成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置的制造方法
【專利說明】成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置
[0001 ] 本申請是申請?zhí)枮?01310595243.X、申請日為2013年11月22日、發(fā)明創(chuàng)造名稱為“智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)的智能變電站計(jì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對基于IEC6185標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的三相電子式多功能電能表進(jìn)行檢定和測試的數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，變電站數(shù)字化，智能化已經(jīng)成為一種趨勢，數(shù)字化變電站不同于傳統(tǒng)變電站，其架構(gòu)在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，采用過程層、間隔層和站控層的三層結(jié)構(gòu)，所有電測量都在過程層轉(zhuǎn)化成符合IEC61850 9-1、9-2協(xié)議的數(shù)字信號后，通過光纖以太網(wǎng)傳遞給過程層或間隔層設(shè)備。智能變電站中需要用到較多的用于計(jì)量的數(shù)字化電能表，其所用的數(shù)字電能表在實(shí)驗(yàn)室以及安裝在智能變電站實(shí)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)都需要對其誤差等進(jìn)行校驗(yàn)。傳統(tǒng)的電能表具有相對較成熟的校驗(yàn)設(shè)備和比較完備的檢定規(guī)程和方法;而數(shù)字化電能表與傳統(tǒng)的電表相比，其計(jì)量原理和方法均發(fā)生了較大的變化，不再是傳統(tǒng)的依靠模擬量采集，而是基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)下通過數(shù)字化信號的采集完成計(jì)量功能，并可通過網(wǎng)絡(luò)等方式與其它設(shè)備(如后臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)通訊。目前，能夠較好地對數(shù)字化電能表在實(shí)驗(yàn)室特別是在現(xiàn)場實(shí)負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)彳丁尚精度檢測fe驗(yàn)的相對成熟的校驗(yàn)檢測裝置或儀器，尚不多見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、接口豐富、檢測精度高且使用時(shí)連接方便快捷的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:包括主控單元、高速數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)管理單元、FPGA單元、觸摸顯示屏、按鍵單元和電源管理單元；
主控單元設(shè)有第一通信端、第二通信端、顯示信號端和按鍵信號輸入端;高速數(shù)據(jù)處理單元設(shè)有第一至第五通信端；網(wǎng)絡(luò)管理單元設(shè)有數(shù)據(jù)信號通信端和控制信號通信端;FPGA單元設(shè)有數(shù)據(jù)通信端;觸摸顯示屏設(shè)有顯示信號端;按鍵單元設(shè)有信號輸出端；
主控單元的第一通信端與高速數(shù)據(jù)處理單元的第一通信端雙向信號電連接;主控單元的第二通信端與高速數(shù)據(jù)處理單元的第二通信端雙向信號電連接;主控單元的顯示信號端與觸摸顯示屏的顯示信號端雙向信號電連接;主控單元的按鍵信號輸入端與按鍵單元的信號輸出端信號電連接;高速數(shù)據(jù)處理單元的第三通信端與網(wǎng)絡(luò)管理單元的數(shù)據(jù)信號通信端雙向信號電連接;高速數(shù)據(jù)處理單元的第四通信端與網(wǎng)絡(luò)管理單元的控制信號通信端雙向信號電連接；高速數(shù)據(jù)處理單元的第五通信端與FPGA單元的數(shù)據(jù)通信端雙向信號電連接；電源管理單元用于提供工作電源；
上述的主控單元包括CPU模塊、閃存模塊、SDRAM模塊、時(shí)鐘模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、通信接口模塊、USB接口模塊、顯示模塊和雙口 RAM模塊;CPU模塊設(shè)有通信端和按鈕信號輸入端;顯示模塊和雙口 RAM模塊均分別設(shè)有第一通信端和第二通信端；
主控單元的閃存模塊、SDRAM模塊、時(shí)鐘模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、通信接口模塊和USB接口模塊均分別與CPU模塊雙向信號電連接;顯示模塊的第一通信端、雙口RAM模塊的第一通信端均分別與(PU模塊雙向信號電連接；
CHJ模塊的通信端即為主控單元的第一通信端;雙口 RAM模塊的第二通信端即為主控單元的第二通信端;CPU模塊的按鈕信號輸入端即為主控單元的按鍵信號輸入端;顯示模塊的第二通信端即為主控單元的顯示信號端；
上述的FPGA單元設(shè)有高頻脈沖輸出接口、電表脈沖輸入接口和FT3數(shù)據(jù)接口。
[0006]進(jìn)一步的方案是:上述的高速數(shù)據(jù)處理單元包括型號為ADSP-BF518的32位DSP芯片，主頻為400MHz。
[0007]進(jìn)一步的方案是:上述的網(wǎng)絡(luò)管理單元設(shè)有ST光纖接口、SC光纖接口和RJ45接口；其中，ST光纖接口和SC光纖接口分別各設(shè)有2個(gè);RJ45接口設(shè)有3個(gè)。
