配電網接地保護測控裝置的製作方法
2023-11-08 01:20:16 1
本實用新型涉及電力系統配件領域，特別是涉及一種配電網接地保護測控裝置。
背景技術：
在配電網絡中，小電阻接地方式能有效地降低單相接地過電壓幅值，有利於快速切除故障，避免事故擴大。然而，當小電阻接地系統中發生多回線同相接地故障時，零序電流分布複雜，容易造成常規零序保護拒動。因此，引入自適應網絡化零序電流保護，其根據多回線接地故障的特點對保護定值進行自適應調整，保證饋線零序電流保護的動作可靠性。
傳統的配電網接地保護測控裝置需要通過大量的硬接線將模擬量和開關量接入裝置進行採樣，接線複雜，採樣效率低下，難以滿足上述小電阻接地方式下的自適應網絡化零序電流保護。
技術實現要素：
基於此，有必要針對傳統配電網接地保護測控裝置接線複雜、採樣效率低下的問題，提供一種新型的配電網接地保護測控裝置。
本實用新型採用以下技術方案：
一種配電網接地保護測控裝置，包括主控模塊、JTAG模塊、人機互動模塊以及乙太網模塊；
主控模塊設置有共享內存區的ARM核心和DSP核心，還設置有第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口，所述ARM核心與DSP核心通信連接；
所述主控模塊通過第一控制接口連接所述人機互動模塊，通過第二控制接口連接所述乙太網模塊，通過第三控制接口連接所述JTAG模塊。
作為一優選方式，所述人機互動模塊包括顯示屏幕以及鍵盤；
所述第一控制接口包括LCD接口以及I2C接口，所述主控模塊通過LCD接口連接顯示屏幕，通過I2C接口連接鍵盤。
作為一優選方式，所述顯示屏幕為內置驅動晶片的彩色TFT屏幕；所述鍵盤為4*6矩陣鍵盤。
作為一優選方式，所述乙太網模塊包括遵循IEEE 802.3-2002規範且支持IEC 61850標準的乙太網控制器和乙太網口。
作為一優選方式，所述第二控制接口為MII接口。
作為一優選方式，所述乙太網口包括電乙太網口和光乙太網口。
作為一優選方式，第三控制接口為14針JTAG接口。
作為一優選方式，還包括電源模塊；
所述主控模塊還與所述電源模塊連接。
作為一優選方式，所述電源模塊為開關電源模塊。
作為一優選方式，所述電源模塊的轉換效率大於等於80％，輸入交流電壓範圍為85V～400V。
上述配電網接地保護測控裝置，可通過乙太網絡訂閱和發布的方式實現對配電網的模擬量、開關量數據的採集，簡化了接線，提高了數據採集效率；並且基於雙核的主控模塊，不同實時性要求以及重要程度的任務分由不同核心處理，有利於增強保護測控裝置的可靠性、穩定性以及魯棒性。
附圖說明
圖1為一實施例的配電網接地保護測控裝置示意圖；
圖2為一實施例的配電網接地保護測控裝置中主控模塊10的結構示意圖。
具體實施方式
為使得本實用新型的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
圖1為一實施例的配電網接地保護測控裝置示意圖，如圖1所示，本實施例的配電網接地保護測控裝置主要包括主控模塊10、JTAG(Joint Test Action Group)模塊40、人機互動模塊20以及乙太網模塊30。其中，主控模塊10設置有共享內存區的一個ARM核心和一個DSP核心，還設置有第一控制接口、第二控制接口和第三控制接口，所述ARM核心分別連接所述第一控制接口和第二控制接口，所述ARM核心與DSP核心通信連接；所述主控模塊10通過第一控制接口連接所述人機互動模塊20，通過第二控制接口連接所述乙太網模塊30，通過第三控制接口連接所述JTAG模塊40。
作為一優選實施方式，所述乙太網模塊30包括遵循IEEE 802.3-2002規範且支持IEC 61850標準的乙太網控制器，還包括與所述乙太網控制器連接的乙太網口。所述乙太網控制器內含媒體訪問控制器單元和網絡物理層單元，支持IEEE 1588高精度時間同步。所述乙太網口配置有電乙太網口和光乙太網口，通信接口豐富，適用範圍廣，功能強大。所述乙太網模塊30支持IEC 61850的站層MMS(Manufacturing Message Specification)通信，可通過乙太網模塊30收發IEC 61850站層總線上的MMS報文，實現與保護信息子站、控制中心的信息交互；可通過乙太網模塊30收發IEC 61850過程總線上的GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)報文以及SV(Sample Value)報文，實現對IEC 61850過程總線上配電網的所有模擬量和開關量的採樣以及對開關量的控制，可減少了大量硬接線，簡化了接線方式，有利於優化二次系統結構。
