數字功率源的製作方法
2023-05-29 00:01:16 2
專利名稱：數字功率源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電能表的功率源，具體地說是一種適用於全數字電能表的數字功 率源。
背景技術：
現有的功率源只能輸出實際的電壓、電流等計量數據，是一種實際的功率源，無法 與具備IEC61850-9-1和IEC61850-9-2乙太網光纖接口的全數字電能表無縫連接，目前還 沒有一種能與全數字電能表無縫連接的功率源。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種數字 功率源，以實現與全數字電能表無縫連接的目的。為此，本實用新型採用如下的技術方案數字功率源，其特徵在於它包括 IEC61850數字源發生單元、系統管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元， 電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統管理控制單元與IEC61850數字 源發生單元進行雙向通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。電源 管理單元負責提供其它各單元的工作電源。IEC61850數字源發生單元負責接收系統管理 控制單元的控制命令，產生相應的數據幀，通過網絡接口輸出。系統管理控制單元負責控制 IEC61850數字源發生單元，顯示單元負責顯示系統管理控制單元的顯示信息，給用戶提供 人機互動的顯示窗口。鍵盤控制單元給用戶提供了控制系統管理控制單元的鍵盤功能。本實用新型工作時，通過串口控制單元(PC計算機或其他控制設備)或鍵盤控 制單元來控制系統管理控制單元，並按照內部協議使IEC61850數字源發生單元輸出符合 IEC61850-9-1/IEC61850-9-2的電壓、電流、功率因數等計量數據，通過網絡接口輸出。在數位化變電站中，電子式互感器將採樣值傳輸給合併單元，合併單元將一次側 傳過來的12路信號，經過一定的預處理後按照IEC61850規約中9-1，9-2所規定的編碼格 式和協議發送給二次保護、控制設備、數字電能表等。數字源發生單元就是基於合併單元的 這個功能特點，根據電壓、電流、功率因數等實際值計算出一個理論的電壓電流數據流，按 照IEC61850-9-l，IEC61850-9-2的幀格式，通過乙太網光纖口，發送到數字電能表上。目前 在合併單元中使用比較廣泛的是FPGA+DSP的結構，因為FPGA具有獨特的FIFO (先進先出) 結構，方便於多路採樣數據的排序和預處理。數據流經基於FPGA的數據還原模塊完成高速 數據的接收還原後，送入DSP中完成一系列複雜協議的處理和濾波。隨著目前嵌入式技術 的發展，基於ARM架構的處理器應用更加廣泛，技術也日趨成熟，ARM處理器的多流水線設 計、更高的主頻和更多的功能所帶來的優勢也越來越明顯。上述IEC61850數字源發生單元的硬體結構採用一塊ARM2440嵌入式工控板，其由 核心板和控制板組成，核心板負責IEC61850的功率運算和協議的組成，控制板負責協議命 令的控制和協議的網絡發送，協議命令是通過控制板控制，協議的網絡發送是通過控制板上的RJ45網絡接口來實現。上述的數字功率源，系統管理控制單元採用一 ARM9315嵌入式工控板，負責圖 形界面的設置，並且通過RS323接口與IEC61850數字源發生單元雙向通訊，負責控制 IEC61850數字源發生單元。上述的數字功率源，電源管理單元是由一個5V開關電源和一個12V開關電源組 成，5V開關電源負責給IEC61850數字源發生單元供電，12V開關電源負責給系統管理控制 單元、顯示單元和鍵盤控制單元供電。上述的數字功率源，顯示單元為彩色液晶顯示器；鍵盤控制單元由36個按鍵組 成。本實用新型具有以下有益效果1)具備100M乙太網光纖輸出接口，輸出符合 IEC61850-9-1, IEC61850-9-2標準格式的電流、電壓數據，可與具備IEC61850-9-1和 IEC61850-9-2乙太網光纖接口的全數字電能表無縫連接；2)由於採用了 DSP和雙ARM系統 數據處理結構，使得用於電能計算的數位訊號處理器有足夠的時間來更加精確的處理電能 數據和更強的網絡數據吞吐能力，從而使數據源的數字輸出精度更高，網絡輸出能力更強。下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型的原理示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的數字功率源，它由IEC61850數字源發生單元、系統管理控制單元、 電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元組成，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各 單元連接，電源管理單元由一個5V開關電源和一個12V開關電源組成，5V開關電源負責給 IEC61850數字源發生單元供電，12V開關電源負責給系統管理控制單元、顯示單元和鍵盤 控制單元供電。系統管理控制單元通過RS232接口與IEC61850數字源發生單元進行雙向 通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。鍵盤控制控制單元由36 個按鍵組成。顯示單元為彩色液晶顯示器。所述的IEC61850數字源發生單元為一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制 板組成，核心板負責IEC61850的功率運算和協議的組成，控制板負責協議命令的控制和協 議的網絡發送，協議命令通過控制板控制，協議的網絡發送是通過控制板上的RJ45網絡接 口來實現，輸出電壓、電流、功率因數等計量數據。所述的系統管理控制單元為一 ARM9315 嵌入式工控板。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型的結構作任何 形式上的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同 變化與修飾，均落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求數字功率源，其特徵在於它包括IEC61850數字源發生單元、系統管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統管理控制單元與IEC61850數字源發生單元連接，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。
2.根據權利要求1所述的數字功率源，其特徵在於所述的IEC61850數字源發生單元為 一 ARM2440嵌入式工控板，其由核心板和控制板組成。
3.根據權利要求1或2所述的數字功率源，其特徵在於所述的系統管理控制單元為一 ARM9315嵌入式工控板。
4.根據權利要求3所述的數字功率源，其特徵在於所述的顯示單元為彩色液晶顯示o
5.根據權利要求3所述的數字功率源，其特徵在於所述的鍵盤控制控制單元由36個按 鍵組成。
6.根據權利要求3所述的數字功率源，其特徵在於所述的電源管理單元由一個5V開關 電源和一個12V開關電源組成。
專利摘要本實用新型公開了一種適用於全數字電能表的數字功率源。目前還沒有一種能與全數字電能表無縫連接的功率源。本實用新型採用的技術方案為一種數字功率源，其特徵在於它包括IEC61850數字源發生單元、系統管理控制單元、電源管理單元、顯示單元和鍵盤控制單元，電源管理單元通過電纜線與上述的其它各單元連接；系統管理控制單元與IEC61850數字源發生單元進行雙向通訊，通過排線與鍵盤控制單元連接，通過排線與顯示單元連接。本實用新型可與具備IEC61850-9-1和IEC61850-9-2乙太網光纖接口的全數字電能表無縫連接。
文檔編號G01R22/10GK201615926SQ201020049939
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月18日 優先權日2010年1月18日
發明者姚力, 李少騰, 陸春光 申請人:浙江省電力試驗研究院;浙江省電力試驗研究院技術服務中心