RAM模块19的一端与CPU模块11双向信号电连接，双口 RAM模块19的另一端即为主控单元I的第二通信端，双口 RAM模块19用于实现主控单元I的CPU模块11与高速数据处理单元2之间的大数据量的通讯。
[0019]高速数据处理单元2用于进行数据处理。本实施例中，高速数据处理单元2优选采用型号为ADSP-BF518的32位DSP芯片，主频为400MHz。
[0020]网络管理单元3用于实现同步发送和接收来自不同网络接口的数据报文以及不同通道的数据转发和识别。网络管理单元3设有ST光纤接口 31、SC光纤接口 32和RJ45接口 33，其中，ST光纤接口 31和SC光纤接口 32分别各设有2个;RJ45接口 33设有3个。通过网络单元3的各种接口的设置，便利了在校验现场与不同光纤接口和网络接口的接入，而不必到校验现场后再进行接口的转换，省时省力。
[0021]FPGA单元4，用于实现高频脉冲的输出和被检数字化电能表脉冲的输入和信号捕捉以及信号的编码和解码。FPGA单元4设有高频脉冲输出接口 41、电表脉冲输入接口 42和FT3数据接口 43。其中，高频脉冲输出接口 41输出I路有功脉冲输出和I路无功脉冲；电表脉冲输入接口 42使用时接待测数字化电能表的有功脉冲和无功脉冲;FT3数据接口 43把信号送入或送出FPGA进行解码和编码处理。
[0022]所谓FPGA，是指现场可编程门阵列。所谓FT3，指的是一种链路层的传输帧格式，是IEC60044-8电子式电流互感器标准规定使用的帧格式。
[0023]触摸显示屏5优选采用7吋彩色触摸液晶显示屏，其用于参数配置信息的输入以及相关信息的显示。
[0024]按键单元6由8个功能按键组成。按键单元6的作用是作为触摸显示屏5的辅助手段实现参数配置和控制。
[0025]电源管理单元7用于为本装置的各单元、各模块提供相应的工作电源。
[0026](应用例)
前述实施例1的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，用于对数字量输入电能表进行实验室和现场实负荷下精度以及其它功能的检定校验。
[0027]在实验室检定时，主控单元I通过触摸显示屏5或通过主控单元I的网络接口模块15与上位机连接，根据不同需求配置相应的鉴定方案，如电流变化、功率因数变化、频率变化、电压变化、采样点变化、丢包、网络中断等对电能精度影响量进行定制，配好的方案存储在主控单元I中，测试时调入方案自动开始按照测试圈数、测试量等计算对应功率的高频脉冲常数并把电压、电流、频率、角度等信息通过主控单元I的第一通信端(CPU模块11的串行通讯口)发到高速数据处理单元2(DSP);高速数据处理单元2根据主控单元I配置的参数，组织^061850-9-1/9-2或?了3报文，按照设置的采样频率如41^、12.81^，通过网络管理单元3的各种光纤接口(ST光纤接口 31、SC光纤接口 32、RJ45接口 33等)发报文到被检的数字化电能表;FPGA单元4不断采集接入被检电表的脉冲信号，根据高速数据处理单元2发来的高频频率和测试圈数计算规定脉冲个数下的高频脉冲数并通过其数据通信端(数据总线)返回给高速数据处理单元2，高速数据处理单元2依据公式计算得到相应测试条件下的误差并上传给主控单元I，主控单元I控制触摸显示屏5进行相应信息显示，并可上传给上位机监控平台。主控单元I在按照设定的测试方案测试完成后，自动生成测试报表。
[0028]在智能变电站进行现场实负荷情况下测试时，主控单元I通过触摸显示屏5配置速数据处理单元2与智能变电站合并单元的通讯参数，如MAC地址、通讯规约、APPID、通道对应的电压和电流等，将FPGA单元4的电表脉冲输入接口(有功和无功脉冲输入口)与待检的数字化电能表的脉冲输出口连接;若智能变电站的合并单元有专门的校验输出口，则直接接入装置的ST光纤接口 31或SC光纤接口 32进行校验，若智能变电站的合并单元没有专门的输出口，则利用网络管理单元3具有的多口同步转发功能，把智能变电站的合并单元发来的报文同时同步发到被检电能表和高速数据处理单元2，也即不必另外敷设线缆就可方便实现现场就地测试。高速数据处理单元2和被检电表同时得到智能变电站的合并单元的数字信号，同时处于相同的实时动态负荷下，FPGA单元4动态米集被检电能表输出的脉冲，在第一个脉冲的上升沿捕获并向高速数据处理单元2发中断，在规定脉冲个数到来时的另一个上升沿触发中断给高速数据处理单元2，高速数据处理单元2依据这两个时间点的差计算这段时间内累计的电量并通过脉冲常数折算计算得到该测试点的现场误差。
