一种光电流互感器输出模拟装置、模拟系统及方法与流程

本发明涉及一种需要大量使用光电流互感器(光ct)对电流测量的技术，具体涉及一种光电流互感器输出模拟装置、模拟系统及方法。

背景技术：

光电流互感器以其测量范围大、响应范围宽、抗干扰能力强等优点在电力行业中被广泛使用。其中全光纤电流互感器的主要组成部分有：光纤敏感环、保偏光纤、电气单元。电气单元通过高速光信号输出接口和测量装置通信，通过光纤把测量的电流值发送给测量装置。

针对传统电流模拟量测试，一般使用继电保护测试仪输出模拟电流。而针对光ct电流量，一般的继保测试仪不具备上述电气单元配置的光信号输出接口，无法输出光ct测试量信号。在大量使用光电流互感器(光ct)对电流测量的应用场合，在出厂试验或现场调试环节无法具备大量实际光ct的情况下，会给调试工作带来很大困难。以统一潮流控制器upfc为例，一般需配置a和b两套独立冗余控制保护系统，而每套系统又分为并联侧控制、串联侧控制、并联侧保护和串联侧保护四个部分，每套系统需要有17个采集点，最多39路光ct电流测试量。

基于此，需要提供一种光ct输出模拟装置，测试时可代替实际光ct，模拟多路光ct输出，供光ct和测量装置间进行通信测试。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种光电流互感器输出模拟装置、模拟系统及方法，本发明在出厂试验或现场调试环节无法具备大量实际光ct的情况下，本模拟装置可模拟多路光ct输出，供光ct和测量装置间进行通信测试。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种光电流互感器输出模拟装置，其改进之处在于，包括：

通信管理板模块，用于接收模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形，并通过自身的录波回放通道将光电流互感器电流波形传输至触发板模块；

所述触发板模块，用于接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形信号，当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后通过光纤将光电流互感器电流波形传输至测量装置中；

所述光接口板模块，用于接收测量装置的光电流互感器的采样同步信号，并传输至触发板模块；

所述触发板模块将光电流互感器电流波形信号传输至测量装置时，遵循sci串行通信接口协议。

进一步地，还包括电源板，用于为所述模拟装置供电。

进一步地，所述通信管理板模块包括：

板卡fpga芯片，用于将光电流互感器电流波形信号通过板卡fpga芯片自身的双口ram发送到dsp芯片；

所述dsp芯片，用于接收板卡fpga芯片自身的双口ram发送的光电流互感器电流波形信号，并将光电流互感器电流波形信号存储至nandflash芯片，通过dsp芯片自身的多通道缓冲串行口传输至所述触发板模块。

进一步地，所述sci串行通信接口协议为sci异步通信，其发送周期为数十μs。

本发明提供一种光电流互感器输出模拟系统，其改进之处在于，包括：

权利要求1-4中任一项所述的光电流互感器输出模拟装置，

模拟装置上位机，用于编辑生成光电流互感器电流波形，并通过网线下发至光电流互感器输出模拟装置的通信管理板模块；

测量装置，用于向所述光电流互感器输出模拟装置的光接口板模块发送采样同步信号，并向保护装置发送光电流互感器电流波形信号；

所述保护装置，用于接收测量装置发送的光电流互感器电流波形信号，并对光电流互感器电流波形处理完成保护逻辑。

本发明提供一种光电流互感器输出模拟方法，其改进之处在于：

模拟装置上位机编辑生成光电流互感器电流波形，并通过网线下发至光电流互感器输出模拟装置的通信管理板模块；

所述通信管理板模块接收所述模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形信号，并通过自身的录波回放通道将光电流互感器电流波形传输至触发板模块；

所述触发板模块接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形信号，当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后通过光纤将光电流互感器电流波形传输至测量装置；

所述测量装置向所述光电流互感器输出模拟装置的光接口板模块发送采样同步信号；

所述光接口板模块接收测量装置的光电流互感器的采样同步信号，并传输至触发板模块。

进一步地：在触发板模块接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形信号，且当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后，通过光纤将光电流互感器电流波形信号传输至测量装置中之后，所述测量装置向保护装置发送光电流互感器电流波形信号；

所述保护装置接收测量装置发送的光电流互感器电流波形信号，并将光电流互感器电流波形信号处理为保护逻辑。

进一步地：所述通信管理板模块接收模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形，并通过自身的录波回放通道将光电流互感器电流波形信号传输至触发板模块，包括：

所述通信管理板模块的板卡fpga芯片将光电流互感器电流波形信号通过板卡fpga芯片自身的双口ram发送到dsp芯片；

所述dsp芯片接收板卡fpga芯片自身的双口ram发送的光电流互感器电流波形信号，并将光电流互感器电流波形信号存储至nandflash芯片，通过dsp芯片自身的多通道缓冲串行口传输至触发板模块。

进一步地：所述触发板模块将光电流互感器电流波形传输至测量装置时，遵循sci串行通信接口协议。

进一步地：所述sci串行通信接口协议为sci异步通信，其发送周期为数十μs。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：

本发明基于通信管理板的录波回放功能，通过将编辑好的波形通过光口发送到测量装置，提供了一种简单、便捷、可靠、低成本的光ct模拟装置解决方案。本发明在不改变硬件的基础上只需进行简单的软件修改即可，简单可靠，测试成本较低，配置灵活。

