详细的说明。
[0018]综上所述，本发明公开了一种如图1所示的变压器检测系统，其特征在于:包括数据采集模块1、数据采集模块2、数据采集模块3、开关量输出模块、电源模块和管理模块，所述数据采集模块1与管理模块之间借助于高速数据传输总线进行数据交换，还包括通讯总线，所述管理模块包括上层机、人机接口、通讯接口、可编程逻辑器件、微处理器、程序存储器、数据存储器和其他外围设备，所述微处理器与可编程逻辑器件通信，程序存储器和数据存储器与微处理器通信，所述其他外围设备与可编程逻辑器件通信，所述可编程逻辑器件与高速数据传输总线通信，所述通讯接口与可编程逻辑器件通信，通讯接口连接通讯总线，所述人机接口和上层机连接通讯接口，所述数据采集模块1包括主控板、直流模拟量采集模块、交流模拟量采集模块和开关量输入模块，所述主控板包括相互通信的通讯接口和数据采集处理模块，所述直流模拟量采集模块、交流模拟量采集模块和开关量输入模块与数据采集采集处理模块通信，所述主控板的通讯接口与通讯总线连接，所述数据采集处理模块与高速数据传输总线连接;所述数据采集模块2和数据采集模块3均与通讯总线和高速数据传输总线通信，所述开关量输出模块与高速数据传输总线通信，所述电源模块为数据采集模块1、数据采集模块2和数据采集模块3以及开关量输出模块供电。
[0019]上层机选用PC机，它通过通信接口与下层的管理板即时交换数据。通过对监测到的数据综合应用各种诊断方法，完成对变压器的状态诊断。同时可进行数据输出，包括显示，打印等功能。管理板管理人机对话、数据采集模块间的采集同步、数据通信上传、数据海量存储，并发出开关量开出命令。它是整个装置的核心部分，协调各个模块间的工作。它把主控板通过FIFO送过来的数据以通信方式传送至人机对话模块(显示板)，完成波形显示，人机对话功能，并能即时把数据传送至上层机。数据采集模块完成交流模拟量和小电流信号以及开关量输入的数据采集，并具备故障启动判断功能，故障时能即时通知其它采集模块和管理板完成故障时状态监测任务。通过人机接口部分可以实现定值输入，修改操作，并能反映设备运行状态。
[0020]所述主控板包括大规模可编程逻辑器件、DSP芯片、看门狗电路、4片A/D转换芯片、8路开关量光隔输入模块、64路开关量输入模块和16路开关量输出模块，4片A/D转换芯片、8路开关量光隔输入模块、64路开关量输入模块和16路开关量输出模块与大规模可编程逻辑器件通信，主控板还包括数据总线、地址总线、非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器、串行EEPR0M、时钟芯片、A/D采样同步及故障启动同步模块，所述非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器和时钟芯片分别与大规模可编程逻辑器件通信，同时非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器和时钟芯片均与数据总线和地址总线通信，所述DSP芯片的D0-D15端连接数据总线，DSP芯片的A0-A15端连接地址总线，DSP芯片的RST端通过看门狗电路连接大规模可编程逻辑器件，DSP芯片的1/0 口通过串行EEPROM连接大规模可编程逻辑器件，所述大规模可编程逻辑器件通过A/D采样同步及故障启动同步模块连接管理模块。
[0021]主控板(参见附图2)主要实现的功能包括:数据采集存储功能、故障启动判断功能、开出告警功能、遥信、系统自维护功能、通信功能、可扩充功能。从两块变换板上传的16路交流模拟量和直流信号32路通过总线板欧式插座送入MAX125进行A/D变换。每块主控板还处理一块开入板的64路开入量。板上预留8路光隔输入。
[0022]主控板采用DSP + CPLD结构模式的设计。DSP采用TI公司的TMS320F206为CPU，具有高速度，先进的并行结构和较高的性能价格比的特点，片内和可扩展存储器资源丰富，方便大容量数据存储。CPLD采用Altera公司的EPM7192E实现系统的功能扩展和逻辑控制。应用CPLD的设计思想是: (1)用软件设计替代硬件设计
(2)设计和调试的方式为自顶向下(Top-down)。
[0023]它的最底层设计工具是硬件描述语言VHDL/AHDL，同时在高层利用CPLD的软件开发工具中包含的元件库进行电路图形设计。这些元件都是基于AHDL设计出来的，基本上涵盖了传统的中小规模数字集成电路。用户也可以应用VHDL/AHDL编写自己的元件，然后在高层设计中加以调用。在设计次序上，先进行系统层次上的设计，待仿真调试通过后，再将系统按功能进行划分，然后分别加以设计和调试。这样从设计上简化了系统的硬件，提高了系统的稳定性，并使系统维护方便，能有效实现数据采集与存储上传的并行进行，具有功能集成度高、编程方便的优点。
