用于电子式互感器的检测装置的制作方法

文档序号:15285314发布日期:2018-08-29 00:00阅读:169来源:国知局

本实用新型属于电子式互感器领域,特别涉及用于电子式互感器的检测装置。



背景技术:

近几年电子式互感器已经在电网中大量运行,电子式互感器一般由互感器本体、采集单元以及合并单元三部分组成。

由于现有技术的限制,目前对电子式互感器检测的检测装置上比较落后低效,仅能单独对互感器本体、采集单元以及合并单元进行测试。

因此,存在对电子式互感器故障查找时间过长问题,导致电子式互感器运行存在安全隐患。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本实用新型提供了用于提高电子式互感器的排除故障及时性,降低了电子式互感器的故障隐患的检测装置。

为了达到上述技术目的,本实用新型提供了用于电子式互感器的检测装置,所述检测装置包括用于接收互感器本体的模拟电压信号的模拟量采集模块,所述模拟量采集模块的输出端连接有多路数字量同步接收模块,所述多路数字量同步接收模块包含用于接收采集单元输出的光信号的FT3接收模块、用于接收合并单元输出的光信号的光以太网接收模块、用于接收FT3接收模块和光以太网接收模块输出的电信号的数字量采集模块和用于与上位机通信的以太网发送器,所述数字量采集模块的输入端连接所述FT3接收模块和的所述光以太网接收模块,所述数字量采集模块的输出端连接所述以太网发送器。

可选的,所述数字量采集模块包括FPGA数字量接收模块和POWER PC处理器,所述FPGA数字量接收模块的输入端连接所述模拟量采集模块、所述FT3接收模块和所述光以太网接收模块,所述FPGA数字量接收模块的通用端连接所述POWER PC处理器,所述POWER PC处理器的输出端连接所述以太网发送器。

可选的,所述模拟量采集模块包括用于连接互感器本体的模拟量输入模块、滤波模块、模拟量隔离模块和数字量输入输出模块,所述模拟量输入模块的输出端连接所述滤波模块,所述滤波模块的输出端连接所述模拟量隔离模块,所述模拟量隔离模块的输出端连接所述A/D转换模块,所述A/D转换模块连接所述数字量输入输出模块,所述数字量输入输出模块的通用端连接所述FPGA数字量接收模块。

可选的,所述数字量采集模块还连接有用于提供工作基准时钟信号的时钟同步模块。

可选的,所述时钟同步模块的输出端连接所述FPGA数字量接收模块和所述POWER PC处理器。

可选的,所述时钟同步模块包括电源模块、单处理器、恒温晶振模块、电脉冲输出模块、秒脉冲输出模块和B码输出模块,所述电源模块的输出端连接所述单处理器和所述恒温晶振模块,所述恒温晶振模块的输出端连接所述单处理器,所述单处理器的输出端连接所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块,所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块的输出端连接所述FPGA数字量接收模块,所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块的输出端连接所述POWER PC处理器。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是:通过用于电子式互感器的检测装置分别对互感器本体、采集单元以及合并单元进行测试,实现了对互感器本体输出的模拟电压信号、采集单元输出的光信号以及合并单元输出的光信号进行把控,进而对电子式互感器整体过程进行控制,提高了电子式互感器的准确度以及排除故障及时性,降低了电子式互感器的故障隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的用于电子式互感器的检测装置的一种结构示意图;

图2是本实用新型提供的用于电子式互感器的检测装置的另一种结构示意图;

图3是本实用新型提供的模拟量采集模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。

实施例一

本实用新型提供了用于电子式互感器的检测装置,如图1所示,所述检测装置包括用于接收互感器本体的模拟电压信号的模拟量采集模块,所述模拟量采集模块的输出端连接有多路数字量同步接收模块,所述多路数字量同步接收模块包含用于接收采集单元输出的光信号的FT3接收模块、用于接收合并单元输出的光信号的光以太网接收模块、用于接收FT3接收模块和光以太网接收模块输出的电信号的数字量采集模块和用于与上位机通信的以太网发送器,所述数字量采集模块的输入端连接所述FT3接收模块和的所述光以太网接收模块,所述数字量采集模块的输出端连接所述以太网发送器。

在实施中,电子式互感器一般包括互感器本体、采集单元和合并单元,由互感器本体将采集到模拟电压信号传输至采集单元,采集单元将其转换成光信号后传输至合并单元。根据上述可知,用于电子式互感器的检测装置包括模拟量采集模块和多路数字量同步接收模块,其中,多路数字量同步接收模块包含FT3接收模块、光以太网接收模块、数字量采集模块和以太网发送器。

