器33。
[0022 ]所述電源模塊12包括可充電蓄電池26，所述可充電蓄電池26的輸出端連接有電壓變換器27;所述合并單元接口 13采用肌]732(^芯片，且合并單元接口 13內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個(gè)采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再?gòu)暮喜⒖谳敵?所述核心控制器8采用FPGA控制器，核心控制器8內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器8還連接有DDR雙倍率隨機(jī)存儲(chǔ)器28和數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器29，所述數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器29采用TF存儲(chǔ)卡;所述安裝機(jī)盒I上表面還鑲嵌有液晶顯示器30和操作按鈕31，所述液晶顯示器30和操作按鈕31的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器32，所述電平轉(zhuǎn)換器32連接到核心控制器8;所述安裝機(jī)盒I上還安裝有擴(kuò)展接口 19，所述擴(kuò)展接口 19包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
[0023]本發(fā)明的工作原理:所述安裝機(jī)盒I用于安裝固定所有的電氣元件，所述接收模塊2用于接收來(lái)自北斗定位系統(tǒng)的信號(hào)，所述控制單元3用于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)控制;且一般情況下兩個(gè)保護(hù)裝置相對(duì)連接形成一組；
[0024](I)所述接收天線5接收到衛(wèi)星發(fā)出的脈沖信號(hào)并給智能變電站所有智能化裝置授時(shí)，所述信號(hào)調(diào)理模塊6將接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整處理，所述低噪聲信號(hào)放大器14將接受到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述帶選濾波器15將放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波操作，濾除雜波；濾波后的信號(hào)再進(jìn)入混頻器16與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，混頻后的信號(hào)再送入解調(diào)器7進(jìn)行解調(diào)操作，還原成數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0025](2)所述合并單元接口 13將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行額定延后打包發(fā)送給控制單元3處理，所述核心控制器8通過(guò)信號(hào)采樣模塊9采集光纖電路的相關(guān)數(shù)據(jù)，所述電流互感器17和電壓互感器18分別采集電路中的電流信息和電壓信息，采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器20轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，在送入到核心控制器8;
[0026](3)所述核心控制器8利用信號(hào)處理模塊10實(shí)現(xiàn)同步處理，所述延時(shí)器21根據(jù)接收到的衛(wèi)星發(fā)出的脈沖信號(hào)確定對(duì)采集信號(hào)的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)，所述解碼器22將接收到的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，所述數(shù)據(jù)二次采樣器23根據(jù)延時(shí)信號(hào)對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)各MU的延時(shí)對(duì)多個(gè)MU數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣及插值計(jì)算，完成本側(cè)所有保護(hù)采樣數(shù)據(jù)的同步；
[0027](4)所述通信模塊11同步好的數(shù)據(jù)、時(shí)間標(biāo)簽以及采樣序號(hào)發(fā)送至對(duì)側(cè)的保護(hù)裝置，所述編碼器24將待發(fā)送信息進(jìn)行編碼處理，所述網(wǎng)絡(luò)適配器25進(jìn)行參數(shù)配置，所述GPRS收發(fā)器33按照配置好的網(wǎng)絡(luò)通路將信號(hào)發(fā)送出去；同時(shí)也接收對(duì)側(cè)發(fā)過(guò)來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù);兩側(cè)的保護(hù)裝置經(jīng)通信模塊11交換采樣數(shù)據(jù)信息，完成差動(dòng)保護(hù)的邏輯
[0028](5)所述可充電蓄電池26為整個(gè)裝置供電，所述電壓變換器27將電池輸出電壓變換成各個(gè)模塊所需電壓;所述DDR雙倍率隨機(jī)存儲(chǔ)器28用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)，從而擴(kuò)大內(nèi)存提高核心處理器8的處理運(yùn)行速度，所述數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器29將采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)備份;所述液晶顯示器30和操作按鈕31用于實(shí)現(xiàn)命令輸入和顯示功能，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，所述電平轉(zhuǎn)換器32實(shí)現(xiàn)不同電平之間的相互轉(zhuǎn)換;所述擴(kuò)展接口 19可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間互聯(lián)或者連接上位機(jī)及其他移動(dòng)設(shè)備。
