專利名稱：數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀，屬電力計量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設備為數(shù)字化對象，以高速網(wǎng)絡通信平臺為基礎(chǔ)，通過對數(shù)字化信息進行標準化，實現(xiàn)站內(nèi)外信息共享和互操作，并以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)， 實現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護、信息管理等自動化功能的變電站。數(shù)字化變電站系統(tǒng)從功能上應由站控層、間隔層和過程層三部分組成，并用分層、分布、開放式網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)連接。數(shù)字化變電站間隔層的IED設備都是以基于IEC61850標準的過程層采樣值報文作為輸入信號，而應用在常規(guī)變電站的電能質(zhì)量分析儀，其輸入信號則是常規(guī)變電站二次的模擬電壓電流信號，因此，無法在數(shù)字化變電站使用。為此，在采用數(shù)字化變電站時，迫切需要一種適合該電站使用的數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，為了提供一種應用在數(shù)字化變電站的電能質(zhì)量分析儀。該電能質(zhì)量分析儀從過程層網(wǎng)絡接收合并單元送出的基于IEC61850標準的采樣值報文，解析后得到所屬間隔的電壓電流采樣值，再通過電能質(zhì)量分析算法處理得出結(jié)果數(shù)據(jù)，然后將結(jié)果數(shù)據(jù)按IEC61850標準建模，經(jīng)站控層網(wǎng)絡送出。本實用新型的技術(shù)方案是，本實用新型由光纖接口、網(wǎng)絡單元、報文解碼單元、數(shù)據(jù)接口 A、信號處理單元、數(shù)據(jù)接口 B、微處理器單元所組成。光纖接口連接網(wǎng)絡單元，網(wǎng)絡單元連接報文解碼單元，報文解碼單元連接數(shù)據(jù)接口 A，數(shù)據(jù)接口 A連接信號處理單元，信號處理單元連接數(shù)據(jù)接口 B，數(shù)據(jù)接口 B連接微處理器單元。光纖接口連接數(shù)字化變電站過程層網(wǎng)絡，將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送網(wǎng)絡單元；網(wǎng)絡單元負責將收到的按TCP/IP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)解開，送報文解碼單元；報文解碼單元按IEC61850協(xié)議解析所收到的數(shù)據(jù)，得到純采樣數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口 A送信號處理單元； 信號處理單元對采樣數(shù)據(jù)進行電能質(zhì)量分析，得到電能質(zhì)量各項技術(shù)指標的結(jié)果數(shù)據(jù)后， 經(jīng)數(shù)據(jù)接口 B送微處理器單元；微處理器單元一方面將結(jié)果數(shù)據(jù)送人機界面顯示，同時也將結(jié)果數(shù)據(jù)按IEC61850標準建模，再經(jīng)以太網(wǎng)接口送數(shù)字化變電站站控層網(wǎng)絡。所述網(wǎng)絡單元包括以太網(wǎng)MAC模塊和以太網(wǎng)物理層模塊；所述報文解碼單元包括報文解碼處理器及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；所述信號處理單元包括數(shù)字信號處理器及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；所述微處理器單元包括微處理器(MCU)及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、鍵盤、鼠標、以太網(wǎng)接口。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本實用新型實現(xiàn)了數(shù)字化條件下的電能質(zhì)量測試分析?？梢越邮辗螴EC61850-9-1和IEC61850-9-2協(xié)議標準的數(shù)據(jù)幀，可以解析出采樣數(shù)據(jù)，可以對結(jié)果數(shù)據(jù)按IEC61850標準建模，符合數(shù)字化變電站間隔層IED設備的技術(shù)要求。[0009]本實用新型適用于數(shù)字化變電站實現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護、信息管理。
圖1為本實用新型的硬件系統(tǒng)原理框圖；圖2為網(wǎng)絡單元主要部件連接圖；圖3為數(shù)據(jù)接口 A電路圖；圖中圖號表示為1是光纖接口 ；2是網(wǎng)絡單元；3是報文解碼單元；4是數(shù)據(jù)接口 A ；5是信號處理單元；6是數(shù)據(jù)接口 B ；7是微處理器。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型進行詳細說明。參見附圖1，本實施例由光纖接口 1、網(wǎng)絡單元2、報文解碼單元3、數(shù)據(jù)接口 A4、信號處理單元5、數(shù)據(jù)接口 B6、微處理器單元7構(gòu)成。光纖接口 1連接數(shù)字化變電站過程層網(wǎng)絡，負責將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送網(wǎng)絡單元2。網(wǎng)絡單元2負責將收到的按TCP/IP 協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)解開，送報文解碼單元3。報文解碼單元3負責按IEC61850協(xié)議解析所收到的數(shù)據(jù)，得到純采樣數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口 A4送信號處理單元5。