首先,分别将互感器本体与模拟量采集模块的输入端相连,采集单元与FT3接收模块的输入端相连,合并单元与光以太网接收模块相连;

其次,模拟量采集模块、FT3接收模块以及光以太网接收模块分别接收到互感器本体输出的模拟电压信号、采集单元输出的光信号以及合并单元输出的光信号;其中,模拟量采集模块将接收的模拟电压信号转换成数字电压信号后传输至多路数字量同步接收模块,更具体地说,模拟量采集模块是将数字电压信号传输至数字量采集模块,FT3接收模块将接收到的光信号转换成电信号后传输至数字量采集模块,光以太网接收模块将接收到的光信号转换成电信号后传输至数字量采集模块,此外,模拟量采集模块输出的数字电压信号、FT3接收模块输出的电信号以及光以太网接收模块输出的电信号统称为数字量信号;

然后,数字量采集模块对接收到数字量信号进行处理,将处理后的数字量信号通过以太网发送器传给上位机;

最后,上位机对接收到数字量信号进行解析并计算,分别计算出互感器本体、采集单元和合并单元的比差值、角差值,根据比差值、角差值的对比评判出互感器本体、采集单元和合并单元是否存在隐患或故障,如果互感器本体、采集单元以及合并单元的任意一种存在隐患或故障,以便于检修人员对其进行及时调整。

其中,FT3接收模块包括光电转换模块和电压比较器,光电转换模块的输入端与采集单元的输出端相连,光电转换模块的输出端与电压比较器的输入端相连,电压比较器的输出端与数字量采集模块的输入端相连,光电转换模块将FT3光信号转换成电信号输出给电压比较器,由电压比较器向数字量采集模块输出高、低电平。

光以太网接收模块又称以太网光纤收发器,其主要包括光电转换单元,光电转换单元采用光电转换芯片的类型为RTL8211DN,而以太网发送器的类型为KSZ8041NL。

基于上述检测装置,通过该检测装置分别对互感器本体、采集单元以及合并单元进行测试,进而对互感器本体输出的模拟电压信号、采集单元输出的光信号以及合并单元输出的光信号进行把控,实现了对电子式互感器整体过程进行控制,提高了互感器本体、采集单元、合并单元的排除故障及时性,降低了电子式互感器的故障隐患。

可选的,如图2所示,所述数字量采集模块包括FPGA数字量接收模块和POWER PC处理器,所述FPGA数字量接收模块的输入端连接所述模拟量采集模块、所述FT3接收模块和所述光以太网接收模块,所述FPGA数字量接收模块的通用端连接所述POWER PC处理器,所述POWER PC处理器的输出端连接所述以太网发送器。

在实施中,数字量采集模块包括FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)数字量接收模块和POWER PC处理器,其中,FPGA数字量接收模块用于接收模拟量采集模块、FT3接收模块以及光以太网接收模块输出的数字量信号,并将其传输至POWER PC处理器,POWER PC处理器用于对FPGA数字量接收模块输出的数字量信号进行处理,以及将处理后的数字量信号通过以太网发送器传输至上位机。

以一种基于FPGA的多路数字量采集处理板卡为例,包括FPGA芯片、FPGA配置芯片、逻辑电平转换单元、VME总线接口单元、板级缓存单元等构成,其中,FPGA芯片主要是实现输入输出信号的串并、并串变化、速率变换等逻辑处理,FPGA配置芯片主要用于实现FPGA芯片的AS(ApplicationServer,应用服务器)配置模式,基于硬件描述VHDL语言实现的数字量采集处理板卡程序存储在FPGA配置芯片中,逻辑电平转换单元主要通过74VTH16245集成电路完成数据总线电平转换与驱动,VME总线接口单元在FPGA芯片内部,通过VHDL语言编写实现VME总线数据传输格式的要求,板级缓存单元用来缓存数字量采集处理板卡与上位机通信过程中产生的数据。

上述一种基于FPGA的多路数字量采集处理板卡与本实施例的FPGA数字量接收模块功能类似,两者都是通过利用FPGA芯片的I/O端口数多且可编程的特点,配以VHDL语言编写FPGA芯片内部逻辑,实现了采集多路数字量信号。

