由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，包括用于前端信号采集的FPGA硬件单元和用于后端数据处理的PowerPC微处理器，所述FPGA硬件单元和PowerPC微处理器通过总线相连；还包括分别与总线相连的SDRAM和FLASH；所述FPGA硬件单元的输入端设置有1路同步脉冲信号接收接口、1路A/D采样接口、2路并行FT3数据接收接口和2路并行光纤以太网数据接收接口。具有结构简单、制作方便、实用性强的优点，可以消除现有技术中来自不同时钟源因晶振误差而导致的相位校验误差，保证响应的一致性，以满足智能变电站以及数字化变电站对于电气量相位校核的高精度迫切要求。
【专利说明】由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能变电站以及数字化变电站使用的相位核准装置，特别是涉及一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，属于电力系统智能变电站以及数字化变电站的检测设备领域。
【背景技术】
[0002]智能变电站是智能电网建设中不可或缺的重要组成部分。目前，国内智能变电站以及数字化变电站的发展进入了大范围工程应用阶段。随着电子式互感器、数字化采集单元、合并单元的大规模应用，电气设备之间的采样信号由传统的电缆模拟量传输方式转变为了光纤数字化传输方式。相应地，对传统变电站的电气量校核技术也提出了新的要求。
[0003]相位仪是电力系统电能计量和继电保护专业进行二次回路现场检测的专业仪表，可用于检测继电保护各组CT间相位关系、判断电气接线方式是否正确等。传统的相位仪直接接入模拟量电气信号并实现相应功能，对于智能变电站以及数字化变电站，数字化的采样信号由光纤输入至数字化相位仪，按照相应的配置参数进行运算，完成电气量校核工作。
[0004]目前国内适用于智能变电站以及数字化变电站的相位校核设备主要有两类。一类基于单一嵌入式处理器的硬件平台架构，只能完成以太网形式SMV报文的相位校验，不具备对FT3和模拟参考源的相位校验；一类基于FPGA和PowerPC双处理器架构，但是FPGA和PowerPC拥有各自的时钟晶振源，两者精度及响应上的实时性差异会产生相位校验误差。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，特别适用于满足电力系统用户对于智能变电站及数字化变电站电气量检测的需求。
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供结构简单、制作方便、实用性强的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，可以消除现有技术中来自不同时钟源因晶振误差而导致的相位校验误差，保证响应的一致性，以满足智能变电站以及数字化变电站对于电气量相位校核的高精度迫切要求，且具有产业上的利用价值。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，包括用于前端信号采集的FPGA硬件单元和用于后端数据处理的PowerPC微处理器,所述FPGA硬件单元和PowerPC微处理器通过总线相连；还包括分别与总线相连的SDRAM和FLASH ;所述FPGA硬件单元的输入端设置有同步脉冲信号接收接口、A/D采样接口、并行FT3数据接收接口和并行光纤以太网数据接收接口。
[0008]本发明进一步设置为:所述同步脉冲信号接收接口为I路；所述A/D采样接口为I路；所述FT3数据接收接口为2路；所述光纤以太网数据接收接口为2路。
[0009]本发明更进一步设置为:所述PowerPC微处理器还与显示器和键盘相连。
[0010]采用上述技术方案，通过FPGA硬件单元和PowerPC微处理器的双处理器架构，FPGA硬件单元用于前端信号采集，负责实现对参考源的A/D采样、FT3数据接收、光纤以太网数据接收等PowerPC微处理器用于后端数据处理，负责文件系统管理、报文解析、软件锁相环报文消抖、插值同步、数据运算和人机交互处理等。所述FPGA硬件单元不仅完成模拟信号A/D采样和FT3形式采样值相位校验，同时完成光纤以太网的数据接收，保证了各种形式的采样值均由同一时钟源标记采样时刻以及由同一硬件单元完成采样值采集或接收。
[0011]与现有技术相比，本发明数字化相位核准装置具有的有益效果是:
1、由同一硬件单元完成参考源、核相源的采集或接收。所有形式的采样值信号采集或接收均由具有并行处理能力的FPGA硬件单元完成，保证了不同形式、不同通道采样值响应的一致性。
[0012]2、由同一时钟源标记参考源、核相源的采样时刻，消除了采样时刻来自不同时钟源因晶振误差导致标记的时间误差。
[0013]3、采样数据精确、实时。所有形式的采样值信号采集或接收均由实时性强的FPGA硬件单元完成，最大限度保证了采样数据的实时同步性能。
[0014]所以，该由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置能方便目前智能变电站以及数字化变电站的电气量检测及校核工作，大大提高智能变电站以及数字化变电站投运前的启动调试速度。
[0015]上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0018]如图1所示，一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，包括用于前端信号采集的FPGA硬件单元和用于后端数据处理的PowerPC微处理器，所述FPGA硬件单元和PowerPC微处理器通过总线相连；还包括分别与总线相连的SDRAM和FLASH、与PowerPC微处理器相连的液晶显示器IXD和键盘。
[0019]其中，所述FPGA硬件单元的输入端设置有I路同步脉冲信号接收接口、I路A/D采样接口、2路并行FT3数据接收接口和2路并行光纤以太网数据接收接口。
[0020]本数字化相位核准装置采用FPGA硬件单元和PowerPC微处理器的双处理器架构，FPGA硬件单元用于前端信号采集，PowerPC微处理器用于后端数据处理；改变现有技术中FPGA和PowerPC拥有各自时钟晶振源的结构形式，通过FPGA硬件单元不仅完成模拟信号A/D采样和FT3形式采样值相位校验，同时完成光纤以太网的数据接收，保证各种形式的采样值均由同一时钟源标记采样时刻以及由同一硬件单元完成采样值采集或接收，从而消除现有技术中来自不同时钟源因晶振误差而导致的相位校验误差，保证响应的一致性，以满足智能变电站以及数字化变电站对于电气量相位校核的高精度迫切要求。
[0021]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，包括用于前端信号采集的FPGA硬件单元和用于后端数据处理的PowerPC微处理器，其特征在于:所述FPGA硬件单元和PowerPC微处理器通过总线相连；还包括分别与总线相连的SDRAM和FLASH ;所述FPGA硬件单元的输入端设置有同步脉冲信号接收接口、A/D采样接口、并行FT3数据接收接口和并行光纤以太网数据接收接口。
2.根据权利要求1所述的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，其特征在于:所述同步脉冲信号接收接口为I路。
3.根据权利要求1所述的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，其特征在于:所述A/D采样接口为I路。
4.根据权利要求1所述的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，其特征在于:所述FT3数据接收接口为2路。
5.根据权利要求1所述的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，其特征在于:所述光纤以太网数据接收接口为2路。
6.根据权利要求1所述的由同一时钟源标定采样时刻的数字化相位核准装置，其特征在于:所述PowerPC微处理器还与显示器和键盘相连。
【文档编号】G01R25/00GK104198814SQ201410459611
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】张明福, 李少飞, 梅厚西, 金明栓, 李鹤, 耿振东, 任兴强, 安宁, 王伟, 张占胜 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司宿州供电公司