一種符合iec61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)保護(hù)、控制與自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]故障錄波裝置是研宄現(xiàn)代電網(wǎng)的基礎(chǔ)，它可以記錄因短路故障、系統(tǒng)震蕩、電壓崩潰等大擾動(dòng)引起的系統(tǒng)電流、電壓以及系統(tǒng)頻率的全過程變化現(xiàn)象，是評價(jià)繼電保護(hù)動(dòng)作行為及分析設(shè)備故障性質(zhì)和原因的重要依據(jù)，對于保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行及提高電能質(zhì)量起到了重要的作用。但是，由于目前國內(nèi)中高壓輸電線路的故障錄波裝置存在著硬件配置較低、系統(tǒng)容量小、錄波器數(shù)據(jù)分析能力差和遠(yuǎn)傳技術(shù)不完善等問題，實(shí)用性差，根本無法滿足電力系統(tǒng)故障錄波以及數(shù)據(jù)通信的要求。且傳統(tǒng)的故障錄波裝置與保護(hù)信息子站等后臺(tái)通信采用比較常見的103協(xié)議，需要通過硬接線將模擬量和數(shù)字量接入裝置進(jìn)行采樣，不能滿足電力系統(tǒng)智能化與數(shù)字化的發(fā)展趨勢。而基于IEC 61850協(xié)議的數(shù)字化故障錄波裝置，可通過網(wǎng)絡(luò)訂閱的方式實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)對象的自由記錄，并且當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)容或者需要更改采集對象時(shí)，只需改訂閱的參數(shù)，有利于減少硬接線并優(yōu)化系統(tǒng)布局。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于滿足智能電網(wǎng)的數(shù)字化要求，提供一種符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置，該裝置能實(shí)現(xiàn)高速以太網(wǎng)通信以及大容量數(shù)據(jù)記錄，集成度高，功能強(qiáng)大，適用范圍廣。
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置，其特征在于，包括主控模塊和分別與所述主控模塊相連的供電模塊、JTAG模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和與IEC61850過程總線相連用于采集總線上GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文的以太網(wǎng)模塊，，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊為硬盤；
[0005]所述供電模塊為故障錄波裝置整體供電，所述主控模塊通過其上的JTAG接口與所述JTAG模塊相連，所述主控模塊內(nèi)置用于控制所述顯示模塊的LCD控制器、用于控制所述鍵盤模塊的I2C控制器、用于控制所述硬盤的硬盤控制器、用于控制所述以太網(wǎng)模塊的以太網(wǎng)控制器。
[0006]JTAG(Joint Test Act1n Group)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議(IEEE 1149.1 兼容)，主要用于芯片內(nèi)部測試；IXD(Liquid Crystal Display)為平面薄型的顯示設(shè)備，由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方；I2C(Inter-1ntegratedCircuit)是一種串行通信總線，使用多主從架構(gòu)，用于主板、嵌入式系統(tǒng)或手機(jī)與低速周邊設(shè)備連接；SATA (Serial Advanced Technology Attachment)是串行高級(jí)技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口，用于連接大容量硬盤。
[0007]本實(shí)用新型的主控模塊中集成有多種控制器，集成度高。本實(shí)用新型采用全數(shù)字化采樣，通過以太網(wǎng)模塊接收IEC61850過程總線上的GOOSE報(bào)文以及SV報(bào)文，實(shí)現(xiàn)對IEC61850過程總線上所有模擬量和開關(guān)量的采樣和記錄。本實(shí)用新型采用大容量的硬盤作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，硬盤不僅存儲(chǔ)容量大，而且可隨應(yīng)用場景需求作靈活調(diào)整。
[0008]所述以太網(wǎng)模塊包括電以太網(wǎng)口和光以太網(wǎng)口。
[0009]所述硬盤為SATA硬盤，通過SATA接口與所述主控模塊相連，所述硬盤
[0010]控制器為SATA控制器，SATA硬盤具有抗干擾能力強(qiáng)，支持熱插拔功能的特點(diǎn)。
[0011]作為優(yōu)選，所述供電模塊為高效率的小型化開關(guān)電源模塊，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到80%以上，所述供電模塊輸入為50Hz交流電，經(jīng)內(nèi)部整流逆變后得到不同電平直流電壓輸出，所述供電模塊輸入電壓幅值范圍為85~400V，所述供電模塊輸出電壓包括但不僅限于5V、7.5V以及24V，所述供電模塊額定功率大于40W。
[0012]作為優(yōu)選，所述JTAG接口為標(biāo)準(zhǔn)的14PIN JTAG接口。
[0013]作為優(yōu)選，所述顯示模塊采用4.3英寸彩色TFT屏幕，其分辨率為480X272，所述顯示模塊內(nèi)置驅(qū)動(dòng)1C，所述顯示模塊內(nèi)置背光調(diào)節(jié)模塊。
[0014]作為優(yōu)選，所述鍵盤模塊為4 X 6矩陣鍵盤，所述鍵盤模塊通過4 X 6矩陣鍵盤專用鍵盤芯片進(jìn)行按鍵掃描，所述專用鍵盤芯片通過所述I2C控制器與所述主控模塊通信。
[0015]作為優(yōu)選，所述以太網(wǎng)模塊遵循IEEE 802.3-2002規(guī)范，包括媒體訪問控制器單元和網(wǎng)絡(luò)物理層單元，所述以太網(wǎng)模塊具有百兆收發(fā)器。
