专利名称：一种支持多通信规约的电子互感器合并单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于智能数字化电网电子互感器合并单元(下简称装置)， 该装置过程层网络输出可支持目前比较符合在数字化电网中使用的IEC61850-9-2、 IEC61850-9-2-LE、IEC61850-9-1、FT3 以及 TDM 规约规范；而时钟输入可支持 IEEE1588、 IRIG-B码、PPS，为智能数字化接口提供了灵活而又广泛的规约接口。
背景技术：
目前，电力网络已经开始向智能网络和数字化网络变革，传统的电磁式电流电压 互感器已经很难完成当今数字化的需求，电子式互感器合并单元应运而生。鉴于硬件设计 和规约的复杂性，如今市场中的合并单元在过程层传输时所谓的支持61850协议往往只是 支持61850-9-1或者61850-9-2-LE版本中的一种，而实际应用场合下，由于需要与保护装 置之间的协议兼容，用户往往需要合并单元灵活配置支持61850-9-2标准版本，甚至支持 TDM或FT3规约规范，这时仅仅支持某一种61850规范的合并单元就存在极大地使用局限 性。本装置除了兼容目前61850中规定的9-2、9-2-LE、9_l规范以外，还可以支持过 程层实际应用中常见的TDM和FT3规范，这样，不论间隔层保护装置需要哪种规约连接， 本装置都可以通过LCD显示界面灵活配置；同理，本装置针对系统对时方式也可灵活支持 IEEE1588、IRIG-B码、PPS。这些都为各种不同产品之间的通信连接提供了更好的兼容性， 从而为智能电网的发展和数字化变电站的建设创造了更好的条件。
实用新型内容为了实现上述功能，本装置采用的技术方案中包括电源管理组件、协议接口组 件、主控组件、人机界面管理组件。电源管理组件包含双路电源的输入以及单路电源掉电后的切换管理，供电电源的 性能检测以及多达3路激光电源的输出管理。协议接口组件采用高性能FPGA，配有双路支持光、电信号的高速以太网及多路光 纤输入、出接口，以及两路RS485接口。通过不同的配置选择，协议接口组件最大可支持3 路采集器的信号输入、B码输入、1588输入以及PPS信号的输入；同时可支持61850-9-2、 61850-9-2-LE、61850-9-l、FT3协议输出以及双路TDM的输出。主控组件作为核心处理组件，硬件上包含高性能CPU，大容量扩展非易失存储器， 可靠的看门狗复位电路，包括对采集信号量的接收，数据格式的处理以及按照相应格式转 换，同时为人机界面管理组件提供相应的显示和控制数据量。人机界面管理组件可显示合并单元的相关信息量，包括系统参数、运行状态、采样 数据、模拟量数据以及SOE的查看等等；同时可支持对运行参数、输出配置等相关参数的造
作管理。上述各组件间通过可靠地高速并行或者串行总线进行连接。[0010]本实用新型的有益效果本装置协议接口可支持IEC61850-9-2、IEC61850-9-2-LE、IEC61850-9-1、FT3 以 及TDM规约规范，针对数字化变电站过程层提供了更高的规约兼容性；对时接口可支持IEEE1588、IRIG-B码、PPS，针对系统发送的校时方式提供了更高 的兼容性；采用双电源输入以及可靠地电源管理组件为合并单元的正常工作提供了更好的 保障。
图1是本实用新型装置总体结构框图。图2是本实用新型电源管理组件框图。图3是本实用新型协议接口组件框图。图4是本实用新型主控组件框图。图5是本实用新型人机界面管理组件框图。
具体实施方式
以下通过对具体模块的介绍对本实用新型的技术方案做进一步的说明。其中图1 是本实用新型装置总体结构框图。本实用新型涉及的一种支持多通信规约的电子互感器合 并单元，它包括电源管理组件、协议接口组件、主控组件、人机界面管理组件，上述各组件间 通过可靠地高速并行或者串行总线进行连接。1、电源管理组件如图2所示，通过完全两路独立的两路电源输入来实现对整个 装置以及激光供电的冗余设计。两路电源输入后，由电源管理电路来完成对各路电源供电 状况进行实时检测。两路电源供电均良好时，两者同时为装置内部以及激光源供电，产生的 激光能量为前端的采集器进行供电，这样可以保证两路电源供电的平衡。而当任意一路电 源失电或者供电电压不稳定时，电源管理电路将其自动切除，由剩余的一路电源独立供电。 这样就极大地提高了装置供电系统的可靠性，为装置的良好运行提供了有力保障。2、协议接口组件如图3所示，采用高性能FPGA以及外围电路，支持两路高速光、 电以太网，同时配置有多大14路的光纤输入、出接口，可分别用于多路采集器的数据输入、 多路TDM数据的输出以及校时光信号的输入等功能。在协议接口组件中设计的一路RS485 串行接口也可以接收基于串行通信的校时信号，比如B码等，为适应多种接入方式提供了 更加广泛的接口 ；在接口组件中还提供多达4路的辅助继电器输出接点，它们可以为合并 单元在丢失校时信号或者断开采集器链路时向系统发出告警或者故障信号。3、主控组件如图4所示，采用高性能CPU以及外围电路构成，包含看门狗复位电 路、非易失存储电路等。主控组件与协议接口组件之间用高速并行总线进行连接，其从接口 组件中读 取采样数据经行各种格式处理，并将其按照相应协议格式再通过并行总线发送给 接口组件。主控组件同时可以将合并单元的相关运行参数设置、SOE事件等存储在非易失 器件中，从而保证合并单元掉电后各种参数不会丢失；看门狗电路则可以保证内部程序的 可靠运行；主控组件还通过CAN总线将相关数据传送给人机接口组件用以显示及相关设置 操作；RS485电路可以用来连接打印机打印SOE事件。