本实施例中的FPGA数字量接收模块的类型为XC3S1500系列,包含有150万个系统门,32个专用乘法器,4个数字时钟管理模块,逻辑资源丰富,运行速度快。POWER PC处理器属于MPC8247嵌入式微处理器,该处理器属于Power QUICC II系列,包含一个基于PowerPC MPC603e的内核和一个通信处理内核CPM。双核设计具有强大的处理能力和较高的集成度,降低了系统的组成开销,简化了电路板的设计,降低了功耗。

可选的,所述模拟量采集模块包括用于连接互感器本体的模拟量输入模块、滤波模块、模拟量隔离模块和数字量输入输出模块,所述模拟量输入模块的输出端连接所述滤波模块,所述滤波模块的输出端连接所述模拟量隔离模块,所述模拟量隔离模块的输出端连接所述A/D转换模块,所述A/D转换模块连接所述数字量输入输出模块,所述数字量输入输出模块的通用端连接所述FPGA数字量接收模块。

在实施中,为了保证模拟电压信号采集的准确性,如图3所示,首先,由模拟量输入模块将采集到互感器本体的模拟量电压信号传输至滤波模块,滤波模块对模拟量电压信号进行滤波,将滤波后的模拟量电压信号传输至模拟量隔离模块,模拟量隔离模块屏蔽外界对模拟量电压信号的一些干扰信号,再将其传输至A/D转换模块,A/D转换模块将模拟量电压信号转换数字量电压信号后传输至数字量输入输出模块,数字量输入输出模块将其传输至FPGA数字量接收模块。

其中,本实施例的滤波模块由电阻、电感、电容组成,模拟量输入模块的类型为EMR-AI08,模拟量隔离模块的型号为DATA-8301,A/D转换模块的型号为ADS1271,数字量输入输出模块的型号为C2000MD88。

可选的,所述数字量采集模块还连接有用于提供工作基准时钟信号的时钟同步模块。

在实施中,时钟同步模块的作用是提供工作基准时钟信号,将其传输至数字量采集模块,数字量采集模块在接收数字量信号时,根据来自时钟同步模块的同步脉冲,精确记录数字量信号到达时刻,并将带有精确时标的数字量信号经以太网发送器一并传输至上位机。

可选的,所述时钟同步模块的输出端连接所述FPGA数字量接收模块和所述POWER PC处理器。

在实施中,FPGA数字量接收模块在接收数字量信号时,根据来自时钟同步模块的同步脉冲,精确记录数字量信号到达时刻,将带有精确时标的数字量信号传输至POWER PC处理器,POWER PC处理器将对带有精确时标的数字量信号进行处理,在POWER PC处理器获得处理后的数字量信号时,根据来自时钟同步模块的同步脉冲,精确记录完成数字量信号时刻,以及将带有精确时标的数字量信号经以太网发送器一并传输至上位机。

可选的,所述时钟同步模块包括电源模块、单处理器、恒温晶振模块、电脉冲输出模块、秒脉冲输出模块和B码输出模块,所述电源模块的输出端连接所述单处理器和所述恒温晶振模块,所述恒温晶振模块的输出端连接所述单处理器,所述单处理器的输出端连接所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块,所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块的输出端连接所述FPGA数字量接收模块,所述电脉冲输出模块、所述秒脉冲输出模块以及所述B码输出模块的输出端连接所述POWER PC处理器。

在实施中,时钟同步模块的类型为UM220,其主要包括单处理器、恒温晶振模块、单处理器、电脉冲输出模块、秒脉冲输出模块和B码输出模块,其中,单处理器用于完成IEEE1588、IRIG-B码报文接收及处理,并能够精确控制电脉冲信号、秒脉冲信号和IRIG-B码对时光脉冲信号输出,恒温晶振模块用于给单处理器提供稳定的时钟频率。

本实用新型提供了用于电子式互感器的检测装置,包括模拟量采集模块,模拟量采集模块的输出端连接有多路数字量同步接收模块,多路数字量同步接收模块包含FT3接收模块、光以太网接收模块、数字量采集模块和以太网发送器。通过上述检测装置分别对互感器本体、采集单元以及合并单元进行测试,实现了对互感器本体输出的模拟电压信号、采集单元输出的光信号以及合并单元输出的光信号进行把控,进而对电子式互感器整体过程进行控制,提高了电子式互感器的排除故障及时性,降低了电子式互感器的故障隐患。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本实用新型的实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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