专利名称：电子式互感器精度测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统用的互感器测试仪，且可以输出数字信号的测试 仪，用于数字化变电站中合并单元、保护或测控装置的测试工作。
背景技术：
随着电子式互感器和数字化变电站的不断发展 和应用，则需用一种能够支持数字 信号的设备来完成数字化变电站的测试工作。该项发明正是用来完成这一功能的。该装置 以IEC60044-8的通讯方式发动数字信号给合并单元或者保护、测控装置等。该数字信号可 以从装置里的交流头采样或者直接模拟数字信号得出。该数字信号可以改变其波特率、采 样率等，这样能够满足不同装置的应用要求。数字化变电站中的电子式互感器相对于常规的互感器由于其特有的优点，比如， 绝缘简单、无铁磁谐振和磁饱和问题、无二次线圈开路高压危险、测量精度高、动态范围大、 没有因充油而潜在的易燃、易爆等危险、体积小、重量轻等。随着电力系统向大容量，高电压 等级方向发展，因而电子式互感器得到广泛的应用。在基于电子式互感器的数字化变电站 中，合并单元、保护、测控、电度表、录波器等装置的测试与常规的变电站完全不同，他们接 入的都是数字信号。因此就需要专用的测试方法和测试装置来完成各装置的测试工作，从 而了解整个变电站的运行状态。在常规变电站中由于使用的是传统的电磁式互感器，其测试方法主要为通过可提 供模拟信号的测试设备如昂立、博电等，直接给各装置内的PT、CT加模拟信号，完成各个装 置所需要进行的各项测试。而在数字化变电站中，由于电子式互感器到合并单元以及合并 单元到间隔层各装置，上送的均是数字量。因此，采用传统的测量方法就无法满足要求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种支持IEC60044-8这个国家标准的通讯规约的电 子式互感器测试仪。本实用新型的解决方案电子式互感器精度测试仪，包含DSP插件和CPU插件，其 中DSP插件包含DSP芯片、AD转换芯片和运算放大器、现场可编程门阵列芯片FPGA和光纤 收发器，CPU插件包含微处理器CPU芯片、PCI以太网控器和高精度物理层PHY芯片，交流 插件含有PT和CT，其特征是外部产生交流模拟量信号连接到交流插件的输入，交流插件 将交流模拟量信号转换成小电压信号将输出通过背板连接到DSP插件的运算放大器；DSP 插件的运算放大器的输出连接到AD芯片输入，再将AD芯片输出连接到DSP芯片，DSP芯片 的输出连接到现场可编程门阵列芯片FPGA，FPGA进行编码后，将输出结果连接到光纤收发 器；CPU插件的微处理器CPU芯片通过CAN总线(Controller Area Net控制局域网)连接 DSP插件；同时该芯片通过485通讯口连接到液晶，上位机通过网线连接到CPU插件的高精 度物理层PHY芯片和PCI以太网控制器，PCI以太网控制器将解析的报文送给CPU芯片。DSP插件通过运算放大器连接交流插件的输出，运算放大器的输出连接到AD芯片输入，再将AD芯片输出连接到DSP芯片，DSP芯片的输出连接到现场可编程门阵列芯片 FPGA，FPGA进行编码后，将输出结果连接到光纤收发器。电子式互感器精度测试仪，还有交流模拟量输入的交流插件，该插件有三个电压 互感器PT和三个电流互感器CT，他们的输出通过背板连接到DSP插件。PT和CT的输入可 以直接通过外接可提供模拟信号的测试设备如昂立、博电等 其中，DSP插件的DSP芯片的输出连接到现场可编程门阵列芯片FPGA，FPGA将其 编码后，将输出结果连接到光纤收发器以IEC60044-8规约发送出去。其中，DSP芯片还通过CAN总线连接CPU插件的输出模拟的数字信号，并将模拟的 数字信号连接到FPGA，FPGA将其编码后，将输出结果连接到光纤收发器以IEC60044-8规约 发送出去。DSP插件在PT和CT的输出时，需要完成AD采样交流插件信号并转换成支持 IEC60044-8通讯规约的信号。在发送数字信号前，DSP板卡将AD转换出来的数字信号转换 到IEC60044-8协议中的标准数字信号。比如在IEC60044-8协议中数字量输出的额定值 保护电流对应为463(十六进制为OxOlCF)，测量电流和电压对应的数字量是11585(十六 进制为0x2D41)。由于交流头中CT的额定值为1A，PT的额定值为57. 7V。因此其转换关系 为电压数字量D2 = V* 11585/57. 7，其中V为PT上所加的模拟电压量；测量电流数字量D2 = I女11585/1，其中，I是CT上所加的模拟电流量保护电流数字量D3 = I女463/1，其中，I是CT上所加的模拟电流量通过本实用新型的使用，能够完成以IEC60044-8这一国家标准为通讯方式的数 字化变电站的整站的测试工作。通过它能够完成整站的通讯试验、保护逻辑试验等各项测 试实验，确保数字化变电站的顺利投运。