[0023] 4、人机界面管理组件如图5所示，通过CAN通信与主控组件进行连接，可以将采 样数据、模拟数据、S0E、运行参数等相关信息从主控组件中读出并在LCD屏幕中显示，使各 种信息一目了然；同时，该组件还支持对运行参数、数据出口配置的更改等相应操作，从而 可以使得协议接口组件的各种协议输出更加灵活。虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型， 任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同 样在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保 护范围所界定的为准。
权利要求1.一种支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于它包括电源管理组件、 协议接口组件、主控组件、人机界面管理组件，所述各组件间通过可靠地高速并行或者串行 总线进行连接。
2.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 装置可支持61850-9-2、61850-9-2-LE、61850-9-l、FT3协议输出以及双路TDM的输出的自由选择配置。
3.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 装置时钟输入可支持IEEE1588、IRIG-B码或PPS信号。
4.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 电源管理组件包含双路电源的输入以及单路电源掉电后的切换管理，供电电源的性能检测 以及激光电源的输出管理。
5.根据权利要求4所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 电源管理组件，通过完全两路独立的两路电源输入来实现对整个装置以及激光供电的冗余 设计；两路电源输入后，由电源管理电路来完成对各路电源供电状况进行实时检测，两路电 源供电均良好时，两者同时为装置内部以及激光源供电，产生的激光能量为前端的采集器 进行供电，而当任意一路电源失电或者供电电压不稳定时，电源管理电路将其自动切除，由 剩余的一路电源独立供电。
6.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 协议接口组件采用高性能FPGA，配有双路支持光、电信号的高速以太网及多路光纤输入、出 接口，以及RS485接口。
7.根据权利要求6所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 协议接口组件，采用高性能FPGA以及外围电路，支持两路高速光、电以太网，同时配置有14 路的光纤输入、出接口，可分别用于多路采集器的数据输入、多路TDM数据的输出以及校时 光信号的输入；所述协议接口组件中设计的RS485串行接口接收基于串行通信的校时信 号；所述协议接口组件中还提供4路的辅助继电器输出接点，为合并单元在丢失校时信号 或者断开采集器链路时向系统发出告警或者故障信号。
8.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 主控组件作为核心处理组件，采用高性能CPU以及外围电路构成，包含非易失存储器，看门 狗复位电路；包括对采集信号量的接收，数据格式的处理以及按照相应格式转换，同时为人 机界面管理组件提供相应的显示和控制数据量。
9.根据权利要求8所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 主控组件与所述协议接口组件之间用高速并行总线进行连接，所述主控组件从所述协议接 口组件中读取采样数据经行各种格式处理，并将其按照相应协议格式再通过并行总线发送 给所述协议接口组件；所述主控组件同时将合并单元的相关运行参数设置、SOE事件存储 在所述非易失存储器中；所述主控组件还通过CAN总线将相关数据传送给所述人机接口组 件用以显示及相关设置操作。
10.根据权利要求1所述的支持多通信规约的电子互感器合并单元，其特征在于所述 人机界面管理组件通过CAN总线与所述主控组件进行连接，将采样数据、模拟数据、S0E、运 行参数相关信息从所述主控组件中读出并在LCD屏幕中显示；同时支持对运行参数、输出配 置相关参数的操作管理。
专利摘要本实用新型公开了一种支持多通信规约的电子互感器合并单元，它包括电源管理组件、协议接口组件、主控组件、人机界面管理组件。上述各组件间通过可靠地高速并行或者串行总线进行连接。本装置协议接口可支持IEC61850-9-2、IEC61850-9-2-LE、IEC61850-9-1、FT3以及TDM规约规范，针对数字化变电站过程层提供了更高的规约兼容性；对时接口可支持IEEE1588、IRIG-B码、PPS，针对系统发送的校时方式提供了更高的兼容性；采用双电源输入以及可靠地电源管理组件为合并单元的正常工作提供了更好的保障。
文档编号H04L29/06GK201887553SQ201020636550
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者张杭, 李晨阳, 王道军 申请人:南京因泰莱电器股份有限公司