基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置的製作方法
2023-08-13 04:01:26 2
專利名稱：基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置的製作方法
技術領域：
[0001]本實用新型涉及的是一種基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置。
背景技術：
智能變電站是智能電網建設中不可或缺的重要組成部分。目前，國內智能變電站以及數位化變電站的發展進入了大範圍工程應用階段。隨著電子式互感器、數位化採集單元、合併單元的大規模應用，電氣設備之間的採樣信號由傳統的電纜模擬量傳輸方式轉變為了光纖數位化傳輸方式。相應的，對傳統變電站的電氣量校核技術也提出了新的要求。相位儀是電力系統電能計量和繼電保護專業進行二次迴路現場檢測的專業儀表，可用於檢測繼電保護各組CT間相位關係、判斷電氣接線方式是否正確等。傳統的相位儀直接接入模擬量電氣信號並實現相應功能，對於智能變電站以及數位化變電站，數位化的採樣信號由光纖輸入至數位化相位儀，按照相應的配置參數進行運算，完成電氣量校核工作。目前國內適用於數位化變電站的相位校核設備較少，且大部分都是基於單一採樣方式的核相，一般僅能對單間隔數據進行核對，或利用保護裝置自身的相位核准來進行相位核對。不具備多種採樣模式，僅能簡單地對智能變電站或數位化變電站進行初步的相位核對，無法像傳統變電站那樣方便快捷來完成智能變電站以及數位化變電站的相位核准工作。
實用新型內容針對現有技術上存在的不足，為了解決智能變電站以及數位化變電站對於電氣量相位校核的迫切要求，並針對目前現有智能設備的技術現狀，開發出以以所用電或市電220V交流作為基準源的相位校核裝置，以滿足電力系統用戶對於智能變電站及數位化變電站電氣量現場檢測的需求。為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現一種基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，包括運算單元、第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道，所述第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道均與運算單元連接；所述運算單元包括FPGA、微處理器。前述的第一數字量採集通道是外圍FT3數據光信號接收器件。前述的第二數字量採集通道是光纖乙太網接收器件。前述的模擬量採集通道是模數轉換A/D晶片。前述的運算單元設置一個同步時鐘晶片，負責主晶片的工作節拍。前述的微處理器採用MPC8247作為核心處理器件與運算器件。前述的外圍FT3數據光信號接收器件採用HFBR-2416。前述的光纖乙太網接收器件採用HFBR-5803。前述的模數轉換A/D晶片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。本實用新型與現有技術相比具有的有益效果是[0016]I、採用所用電或市電的220V交流作為核相基準源，與傳統變電站核相原理一致，滿足用戶的使用習慣。有效解決變電站多小室情況下的分散核相。2、支持多種採樣同步模式。採用傳統交流作為基準源，實現多種智能變電站以及數位化變電站的採樣協議與模擬量之間的採樣同步，支持IEC60044-8 FT3、國網公司FT3、IEC61850-9-2、IEC61850-9-2LE等數位化採樣輸入方式；有效解決不同協議之間同步模式不同情況下的核相工作。3、採樣數據精確、實時。採用FPGA與MPC8247的硬體組合架構，由FPGA模塊完成採樣數據的採集接收工作，最大限度保證了採樣數據的實時同步性。嵌入式作業系統完成核相工作的用戶接口。4、可攜式。採用可攜式設計，方便用戶使用。單人即可完成數位化變電站以及智 能變電站的核相工作，大大提高了數位化變電站和智能變電站的現場投運速度。該相位核准裝置能方便且準確的實現目前智能變電站以及數位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位化變電站的調試速度，從而為智能變電站以及數位化變電站建設提供良好的技術保證，為智能變電站以及數位化變電站的安全穩定運行打下堅實基礎。
以下結合附圖
和具體實施方式
來詳細說明本實用新型；圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的使用示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式
，進一步闡述本實用新型。如圖I所示，一種基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，包括運算單元I、第一數字量採集通道2、第二數字量採集通道3、模擬量採集通道4，所述第一數字量採集通道2、第二數字量採集通道3、模擬量採集通道4均與運算單元I連接；所述運算單元I包括FPGA5、微處理器6。前述的第一數字量採集通道2是外圍FT3數據光信號接收器件。前述的第二數字量採集通道3是光纖乙太網接收器件。前述的模擬量採集通道4是模數轉換A/D晶片。前述的運算單元I設置一個同步時鐘晶片7，負責主晶片的工作節拍，然後利用其節拍來採集外圍FT3串行數據，9-2乙太網數據，模擬量數據等，利用鎖相環等插值技術來實現不同採集模式下的數據同步。前述的微處理器6採用MPC8247作為核心處理器件與運算器件。前述的外圍FT3數據光信號接收器件採用HFBR-2416。前述的光纖乙太網接收器件採用HFBR-5803。前述的模數轉換A/D晶片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。如圖2所示，因為交流信號得相位角是一個相對得概念，任一個間隔的角度關係只是反應該間隔內部電流與電壓之間相位角關係，所以本實用新型利用裝置的工作電源即所用電或市電220V交流電，裝置內部利用小PT (電壓互感器)將220V交流分壓至2V，利用AD採樣實現模數轉換來作為核相的基準相位角。因為變電站高壓的實際相位角與所用電或市電220V交流電是一個同步系統，所以可以確保其相位角關係不會隨著時間變化而變化。所以可以利用其來作為核相基準源來實現智能變電站和數位化變電站的核相工作。目前智能變電站和數位化變電站的採樣值傳輸系統是採用FT3串行傳輸或IEC61850-9-2乙太網傳輸，利用數字採樣系統對FT3信號或IEC 61850-9-2信號進行數字採集，將採集後的數據 與利用AD實現的模擬量採集數據之間實現同步採樣後以所用電或市電220V交流電作為O度角來顯示被測數位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現智能變電站和數位化變電站的現場核相工作。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於包括運算單元、第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道，所述第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道均與運算單元連接；所述運算單元包括FPGA、微處理器。
2.根據權利要求I所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的第一數字量採集通道是外圍FT3數據光信號接收器件。
3.根據權利要求I所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的第二數字量採集通道是光纖乙太網接收器件。
4.根據權利要求I所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的模擬量採集通道是模數轉換A/D晶片。
5.根據權利要求I所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的運算單元設置一個同步時鐘晶片，負責主晶片的工作節拍。
6.根據權利要求I所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的微處理器採用MPC8247作為核心處理器件與運算器件。
7.根據權利要求2所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的外圍FT3數據光信號接收器件採用HFBR-2416。
8.根據權利要求3所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的光纖乙太網接收器件採用HFBR-5803。
9.根據權利要求4所述的基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，其特徵在於，所述的模數轉換A/D晶片是6通道16-bit逐次逼近(SAR)型。
專利摘要本實用新型涉及一種基於混合採樣的數位化變電站相位核准裝置，包括運算單元、第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道，所述第一數字量採集通道、第二數字量採集通道、模擬量採集通道均與運算單元連接；所述運算單元包括FPGA、微處理器(MPC8247)。本實用新型能方便且準確的實現目前智能變電站以及數位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位化變電站的調試速度，從而為智能變電站以及數位化變電站建設提供良好的技術保證，為智能變電站以及數位化變電站的安全穩定運行打下堅實基礎。
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 優先權日2011年11月23日
發明者張煒, 徐長寶, 戴宇, 湯漢松, 秦健, 陳建國, 高吉普 申請人:江蘇凌創電氣自動化股份有限公司, 貴州電力試驗研究院