信號處理單元5負責對采樣數(shù)據(jù)進行電能質(zhì)量分析，得到電能質(zhì)量各項技術(shù)指標的結(jié)果數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口 B6送微處理器單元7。微處理器單元7 —方面將結(jié)果數(shù)據(jù)送人機界面顯示，同時也將結(jié)果數(shù)據(jù)按 IEC61850標準建模，再經(jīng)以太網(wǎng)接口送數(shù)字化變電站站控層網(wǎng)絡。網(wǎng)絡單元2包括集成電路LXT971A (ICl)以及ARM芯片AT91RM9200 (IC2)的內(nèi)嵌網(wǎng)絡模塊部分；報文解碼單元3包括IC2除內(nèi)嵌網(wǎng)絡模塊之外的部分，以及IC2外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；數(shù)據(jù)接口 A4包括集成電路IDT70V27S (IC3);信號處理單元5包括數(shù)字信號處理器TMS320F2812 (IC4)及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；微處理器單元包括微處理器(MCU)及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、鍵盤、鼠標、以太網(wǎng)接口。參見附圖2，ICl用作網(wǎng)絡的物理層芯片，IC2的內(nèi)嵌網(wǎng)絡模塊用作網(wǎng)絡的MAC芯片。光纖接口 1的輸出信號經(jīng)電阻R1、R2、R3、R4、R5連接ICl的19、20、23、M和洸腳，ICl 的55腳經(jīng)電阻R6連IC2的49腳，ICl的52腳經(jīng)電阻R7連IC2的101腳。參見附圖3，IC3的一側(cè)連接IC2的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線，IC3的另一側(cè)連接 IC4的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀，其特征在于，所述分析儀由光纖接口、網(wǎng)絡單元、報文解碼單元、數(shù)據(jù)接口 A、信號處理單元、數(shù)據(jù)接口 B、微處理器單元所組成；光纖接口連接網(wǎng)絡單元，網(wǎng)絡單元連接報文解碼單元，報文解碼單元連接數(shù)據(jù)接口 A，數(shù)據(jù)接口 A連接信號處理單元，信號處理單元連接數(shù)據(jù)接口 B，數(shù)據(jù)接口 B連接微處理器單元；所述光纖接口連接數(shù)字化變電站過程層網(wǎng)絡，將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送網(wǎng)絡單元；所述網(wǎng)絡單元負責將收到的按TCP/IP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)解開，送報文解碼單元；所述報文解碼單元按IEC61850協(xié)議解析所收到的數(shù)據(jù)，得到純采樣數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口 A送信號處理單元；所述信號處理單元對采樣數(shù)據(jù)進行電能質(zhì)量分析，得到電能質(zhì)量各項技術(shù)指標的結(jié)果數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口 B送微處理器單元；所述微處理器單元一方面將結(jié)果數(shù)據(jù)送人機界面顯示，同時也將結(jié)果數(shù)據(jù)按IEC61850標準建模，再經(jīng)以太網(wǎng)接口送數(shù)字化變電站站控層網(wǎng)絡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀，其特征在于，所述網(wǎng)絡單元包括以太網(wǎng)MAC模塊和以太網(wǎng)物理層模塊；所述報文解碼單元包括報文解碼處理器及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；所述信號處理單元包括數(shù)字信號處理器及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器；所述微處理器單元包括微處理器(MCU)及其外圍的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、鍵盤、鼠標、以太網(wǎng)接口。
專利摘要一種數(shù)字化電能質(zhì)量分析儀，該分析儀由光纖接口(1)、網(wǎng)絡單元(2)、報文解碼單元(3)、數(shù)據(jù)接口A(4)、信號處理單元(5)、數(shù)據(jù)接口B(6)、微處理器單元(7)所組成；所述光纖接口將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送網(wǎng)絡單元；網(wǎng)絡單元將收到的按TCP/IP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)解開，送報文解碼單元；報文解碼單元按IEC61850協(xié)議解析所收到的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)接口A送信號處理單元；信號處理單元對采樣數(shù)據(jù)進行電能質(zhì)量分析，得到電能質(zhì)量各項技術(shù)指標的結(jié)果數(shù)據(jù)后，經(jīng)數(shù)據(jù)接口B送微處理器單元；微處理器單元將結(jié)果數(shù)據(jù)送人機界面顯示，或按IEC61850標準建模，送數(shù)字化變電站站控層網(wǎng)絡。本實用新型適用于數(shù)字化變電站。
文檔編號H02J13/00GK202142912SQ201120296199
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者孫閔, 陳克緒, 馬建 申請人:江西省電力科學研究院