成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置的制造方法
【专利说明】成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置
[0001 ] 本申请是申请号为201310595243.X、申请日为2013年11月22日、发明创造名称为“智能变电站数字化电能表校验装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及供电系统的智能变电站计量检测技术领域，具体涉及一种对基于IEC6185标准的智能变电站的三相电子式多功能电能表进行检定和测试的数字化电能表校验装置。
【背景技术】
[0003]智能变电站是智能电网建设的重要环节，变电站数字化，智能化已经成为一种趋势，数字化变电站不同于传统变电站，其架构在IEC61850标准基础上，采用过程层、间隔层和站控层的三层结构，所有电测量都在过程层转化成符合IEC61850 9-1、9-2协议的数字信号后，通过光纤以太网传递给过程层或间隔层设备。智能变电站中需要用到较多的用于计量的数字化电能表，其所用的数字电能表在实验室以及安装在智能变电站实负荷运行时都需要对其误差等进行校验。传统的电能表具有相对较成熟的校验设备和比较完备的检定规程和方法;而数字化电能表与传统的电表相比，其计量原理和方法均发生了较大的变化，不再是传统的依靠模拟量采集，而是基于IEC61850标准架构下通过数字化信号的采集完成计量功能，并可通过网络等方式与其它设备(如后台计算机系统)实现通讯。目前，能够较好地对数字化电能表在实验室特别是在现场实负荷状态下进彳丁尚精度检测fe验的相对成熟的校验检测装置或仪器，尚不多见。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:提供一种结构简单、成本较低、接口丰富、检测精度高且使用时连接方便快捷的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置。
[0005]本发明的技术方案是:本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，其结构特点是:包括主控单元、高速数据处理单元、网络管理单元、FPGA单元、触摸显示屏、按键单元和电源管理单元；
主控单元设有第一通信端、第二通信端、显示信号端和按键信号输入端;高速数据处理单元设有第一至第五通信端；网络管理单元设有数据信号通信端和控制信号通信端;FPGA单元设有数据通信端;触摸显示屏设有显示信号端;按键单元设有信号输出端；
主控单元的第一通信端与高速数据处理单元的第一通信端双向信号电连接;主控单元的第二通信端与高速数据处理单元的第二通信端双向信号电连接;主控单元的显示信号端与触摸显示屏的显示信号端双向信号电连接;主控单元的按键信号输入端与按键单元的信号输出端信号电连接;高速数据处理单元的第三通信端与网络管理单元的数据信号通信端双向信号电连接;高速数据处理单元的第四通信端与网络管理单元的控制信号通信端双向信号电连接；高速数据处理单元的第五通信端与FPGA单元的数据通信端双向信号电连接；电源管理单元用于提供工作电源；
上述的主控单元包括CPU模块、闪存模块、SDRAM模块、时钟模块、网络接口模块、通信接口模块、USB接口模块、显示模块和双口 RAM模块;CPU模块设有通信端和按钮信号输入端;显示模块和双口 RAM模块均分别设有第一通信端和第二通信端；
主控单元的闪存模块、SDRAM模块、时钟模块、网络接口模块、通信接口模块和USB接口模块均分别与CPU模块双向信号电连接;显示模块的第一通信端、双口RAM模块的第一通信端均分别与(PU模块双向信号电连接；
CHJ模块的通信端即为主控单元的第一通信端;双口 RAM模块的第二通信端即为主控单元的第二通信端;CPU模块的按钮信号输入端即为主控单元的按键信号输入端;显示模块的第二通信端即为主控单元的显示信号端；
上述的FPGA单元设有高频脉冲输出接口、电表脉冲输入接口和FT3数据接口。
[0006]进一步的方案是:上述的高速数据处理单元包括型号为ADSP-BF518的32位DSP芯片，主频为400MHz。
[0007]进一步的方案是:上述的网络管理单元设有ST光纤接口、SC光纤接口和RJ45接口；其中，ST光纤接口和SC光纤接口分别各设有2个;RJ45接口设有3个。