附图说明

图1是本发明提供的光ct模拟系统的框图；

图2是本发明提供的光ct模拟装置的框图；

图3是本发明提供的光ct模拟方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

实施例一、

本发明可以产生多路任意光ct测量电流波形，按照既定实际光ct和测量装置间通信协议，通过光纤发送到测量装置，提供了一种简单、便捷、可靠、低成本的一种光电流互感器ct输出模拟装置解决方案。

本发明所述光ct模拟装置所包含的模块有powerpc通信管理板模块、触发板模块、光接口板模块。

通信管理板模块，用于接收模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形，并通过自身的录波回放通道将光电流互感器电流波形传输至触发板模块中；

触发板模块，用于接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形，当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后通过光纤将光电流互感器电流波形传输至测量装置中；

光接口板模块，用于接收测量装置的光电流互感器的采样同步信号，并传输至触发板模块中。

还包括电源板，用于为模拟装置供电。

本发明还提供一种光电流互感器ct模拟系统，其框图如图1所示，包括所述的光电流互感器输出模拟装置。

系统还包括：

模拟装置上位机，用于编辑生成光电流互感器电流波形，并通过网线下发至光电流互感器输出模拟装置的通信管理板模块中；

测量装置，用于向光电流互感器输出模拟装置的光接口板模块发送采样同步信号，并向保护装置发送光电流互感器电流波形；

保护装置，用于接收测量装置发送的光电流互感器电流波形，并对光电流互感器电流波形处理完成保护逻辑。

实施例二、

本发明提供一种光电流互感器输出模拟方法，流程图如图3所示，包括：

模拟装置上位机编辑生成光电流互感器电流波形，并通过网线下发至光电流互感器输出模拟装置的powerpc通信管理板模块中；

通信管理板模块接收模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形，并通过自身的录波回放通道经mcbsp差分总线将光电流互感器电流波形传输至触发板模块中；

触发板模块接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形，当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后通过光纤将光电流互感器电流波形传输至测量装置中；

测量装置向光电流互感器输出模拟装置的光接口板模块发送采样同步信号；

光接口板模块接收测量装置的光电流互感器的采样同步信号，并传输至触发板模块中。

进一步地：在触发板模块接收通信管理板模块传输的光电流互感器电流波形，当接收到光接口板模块传输的采样同步信号后通过光纤将光电流互感器电流波形传输至测量装置中之后，测量装置向保护装置发送光电流互感器电流波形；

保护装置接收测量装置发送的光电流互感器电流波形，并对光电流互感器电流波形处理完成保护逻辑。

进一步地：所述通信管理板模块接收模拟装置上位机发送的光电流互感器电流波形，并通过自身的录波回放通道将光电流互感器电流波形传输至触发板模块中，包括：

通信管理板模块的板卡fpga芯片将光电流互感器电流波形通过板卡fpga芯片自身的双口ram发送到dsp芯片；

dsp芯片接收板卡fpga芯片自身的双口ram发送的光电流互感器电流波形，并将光电流互感器电流波形存储至nandflash芯片，通过dsp芯片自身的多通道缓冲串行口传输至触发板模块中。

进一步地：当触发板模块将光电流互感器电流波形传输至测量装置中时，遵循sci串行通信接口协议。

进一步地：所述sci串行通信接口协议为sci异步通信，其发送周期为数十μs。

实施例三、

光ct模拟装置的框图如图2所示，电流波形由电力电子装置通用监控系统软件prg-3000编辑产生，并通过网线下发到光ct模拟装置powerpc通信管理板中，powerpc进入录波回放模式将电流波形通过板卡fpga内部的双口ram发送到dsp，存入到大容量nandflash芯片中，后经mcbsp差分总线传输到触发板，触发板经光纤把光ct电流值按照sci串行协议传输到测量装置，后经保护装置处理完成保护逻辑。本装置可模拟出39路光ct源，输出70路光ct量。光ct模拟装置的板卡配置如图2所示。

其中电源板为整个机箱供电，通信管理板在powerpc负责接收上位机下发的光ct电流波形，并负责把电流波形通过录波回放通道下发给触发板。为了合理分配fpga资源，每块触发板接收6路光模拟ct源，接口板接收3路光模拟ct源。触发板接收到采样脉冲后，经sci协议处理后输出采样数据。具体协议可按照不同的光ct要求进行修改。一种优选方案是：sci异步通信的发送周期为数十μs，数据帧格式为起始一位(逻辑0)，数据8位，停止2位(逻辑11)。连续发送，中间无间隔。光ct的sci协议格式如下表1所示。

表1光ct的sci协议格式

接口板接收来自测量装置的采样同步信号，并发送给触发板。触发板模拟光ct收到采样同步信号后，大约20us左右开始发送采样数据。lsb(最低有效位)先发，msb(最高有效位)后发。

本装置基于通信管理板和触发板的硬件基础上，只需进行简单的软件修改即可，简单可靠，测试成本较低，配置灵活。本装置的电流波形产生是基于通信管理板的录波回放功能，采样点数、波形、频率皆可修改，配置方法简单，便于操作。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。