图1为本实用新型校验仪的系统构造框图图2为DSP插件的信号处理连接示意图图3为CPU插件的信号处理连接示意图图4为电子式互感器测试仪实际使用的设备结构连接图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明本实用新型的电子式互感器精度测试仪如图1所示，包含电源插件，CPU插件、 DSP插件，交流插件和人机接口插件。DSP插件通过背板接入PT和CT的输出；CPU插件，DSP 插件之间通过CAN总线进行数据连接；CPU插件接收相应的人机接口插件输入的信息，同时 将最终的输出结果连接到人机接口插件和后台。如图2所示，DSP插件通过背板接入PT和CT的输出，通过运算放大器接入AD芯 片，将转换后的结果输出给DSP芯片，DSP芯片将需要发送的数据送给现场可编程门阵列芯 片FPGA，FPGA将其编码后以IEC60044-8规约通过光纤收发器发送出去。DSP插件除了接受PT和CT的输出外，其DSP芯片还可以通过CAN总线接收从CPU插件送过来模拟电压电流的幅值和角度的量，模拟电压电流的数字信号直接送给FPGA， FPGA将其编码后以IEC60044-8规约通过光纤收发器发送出去。DSP插件1的AD芯片采用ADS8365，现场可编程门阵列芯片采用EP1C3T144C8，光纤收发器采用HFBR1414，DSP芯片采用TMS320F2812。如图3所示，CPU插件主要由嵌入式CPU芯片、PHY接口芯片和PCI以太网控制器 等组成，其中CPU通过CAN总线从DSP插件得到需要送入人机接口插件的信息，同时通过 CAN总线将人机接口插件送过来的信息送给DSP插件。CPU插件通过485通讯口与液晶进 行通讯，同时后台通过网线接入PHY接口芯片和PCI以太网控制器，PCI以太网控制器将解 析的报文连接到CPU插件。CPU插件的CPU插件采用MPC5200处理器，PHY接口芯片为WJLXT971，PCI以太网 控制器采用82551IT。使用本实用新型电子式互感器测试仪对数字化变电站进行测试的方法如图4所示，将可提供模拟信号的测试设备如昂立、博电等通过电缆接入测试仪 的交流头插件，将DSP板的光纤发送口输出接入合并单元的输入。合并单元同样通过光纤 接到各种保护、测控、电度表、故障录波器等这种装置。也可以直接将电子式互感器测试仪 的DSP插件的光纤发送口输出接入保护、测控等装置。在做通讯试验时，可以不需要可提供模拟信号的测试设备，直接通过测试仪模拟 出数字信号给合并单元，在各装置上观察幅值、角度等信号是否正确。在做保护动作等试验 时，只要测试设备上输入相应的模拟量，观察对应装置的动作情况等即可完成。
权利要求电子式互感器精度测试仪，包含DSP插件，CPU插件和交流插件，其中DSP插件包含DSP芯片、AD转换芯片和运算放大器、现场可编程门阵列芯片FPGA和光纤收发器，CPU插件包含微处理器CPU芯片、PCI以太网控器和高精度物理层PHY芯片；交流插件含有PT和CT，其特征是外部产生交流模拟量信号连接到交流插件的输入，交流插件将交流模拟量信号转换成小电压信号将输出通过背板连接到DSP插件的运算放大器；DSP插件的运算放大器的输出连接到AD芯片输入，再将AD芯片输出连接到DSP芯片，DSP芯片的输出连接到现场可编程门阵列芯片FPGA，FPGA进行编码后，将输出结果连接到光纤收发器；CPU插件的微处理器CPU芯片通过CAN总线连接DSP插件；同时该芯片通过485通讯口连接到液晶，上位机通过网线连接到CPU插件的高精度物理层PHY芯片和PCI以太网控制器，PCI以太网控制器将解析的报文连接送给CPU芯片。
2.如权利要求1所述的电子式互感器精度测试仪，其特征是交流模拟量输入的交流 插件设有三个PT和三个CT，其输出通过背板连接到DSP插件。
3.如权利要求1所述的电子式互感器精度测试仪，其特征是DSP插件的DSP芯片的输 出连接到现场可编程门阵列芯片FPGA，FPGA将其编码后，将输出结果以IEC60044-8规约连 接至光纤收发器。
4.如权利要求1所述的电子式互感器精度测试仪，其特征是DSP芯片还通过CAN总线 连接CPU插件的输出模拟的数字信号，并将模拟的数字信号连接到FPGA，FPGA将其编码后， 将输出结果以IEC60044-8规约连接到光纤收发器。
专利摘要本实用新型公开了一种电子式互感器精度测试仪，包含DSP插件，CPU插件和交流插件，外部产生交流模拟量信号连接到交流插件的输入，交流插件将交流模拟量信号转换成小电压信号将输出通过背板连接到DSP插件的运算放大器；DSP芯片的输出连接到现场可编程门阵列芯片FPGA，FPGA进行编码后，将输出结果连接到光纤收发器；CPU插件的微处理器CPU芯片通过CAN总线连接DSP插件；同时该芯片通过485通讯口连接到液晶，上位机通过网线连接到CPU插件的高精度物理层PHY芯片和PCI以太网控制器，PCI以太网控制器将解析的报文连接送给CPU芯片。本实用新型可以用于数字化变电站中合并单元、保护或测控装置的测试工作。
文档编号G08C23/06GK201589857SQ20092028439
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者吴正伟, 胡桂平, 董隽, 陈志刚 申请人:南京南瑞继保电气有限公司;常州博瑞电力自动化设备有限公司