專利名稱：基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)中不可或缺的重要組成部分。目前，國內(nèi)智能變電站以及數(shù)字化變電站的發(fā)展進(jìn)入了大范圍工程應(yīng)用階段。隨著電子式互感器、數(shù)字化采集單元、合并單元的大規(guī)模應(yīng)用，電氣設(shè)備之間的采樣信號由傳統(tǒng)的電纜模擬量傳輸方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱斯饫w數(shù)字化傳輸方式。相應(yīng)的，對傳統(tǒng)變電站的電氣量校核技術(shù)也提出了新的要求。相位儀是電力系統(tǒng)電能計(jì)量和繼電保護(hù)專業(yè)進(jìn)行二次回路現(xiàn)場檢測的專業(yè)儀表，可用于檢測繼電保護(hù)各組CT間相位關(guān)系、判斷電氣接線方式是否正確等。傳統(tǒng)的相位儀直接接入模擬量電氣信號并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，對于智能變電站以及數(shù)字化變電站，數(shù)字化的采樣信號由光纖輸入至數(shù)字化相位儀，按照相應(yīng)的配置參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，完成電氣量校核工作。目前國內(nèi)適用于數(shù)字化變電站的相位校核設(shè)備較少，且大部分都是基于單一采樣方式的核相，一般僅能對單間隔數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，或利用保護(hù)裝置自身的相位核準(zhǔn)來進(jìn)行相位核對。不具備多種采樣模式，僅能簡單地對智能變電站或數(shù)字化變電站進(jìn)行初步的相位核對，無法像傳統(tǒng)變電站那樣方便快捷來完成智能變電站以及數(shù)字化變電站的相位核準(zhǔn)工作。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，為了解決智能變電站以及數(shù)字化變電站對于電氣量相位校核的迫切要求，并針對目前現(xiàn)有智能設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀，開發(fā)出以以所用電或市電220V交流作為基準(zhǔn)源的相位校核裝置，以滿足電力系統(tǒng)用戶對于智能變電站及數(shù)字化變電站電氣量現(xiàn)場檢測的需求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，包括運(yùn)算單元、第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道，所述第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道均與運(yùn)算單元連接；所述運(yùn)算單元包括FPGA、微處理器。前述的第一數(shù)字量采集通道是外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件。前述的第二數(shù)字量采集通道是光纖以太網(wǎng)接收器件。前述的模擬量采集通道是模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片。前述的運(yùn)算單元設(shè)置一個(gè)同步時(shí)鐘芯片，負(fù)責(zé)主芯片的工作節(jié)拍。前述的微處理器采用MPC8247作為核心處理器件與運(yùn)算器件。前述的外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件采用HFBR-2416。前述的光纖以太網(wǎng)接收器件采用HFBR-5803。前述的模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是[0016]I、采用所用電或市電的220V交流作為核相基準(zhǔn)源，與傳統(tǒng)變電站核相原理一致，滿足用戶的使用習(xí)慣。有效解決變電站多小室情況下的分散核相。2、支持多種采樣同步模式。采用傳統(tǒng)交流作為基準(zhǔn)源，實(shí)現(xiàn)多種智能變電站以及數(shù)字化變電站的采樣協(xié)議與模擬量之間的采樣同步，支持IEC60044-8 FT3、國網(wǎng)公司FT3、IEC61850-9-2、IEC61850-9-2LE等數(shù)字化采樣輸入方式；有效解決不同協(xié)議之間同步模式不同情況下的核相工作。3、采樣數(shù)據(jù)精確、實(shí)時(shí)。采用FPGA與MPC8247的硬件組合架構(gòu)，由FPGA模塊完成采樣數(shù)據(jù)的采集接收工作，最大限度保證了采樣數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步性。嵌入式操作系統(tǒng)完成核相工作的用戶接口。4、便攜式。采用便攜式設(shè)計(jì)，方便用戶使用。單人即可完成數(shù)字化變電站以及智 能變電站的核相工作，大大提高了數(shù)字化變電站和智能變電站的現(xiàn)場投運(yùn)速度。該相位核準(zhǔn)裝置能方便且準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)目前智能變電站以及數(shù)字化變電站的電氣量檢測及校核工作，大大提高了智能變電站以及數(shù)字化變電站的調(diào)試速度，從而為智能變電站以及數(shù)字化變電站建設(shè)提供良好的技術(shù)保證，為智能變電站以及數(shù)字化變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本實(shí)用新型；圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的使用示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I所示，一種基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，包括運(yùn)算單元I、第一數(shù)字量采集通道2、第二數(shù)字量采集通道3、模擬量采集通道4，所述第一數(shù)字量采集通道2、第二數(shù)字量采集通道3、模擬量采集通道4均與運(yùn)算單元I連接；所述運(yùn)算單元I包括FPGA5、微處理器6。