[0024]管理板(参见附图3)接收主控板经FIFO上传的数据，故障时记录故障报告，与开出板，显示板，上层系统通信传输数据，给三块主控板发同步采集信号，接收三块主控板的故障启动信号。管理板在设计上与主控板大致相同。不同之处在于，管理板不具备A/D数据采集转换和功能。但是扩展了两组CAN，一组CAN通信用于与三块主控板的通信，另一组用于与上层的通信，两组RS485通信。同时具备GPS接口，用来精确修正系统时钟。扩展了 8M的NVRAM，用来存放主控板送来的历史数据。
[0025]总之，本发明在线监测系统由软件和硬件共同构成，对于同一硬件装置可以通过改变软件来实现各种不同的功能，从而使装置适于不同领域的应用;在线监测系统采用集中式结构，系统各个模块集成度高，扩容方便。可根据监测的变压器的台数，进行系统扩容；该系统基于变电站电力设备在线状态监测系统而设计，设计考虑到要纳入断路器的在线监测项目和绝缘监测项目的要求并和故障录波装置兼容;采用了控制方便的高速FIFO，并扩展了多组通信，保证了系统和变电站自动化系统的接口以及和其它网络的兼容。
【主权项】
1.一种变压器检测系统，其特征在于:包括数据采集模块1、数据采集模块2、数据采集模块3、开关量输出模块、电源模块和管理模块，所述数据采集模块1与管理模块之间借助于高速数据传输总线进行数据交换，还包括通讯总线，所述管理模块包括上层机、人机接口、通讯接口、可编程逻辑器件、微处理器、程序存储器、数据存储器和其他外围设备，所述微处理器与可编程逻辑器件通信，程序存储器和数据存储器与微处理器通信，所述其他外围设备与可编程逻辑器件通信，所述可编程逻辑器件与高速数据传输总线通信，所述通讯接口与可编程逻辑器件通信，通讯接口连接通讯总线，所述人机接口和上层机连接通讯接口，所述数据采集模块1包括主控板、直流模拟量采集模块、交流模拟量采集模块和开关量输入模块，所述主控板包括相互通信的通讯接口和数据采集处理模块，所述直流模拟量采集模块、交流模拟量采集模块和开关量输入模块与数据采集采集处理模块通信，所述主控板的通讯接口与通讯总线连接，所述数据采集处理模块与高速数据传输总线连接。2.根据权利要求1所述的变压器检测系统，其特征在于:所述数据采集模块2和数据采集模块3均与通讯总线和高速数据传输总线通信，所述开关量输出模块与高速数据传输总线通信，所述电源模块为数据采集模块1、数据采集模块2和数据采集模块3以及开关量输出模块供电。3.根据权利要求2所述的变压器检测系统，其特征在于:所述主控板包括大规模可编程逻辑器件、DSP芯片、看门狗电路、4片A/D转换芯片、8路开关量光隔输入模块、64路开关量输入模块和16路开关量输出模块，4片A/D转换芯片、8路开关量光隔输入模块、64路开关量输入模块和16路开关量输出模块与大规模可编程逻辑器件通信，主控板还包括数据总线、地址总线、非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器、串行EEPROM、时钟芯片、A/D采样同步及故障启动同步模块，所述非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器和时钟芯片分别与大规模可编程逻辑器件通信，同时非易失性存储器、全局数据存储器、局部数据存储器、程序存储器和时钟芯片均与数据总线和地址总线通信，所述DSP芯片的D0-D15端连接数据总线，DSP芯片的A0-A15端连接地址总线，DSP芯片的RST端通过看门狗电路连接大规模可编程逻辑器件，DSP芯片的1/0 口通过串行EEPROM连接大规模可编程逻辑器件，所述大规模可编程逻辑器件通过A/D采样同步及故障启动同步模块连接管理模块。
【专利摘要】本发明公开了一种变压器检测系统，包括数据采集模块1、数据采集模块2、数据采集模块3、开关量输出模块、电源模块和管理模块，所述数据采集模块1与管理模块之间借助于高速数据传输总线进行数据交换，还包括通讯总线；其由软件和硬件共同构成，对于同一硬件装置可以通过改变软件来实现各种不同的功能，从而使装置适于不同领域的应用；在线监测系统采用集中式结构，系统各个模块集成度高，扩容方便。可根据监测的变压器的台数，进行系统扩容；该系统基于变电站电力设备在线状态监测系统而设计，设计考虑到要纳入断路器的在线监测项目和绝缘监测项目的要求并和故障录波装置兼容。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105471105
【申请号】CN201510948197
【发明人】金峰, 王云霞, 王正平, 金涛, 金蕾
【申请人】国家电网公司, 国网河北省电力公司沧州供电分公司, 国网河北省电力公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月17日