[0008]本发明具有积极的效果:(I)本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，采用主控单元、高速数据处理单元和FPGA单元的数据信息处理的多核架构，用于实时检测校验时确保装置对数字化电能表的检测实时高效，且检测精度高。(2)本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，主控单元通过设置网口，使用时与后台上位机通信方便;设置USB接口、RS232通信接口，连接外设方便。(3)本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，网络管理单元3设有ST光纤接口 31、SC光纤接口 32和RJ45接口 33，便利了在校验现场与不同光纤接口和网络接口的接入，而不必到校验现场后再进行接口的转换，省时省力；同时，解决了现场实负荷检定的情况下无法同时接入光纤数字信号的问题:传统的现场校验可以把校验仪和电能表并接起来，同时采样线路的电压、电流信号进行检测。在数字化变电站中一般是合并单元点对点发61850报文给数字化电能表，合并单元很少有预留的测试专用通道用于现场检定，本发明通过网络管理单元，把合并单元发来的数据信号通过多口同步转发，实现校验装置和数字化电能表同步得到数据，从而可以在被检电表当地实现实负荷下的动态精度测定。(4 )本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，通过触摸显示屏和按键单元的设置，使得操控界面友好，使用方便。(5)本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，结构相对简单，成本较低。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图。
[0010]上述附图中的附图标记如下:
主控单元I，CPU模块11，闪存模块12，SDRAM模块13，时钟模块14，网络接口模块15，通信接口模块16，USB接口模块17，显示模块18，双口 RAM模块19，
高速数据处理单元2，
网络管理单元3，ST光纤接口 31，SC光纤接口 32，RJ45接口 33，
FPGA单元4，高频脉冲输出接口41，电表脉冲输入接口42，FT3数据接口43， 触摸显示屏5，
按键单元6，
电源管理单元7。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0012](实施例1)
见图1，本实施例的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，主要由主控单元1、高速数据处理单元2、网络管理单元3、FPGA单元4、触摸显示屏5、按键单元6和电源管理单元7组成。
[0013]主控单元I设有第一通信端、第二通信端、显示信号端和按键信号输入端；高速数据处理单元2设有第一至第五通信端；网络管理单元3设有数据信号通信端和控制信号通信端;FPGA单元4设有数据通信端;触摸显示屏5设有显示信号端;按键单元6设有信号输出端。
[0014]主控单元I的第一通信端与高速数据处理单元2的第一通信端双向信号电连接;主控单元I的第二通信端与高速数据处理单元2的第二通信端双向信号电连接;主控单元I的显示信号端与触摸显示屏5的显示信号端双向信号电连接;主控单元I的按键信号输入端与按键单元6的信号输出端信号电连接;高速数据处理单元2的第三通信端与网络管理单元3的数据信号通信端双向信号电连接;高速数据处理单元2的第四通信端与网络管理单元3的控制信号通信端双向信号电连接;高速数据处理单元2的第五通信端与FPGA单元4的数据通信端双向信号电连接;电源管理单元7为各单元提供工作电源。
[0015]主控单元I主要由CPU模块11、闪存模块12、SDRAM模块13、时钟模块14、网络接口模块15、通信接口模块16、USB接口模块17、显示模块18和双口 RAM模块19组成。CPU模块11设有通信端和按钮信号输入端；显示模块18和双口 RAM模块19均分别设有第一通信端和第二通信端。
[0016]主控单元I的闪存模块12、SDRAM模块13、时钟模块14、网络接口模块15、通信接口模块16和USB接口模块17均分别与CPU模块11双向信号电连接;显示模块18的第一通信端、双口 RAM模块19的第一通信端均分别与CPU模块11双向信号电连接。
[0017]CPU模块11的通信端即为主控单元I的第一通信端；双口 RAM模块19的第二通信端即为主控单元I的第二通信端;CPU模块11的按钮信号输入端即为主控单元I的按键信号输入端;显示模块18的第二通信端即为主控单元I的显示信号端。
[0018]主控单元I的CPU模块11的核心处理器件为主频200MHz的ARM9微处理器，其串行口作为主控单元I的第一通信端。闪存模块12优选采用NORFlash闪存芯片，其用于存储基本参数、配置的测试方案、测试结果报表等信息数据。SDRAM模块13用于数据存储和接受调用。时钟模块14为CPU模块11提供时钟信号。网络接口模块15优选采用RJ45网络接口，其可用于实现和上位机的通信以及连接支持IEC61850标准的上传数据功能的数字化电能表以进行模型测试和数据召测。通信接口模块16设有RS232维护口，用来对设备进行维护。USB接口模块
17用于接U盘实现数据的导入导出以及键盘、鼠标等设备的接入。显示模块18用于驱动触摸显示屏并实现信息交互。双口