[0008]本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，采用主控單元、高速數(shù)據(jù)處理單元和FPGA單元的數(shù)據(jù)信息處理的多核架構(gòu)，用于實(shí)時(shí)檢測校驗(yàn)時(shí)確保裝置對數(shù)字化電能表的檢測實(shí)時(shí)高效，且檢測精度高。(2)本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，主控單元通過設(shè)置網(wǎng)口，使用時(shí)與后臺上位機(jī)通信方便;設(shè)置USB接口、RS232通信接口，連接外設(shè)方便。(3)本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，網(wǎng)絡(luò)管理單元3設(shè)有ST光纖接口 31、SC光纖接口 32和RJ45接口 33，便利了在校驗(yàn)現(xiàn)場與不同光纖接口和網(wǎng)絡(luò)接口的接入，而不必到校驗(yàn)現(xiàn)場后再進(jìn)行接口的轉(zhuǎn)換，省時(shí)省力；同時(shí)，解決了現(xiàn)場實(shí)負(fù)荷檢定的情況下無法同時(shí)接入光纖數(shù)字信號的問題:傳統(tǒng)的現(xiàn)場校驗(yàn)可以把校驗(yàn)儀和電能表并接起來，同時(shí)采樣線路的電壓、電流信號進(jìn)行檢測。在數(shù)字化變電站中一般是合并單元點(diǎn)對點(diǎn)發(fā)61850報(bào)文給數(shù)字化電能表，合并單元很少有預(yù)留的測試專用通道用于現(xiàn)場檢定，本發(fā)明通過網(wǎng)絡(luò)管理單元，把合并單元發(fā)來的數(shù)據(jù)信號通過多口同步轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)裝置和數(shù)字化電能表同步得到數(shù)據(jù)，從而可以在被檢電表當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)實(shí)負(fù)荷下的動態(tài)精度測定。(4 )本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，通過觸摸顯示屏和按鍵單元的設(shè)置，使得操控界面友好，使用方便。(5)本發(fā)明的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]上述附圖中的附圖標(biāo)記如下:
主控單元I，CPU模塊11，閃存模塊12，SDRAM模塊13，時(shí)鐘模塊14，網(wǎng)絡(luò)接口模塊15，通信接口模塊16，USB接口模塊17，顯示模塊18，雙口 RAM模塊19，
高速數(shù)據(jù)處理單元2，
網(wǎng)絡(luò)管理單元3，ST光纖接口 31，SC光纖接口 32，RJ45接口 33，
FPGA單元4，高頻脈沖輸出接口41，電表脈沖輸入接口42，F(xiàn)T3數(shù)據(jù)接口43， 觸摸顯示屏5，
按鍵單元6，
電源管理單元7。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012](實(shí)施例1)
見圖1，本實(shí)施例的成本較低的智能變電站數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置，主要由主控單元1、高速數(shù)據(jù)處理單元2、網(wǎng)絡(luò)管理單元3、FPGA單元4、觸摸顯示屏5、按鍵單元6和電源管理單元7組成。
[0013]主控單元I設(shè)有第一通信端、第二通信端、顯示信號端和按鍵信號輸入端；高速數(shù)據(jù)處理單元2設(shè)有第一至第五通信端；網(wǎng)絡(luò)管理單元3設(shè)有數(shù)據(jù)信號通信端和控制信號通信端;FPGA單元4設(shè)有數(shù)據(jù)通信端;觸摸顯示屏5設(shè)有顯示信號端;按鍵單元6設(shè)有信號輸出端。
[0014]主控單元I的第一通信端與高速數(shù)據(jù)處理單元2的第一通信端雙向信號電連接;主控單元I的第二通信端與高速數(shù)據(jù)處理單元2的第二通信端雙向信號電連接;主控單元I的顯示信號端與觸摸顯示屏5的顯示信號端雙向信號電連接;主控單元I的按鍵信號輸入端與按鍵單元6的信號輸出端信號電連接;高速數(shù)據(jù)處理單元2的第三通信端與網(wǎng)絡(luò)管理單元3的數(shù)據(jù)信號通信端雙向信號電連接;高速數(shù)據(jù)處理單元2的第四通信端與網(wǎng)絡(luò)管理單元3的控制信號通信端雙向信號電連接;高速數(shù)據(jù)處理單元2的第五通信端與FPGA單元4的數(shù)據(jù)通信端雙向信號電連接;電源管理單元7為各單元提供工作電源。
[0015]主控單元I主要由CPU模塊11、閃存模塊12、SDRAM模塊13、時(shí)鐘模塊14、網(wǎng)絡(luò)接口模塊15、通信接口模塊16、USB接口模塊17、顯示模塊18和雙口 RAM模塊19組成。CPU模塊11設(shè)有通信端和按鈕信號輸入端；顯示模塊18和雙口 RAM模塊19均分別設(shè)有第一通信端和第二通信端。
[0016]主控單元I的閃存模塊12、SDRAM模塊13、時(shí)鐘模塊14、網(wǎng)絡(luò)接口模塊15、通信接口模塊16和USB接口模塊17均分別與CPU模塊11雙向信號電連接;顯示模塊18的第一通信端、雙口 RAM模塊19的第一通信端均分別與CPU模塊11雙向信號電連接。
[0017]CPU模塊11的通信端即為主控單元I的第一通信端；雙口 RAM模塊19的第二通信端即為主控單元I的第二通信端;CPU模塊11的按鈕信號輸入端即為主控單元I的按鍵信號輸入端;顯示模塊18的第二通信端即為主控單元I的顯示信號端。
[0018]主控單元I的CPU模塊11的核心處理器件為主頻200MHz的ARM9微處理器，其串行口作為主控單元I的第一通信端。閃存模塊12優(yōu)選采用NORFlash閃存芯片，其用于存儲基本參數(shù)、配置的測試方案、測試結(jié)果報(bào)表等信息數(shù)據(jù)。SDRAM模塊13用于數(shù)據(jù)存儲和接受調(diào)用。時(shí)鐘模塊14為CPU模塊11提供時(shí)鐘信號。網(wǎng)絡(luò)接口模塊15優(yōu)選采用RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，其可用于實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通信以及連接支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的上傳數(shù)據(jù)功能的數(shù)字化電能表以進(jìn)行模型測試和數(shù)據(jù)召測。通信接口模塊16設(shè)有RS232維護(hù)口，用來對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。USB接口模塊
17用于接U盤實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出以及鍵盤、鼠標(biāo)等設(shè)備的接入。顯示模塊18用于驅(qū)動觸摸顯示屏并實(shí)現(xiàn)信息交互。雙口