前述的第一數(shù)字量采集通道2是外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件。前述的第二數(shù)字量采集通道3是光纖以太網(wǎng)接收器件。前述的模擬量采集通道4是模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片。前述的運(yùn)算單元I設(shè)置一個(gè)同步時(shí)鐘芯片7，負(fù)責(zé)主芯片的工作節(jié)拍，然后利用其節(jié)拍來采集外圍FT3串行數(shù)據(jù)，9-2以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，模擬量數(shù)據(jù)等，利用鎖相環(huán)等插值技術(shù)來實(shí)現(xiàn)不同采集模式下的數(shù)據(jù)同步。前述的微處理器6采用MPC8247作為核心處理器件與運(yùn)算器件。前述的外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件采用HFBR-2416。前述的光纖以太網(wǎng)接收器件采用HFBR-5803。前述的模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。如圖2所示，因?yàn)榻涣餍盘柕孟辔唤鞘且粋€(gè)相對得概念，任一個(gè)間隔的角度關(guān)系只是反應(yīng)該間隔內(nèi)部電流與電壓之間相位角關(guān)系，所以本實(shí)用新型利用裝置的工作電源即所用電或市電220V交流電，裝置內(nèi)部利用小PT (電壓互感器)將220V交流分壓至2V，利用AD采樣實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換來作為核相的基準(zhǔn)相位角。因?yàn)樽冸娬靖邏旱膶?shí)際相位角與所用電或市電220V交流電是一個(gè)同步系統(tǒng)，所以可以確保其相位角關(guān)系不會隨著時(shí)間變化而變化。所以可以利用其來作為核相基準(zhǔn)源來實(shí)現(xiàn)智能變電站和數(shù)字化變電站的核相工作。目前智能變電站和數(shù)字化變電站的采樣值傳輸系統(tǒng)是采用FT3串行傳輸或IEC61850-9-2以太網(wǎng)傳輸，利用數(shù)字采樣系統(tǒng)對FT3信號或IEC 61850-9-2信號進(jìn)行數(shù)字采集，將采集后的數(shù)據(jù) 與利用AD實(shí)現(xiàn)的模擬量采集數(shù)據(jù)之間實(shí)現(xiàn)同步采樣后以所用電或市電220V交流電作為O度角來顯示被測數(shù)字化間隔的交流電流和交流電壓的幅值相位，大家都是以所用電或市電220V交流電來作為核相參考源的所以可以很方便地實(shí)現(xiàn)智能變電站和數(shù)字化變電站的現(xiàn)場核相工作。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于包括運(yùn)算單元、第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道，所述第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道均與運(yùn)算單元連接；所述運(yùn)算單元包括FPGA、微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的第一數(shù)字量采集通道是外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的第二數(shù)字量采集通道是光纖以太網(wǎng)接收器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的模擬量采集通道是模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的運(yùn)算單元設(shè)置一個(gè)同步時(shí)鐘芯片，負(fù)責(zé)主芯片的工作節(jié)拍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的微處理器采用MPC8247作為核心處理器件與運(yùn)算器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的外圍FT3數(shù)據(jù)光信號接收器件采用HFBR-2416。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的光纖以太網(wǎng)接收器件采用HFBR-5803。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D芯片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于混合采樣的數(shù)字化變電站相位核準(zhǔn)裝置，包括運(yùn)算單元、第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道，所述第一數(shù)字量采集通道、第二數(shù)字量采集通道、模擬量采集通道均與運(yùn)算單元連接；所述運(yùn)算單元包括FPGA、微處理器(MPC8247)。本實(shí)用新型能方便且準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)目前智能變電站以及數(shù)字化變電站的電氣量檢測及校核工作，大大提高了智能變電站以及數(shù)字化變電站的調(diào)試速度，從而為智能變電站以及數(shù)字化變電站建設(shè)提供良好的技術(shù)保證，為智能變電站以及數(shù)字化變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
文檔編號G01R25/00GK202362383SQ20112046942
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者張煒, 徐長寶, 戴宇, 湯漢松, 秦健, 陳建國, 高吉普 申請人:江蘇凌創(chuàng)電氣自動化股份有限公司, 貴州電力試驗(yàn)研究院