[0016]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):(I)本實(shí)用新型采用全數(shù)字化采樣，使用以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收IEC61850過程總線上的GOOSE報(bào)文以及SV報(bào)文，由同一裝置實(shí)現(xiàn)IEC61850過程總線上所有模擬量和開關(guān)量的采樣和記錄，減少了大量硬接線，有利于優(yōu)化二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
[0017](2)本實(shí)用新型以大容量的硬盤作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)容量大，且可隨應(yīng)用場景需求作靈活調(diào)整；
[0018](3)本實(shí)用新型的以太網(wǎng)模塊同時(shí)具備高性能的電以太網(wǎng)絡(luò)模塊和光以太網(wǎng)絡(luò)模塊，通信接口豐富，適用范圍廣，功能強(qiáng)大。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的供電模塊的電路原理圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的主控模塊的供電電路原理圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的主控模塊的最小電路原理圖；
[0023]圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的JTAG模塊的電路原理圖；
[0024]圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的顯示模塊的電路原理圖；
[0025]圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的鍵盤模塊的電路原理圖；
[0026]圖8是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的電路原理圖；
[0027]圖9是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的以太網(wǎng)模塊的供電電路原理圖；
[0028]圖10是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的以太網(wǎng)模塊的最小電路原理圖；
[0029]圖11是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的以太網(wǎng)模塊的電以太網(wǎng)口原理圖；
[0030]圖12是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的以太網(wǎng)模塊的光以太網(wǎng)口原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例的一種符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障錄波裝置，包括主控模塊，還包括依次通過SATA接口、MIN接口、JTAG接口、IXD接口、12C接口與主控模塊相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)模塊、JTAG模塊、顯示模塊、鍵盤模塊，以及為整個(gè)故障錄波裝置供電的供電模塊。以太網(wǎng)模塊上設(shè)置有電以太網(wǎng)口和光以太網(wǎng)口。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊為大容量的SATA硬盤。
[0033]主控模塊為德州儀器生產(chǎn)的TMS320C6748芯片，供電模塊將經(jīng)裝置端子接入的220V電源轉(zhuǎn)換5V、7.5V和24V后供裝置各個(gè)模塊使用。
[0034]本實(shí)施例的故障錄波裝置的供電模塊如圖2所示，通過模塊PM_ISO_3V將經(jīng)裝置端子CZ_PIN3接入的220V電源轉(zhuǎn)換5V、7.5V和24V后供裝置各個(gè)模塊使用。其中模塊PM_ISO_3V為電源模塊，型號(hào)FAT25-057524-WFCI，輸入范圍為85-264VAC，額定功率25瓦。模塊PM_ISO_3V第一路輸出為5V/2.0A,第二路輸出為7.5V/0.5A，第三路輸出為24V/0.3A。圖2中，Cl、C2、C3、C4為220微法濾波電容，F(xiàn)Sl為IA保險(xiǎn)絲，VR為100K可調(diào)電阻，其中NTC為熱敏電阻，型號(hào)1Dl I，L200為3.3微亨電感。
[0035]本實(shí)施例的數(shù)字化故障錄波裝置以TMS320C6748芯片為核心控制器，其供電電路原理圖如圖3所示，通過電源芯片TPS650531將通過端子進(jìn)入到裝置的5伏電源轉(zhuǎn)換為3.3伏、1.8伏、1.2伏的系統(tǒng)電源，同時(shí)通過門電路芯片PMP4201V控制不同供電電壓上電順序。TPS650531管腳I通過1000歐姆電阻R79接到5V，通過2微法電容C160接到地，TPS650531管腳20直接接到5V，TPS650531管腳21通過2000歐姆電阻R104接到1.8V LDO,通過I微法電容C171接到地(DGND數(shù)字地)，TPS650531管腳16直接接到5V，還通過并聯(lián)的I微法電容C164及22微法電容C172接到地，TPS650531管腳23通過1000歐姆電阻R90接到5V，TPS650531管腳2和管腳8相連后直接接到5V，還通過并聯(lián)的0.1微法電容C170和0.1微法電容C168接到地，TPS650531管腳22懸空，管腳11通過電阻R921接到5V，通過2.2微法電容C187接到地，并連接到PMP4201V的管腳3，TPS650531管腳12直接接到5V，TPS650531管腳5懸空，TPS650531管腳24和管腳25直接接地，TPS650531管腳17經(jīng)過2.2微亨電感L4后接到1.2V，1.2V經(jīng)2.2微法電容C162接地，TPS650531管腳19經(jīng)過330千歐電阻R95接地，經(jīng)330千歐電阻R94后接到1.2V，經(jīng)47皮法電容C184后接到1.2V，TPS650531管腳18直接接地，TPS650531管腳15經(jīng)過2.2微亨電感L5后接到3.3V，3.3V經(jīng)2.2微法電容C116接地，TPS650531管腳13經(jīng)過150千歐電阻R89接地，經(jīng)680千歐電阻R88后接到3.3V，經(jīng)47皮法電容C185后接到3.3V，TPS650531管腳14直接接地，TPS650531管腳3和管腳4懸空，TPS650531管腳7直接接到1.8V LDO, 1.8V LDO經(jīng)2.2微法電容C165接地，1.8V LDO經(jīng)0.1微法