[0029]該基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，通過(guò)設(shè)置接收模塊2，利用接收天線5和信號(hào)調(diào)理模塊6，接收來(lái)自北斗衛(wèi)星的信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)處理，提高精度和安全性能;通過(guò)設(shè)置合并單元接口 13，方便有效的實(shí)現(xiàn)了授時(shí)脈沖的轉(zhuǎn)換;通過(guò)設(shè)置通信模塊11，利用網(wǎng)絡(luò)適配器25和GPRS收發(fā)器33實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，提高裝置的靈活性;本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問(wèn)題，又可以解決依靠GPS同步帶來(lái)的信息安全問(wèn)題，保障我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，包括安裝機(jī)盒(I)，所述安裝機(jī)盒(I)內(nèi)安裝有接收模塊(2)和控制單元(3)，所述控制單元(3)連接有負(fù)載光纖(4)，其特征在于:所述接收模塊(2)包括接收天線(5)，所述接收天線(5)的輸出端連接有信號(hào)調(diào)理模塊(6)，所述信號(hào)調(diào)理模塊(6)的輸出端還連接有解調(diào)器(7);所述控制單元(3)包括核心控制器(8)，所述核心控制器(8)連接有信號(hào)采樣模塊(9)、信號(hào)處理模塊(10)和通信模塊(11)，所述信號(hào)采樣模塊(9)的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖(4)，所述核心控制器(8)還連接有電源模塊(12)，所述接收模塊(2)與核心控制器(8)之間還連接有合并單元接口( 13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述信號(hào)調(diào)理模塊(6)包括低噪聲信號(hào)放大器(14)，所述低噪聲信號(hào)放大器(14)的輸出端連接有帶選濾波器(15)，所述帶選濾波器(15)的輸出端連接有混頻器(16)，所述混頻器(16)的輸出端連接到解調(diào)器(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述信號(hào)采樣模塊(9)包括電子式電流互感器(17)和電壓互感器(18)，所述電子式電流互感器(17)和電壓互感器(18)的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述信號(hào)處理模塊(10)包括延時(shí)器(21)和解碼器(22)，所述延時(shí)器(21)的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器(23)，所述數(shù)據(jù)二次采樣器(23)連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述通信模塊(II)包括編碼器(24)和網(wǎng)絡(luò)適配器(25)，所述編碼器(24)的輸出端連接有GPRS收發(fā)器(33)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述電源模塊(12)包括可充電蓄電池(26)，所述可充電蓄電池(26)的輸出端連接有電壓變換器(27)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述合并單元接口(13)采用MU7320A芯片，且合并單元接口(13)內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個(gè)采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再?gòu)暮喜⒖谳敵觥?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述核心控制器(8)采用FPGA控制器，核心控制器(8)內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器(8)還連接有DDR雙倍率隨機(jī)存儲(chǔ)器(28)和數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器(29)，所述數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)器(29)采用TF存儲(chǔ)卡。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述安裝機(jī)盒(I)上表面還鑲嵌有液晶顯示器(30)和操作按鈕(31)，所述液晶顯示器(30)和操作按鈕(31)的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器(32)，所述電平轉(zhuǎn)換器(32)連接到核心控制器(8)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于:所述安裝機(jī)盒(I)上還安裝有擴(kuò)展接口(19)，所述擴(kuò)展接口(19)包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK106059089SQ201610575842
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月21日
【發(fā)明人】宋琪, 陳之典, 王威, 鄧禹, 陳坤, 舒航, 鄧松林, 徐盼盼
【申請(qǐng)人】蕪湖航飛科技股份有限公司