[0029]同时为了测试数字化电能表上传使用IEC61850-8-1的站控层协议的模型符合性，通过主控单元的网络接口模块15连接被检的电能表的RJ45接口，通过MMS协议读取电能表的IEC61850模型，从而检测数字化电能表的功能。
[0030]综上所述，本发明的成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，采用主控单元、高速数据处理单元和FPGA单元的数据信息处理的多核架构，用于实时检测校验时确保装置对数字化电能表的检测实时高效，且检测精度高;主控单元通过设置网口，使用时与后台上位机通信方便;设置USB接口、RS232通信接口，连接外设方便;网络管理单元3设有ST光纤接口 31、SC光纤接口 32和RJ45接口 33，便利了在校验现场与不同光纤接口和网络接口的接入，而不必到校验现场后再进行接口的转换，省时省力；同时，解决了现场实负荷检定的情况下无法同时接入光纤数字信号的问题，可以在被检电表当地实现实负荷下的动态精度测定;通过触摸显示屏和按键单元的设置，使得操控界面友好，使用方便;结构相对简单，成本较低。
[0031]以上实施例是对本发明的【具体实施方式】的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
【主权项】
1.一种成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，其特征在于:包括主控单元(I)、高速数据处理单元(2)、网络管理单元(3)、FPGA单元(4)、触摸显示屏(5)、按键单元(6)和电源管理单元(7); 主控单元(I)设有第一通信端、第二通信端、显示信号端和按键信号输入端；高速数据处理单元(2)设有第一至第五通信端;网络管理单元(3)设有数据信号通信端和控制信号通信端;FPGA单元(4)设有数据通信端;触摸显示屏(5)设有显示信号端;按键单元(6)设有信号输出端； 主控单元(I)的第一通信端与高速数据处理单元(2)的第一通信端双向信号电连接;主控单元(I)的第二通信端与高速数据处理单元(2)的第二通信端双向信号电连接;主控单元(I)的显示信号端与触摸显示屏(5)的显示信号端双向信号电连接;主控单元(I)的按键信号输入端与按键单元(6)的信号输出端信号电连接;高速数据处理单元(2)的第三通信端与网络管理单元(3)的数据信号通信端双向信号电连接;高速数据处理单元(2)的第四通信端与网络管理单元(3)的控制信号通信端双向信号电连接;高速数据处理单元(2)的第五通信端与FPGA单元(4)的数据通信端双向信号电连接;电源管理单元(7)用于提供工作电源； 所述的主控单元(I)包括CPU模块(11)、闪存模块(12)、SDRAM模块(13 )、时钟模块(14)、网络接口模块(15)、通信接口模块(16)、USB接口模块(17)、显示模块(18)和双口 RAM模块(19)； CPU模块(11)设有通信端和按钮信号输入端；显示模块(18)和双口 RAM模块(19)均分别设有第一通信端和第二通信端； 主控单元(I)的闪存模块(12)、SDRAM模块(13)、时钟模块(14)、网络接口模块(15)、通信接口模块(16)和USB接口模块(17 )均分别与CPU模块(11)双向信号电连接;显示模块(18)的第一通信端、双口 RAM模块(19)的第一通信端均分别与CPU模块(11)双向信号电连接； CPU模块(11)的通信端即为主控单元(I)的第一通信端;双口 RAM模块(19)的第二通信端即为主控单元(I)的第二通信端;CPU模块(11)的按钮信号输入端即为主控单元(I)的按键信号输入端;显示模块(18)的第二通信端即为主控单元(I)的显示信号端； 所述的FPGA单元(4)设有高频脉冲输出接口( 41)、电表脉冲输入接口( 42)和FT3数据接口(43)。
【专利摘要】本发明提供一种成本较低的智能变电站数字化电能表校验装置，包括主控单元、高速数据处理单元、网络管理单元、FPGA单元、触摸显示屏、按键单元和电源管理单元；主控单元分别与高速数据处理单元、触摸显示屏双向信号电连接；主控单元与按键单元信号电连接；高速数据处理单元还分别与网络管理单元、FPGA单元双向信号电连接；电源管理单元用于提供工作电源。本发明多核架构，用于检测校验实时高效且检测精度高，操作界面友好、接口丰富，校验现场接入方便、省时省力，解决了现场实负荷检定的情况下无法同时接入光纤数字信号的问题，结构简单、成本较低且使用方便。
【IPC分类】G01R35/04
【公开号】CN105676162
【申请号】CN201610057569
【发明人】庄重
【申请人】江苏省电力公司常州供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2013年11月22日