作為一優選實施方式，所述主控模塊10內置的第二控制接口為MII(Medium Independent Interface)接口，所述主控模塊10通過MII接口與所述乙太網模塊30連接，用於實現兼容不同類型的乙太網模塊30。
優選的，所述乙太網控制器使用百兆網絡控制晶片KSZ8995FQI為核心，對應的乙太網模塊30可支持站層MMS通信以及過程層GOOSE、SV通信：通過乙太網模塊收發IEC 61850站層總線上的MMS報文，實現與保護信息子站、控制中心的信息交互；通過乙太網模塊收發IEC 61850過程總線上的GOOSE、SV報文，實現對IEC 61850過程總線上所有模擬量和開關量的採樣以及對開關量的控制。此外，對應的乙太網模塊30還分別配置有兩個電乙太網口和兩個光乙太網口，通信接口豐富，適用範圍廣，功能強大。
基於上述配電網接地保護測控裝置，可通過乙太網絡訂閱和發布的方式實現對配電網的模擬量、開關量數據的採集，提高了數據採集效率；並且基於雙核的主控模塊，不同實時性要求以及重要程度的任務分由不同核心處理，有利於增強保護測控裝置的可靠性、穩定性以及魯棒性；並且集成度高，應用靈活。
作為一優選實施方式，所述的配電網接地保護測控裝置還包括電源模塊50。所述主控模塊10通過第三控制接口連接所述JTAG模塊40；所述主控模塊10還與所述電源模塊50連接。通過電源模塊50為配電網接地保護測控裝置中的其他模塊提供電能。
優選的，所述第三控制接口為標準的14針JTAG接口，所述JTAG接口連接所述ARM核心以及DSP核心連接，通過所述JTAG模塊40實現對裝置的調試與配置。所述電源模塊50為小型化開關電源模塊50，便於集成，所述電源模塊50的轉換效率大於等於80％，輸入交流電壓範圍為85V～400V，經內部整流逆變後得不同電平直流電壓輸出，輸出直流電壓包括但不僅限於5V、7.5V以及24V。
優選的，所述電源模塊50選用FAT25-057524-WFCI電源，輸入範圍為85-264VAC，額定功率25瓦，將接入的交流電壓轉換5V、7.5V和24V直流電壓後供裝置各個模塊使用。
如圖2所示，優選的，所述主控模塊10採用OMAP3530雙核處理晶片，其中ARM核心負責包括顯示、按鍵在內的人機互動以及乙太網絡通信處理，所述DSP核心則負責採用數據處理、自適應網絡化零序電流保護邏輯判斷以及控制數據處理；所述ARM核心與所述DSP核心通過共享內存方式進行數據交換。由此，不同實時性要求以及重要程度的任務分由不同核心處理，有利於增強保護測控裝置的可靠性、穩定性以及魯棒性。
作為一優選實施方式，所述人機互動模塊20包括顯示屏幕以及鍵盤；所述顯示屏幕用於輸出故障信息或者故障檢測的用戶操作界面，所述鍵盤用於用戶輸入操作指令或者檢測用參數。對應的，所述主控模塊10內置的第一控制接口包括LCD(Liquid Crystal Display)接口以及I2C(Inter-Integrated Circuit)接口，所述主控模塊10通過LCD接口連接顯示屏幕，通過I2C接口連接鍵盤。
優選的，所述顯示屏幕為內置驅動晶片的彩色TFT(Thin-Film Transistor)屏幕；所述顯示屏幕內置驅動晶片，所述顯示屏幕內置背光調節模塊。例如：採用5英寸彩色TFT屏幕，其解析度為800*600，所述TFT屏幕內置驅動器，經緩衝器晶片SN74ALVCH16827DGGR與OMAP3530晶片(主控模塊10)內置LCD接口相連，所述顯示模塊使用TPS61081晶片控制TFT屏幕背光。
優選的，所述鍵盤為4*6的矩陣鍵盤，通過矩陣鍵盤專用鍵盤晶片進行按鍵掃描。例如：使用鍵盤晶片TCA8418對4*6矩陣鍵盤進行掃描，並通過I2C接口與主控模塊10進行通信。
上述實施例的配電網接地保護測控裝置，可通過乙太網絡訂閱和發布的方式實現對模擬量、開關量數據的自由獲取，數據採集效率高，即使當系統結構發生變化或者需要更改採樣、控制對象時，僅需修改相關的訂閱和發布參數即可實現。因而具有安裝配置簡單以及後期維護便捷的優點，有利於減少變電站二次硬接線、優化系統布局；其硬體配置高、數據處理能力強、通信性能好，符合電力系統智能化與數位化的發展趨勢。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。