一種電子式互感器模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電子式互感器模擬裝置，其包括PCI橋芯片、DSP芯片、隔離電路、驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器；所述PCI橋芯片通過PCI總線接智能變電站測試服務(wù)器，所述PCI橋芯片的輸出端接DSP芯片的相應(yīng)輸入端，所述DSP芯片的輸出端經(jīng)隔離電路后分成2條以上的支路，每條支路均由驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器依次串接組成；各個所述電光轉(zhuǎn)換器的輸出端接合并單元的相應(yīng)輸入端。本實用新型的優(yōu)點是能夠模擬電子式互感器，輸出逼真的正常運行或故障狀態(tài)下的電流、電壓波形，滿足智能變電站仿真測試系統(tǒng)的實際需求；實現(xiàn)動態(tài)設(shè)置模擬數(shù)據(jù)，模擬精度高、頻率響應(yīng)范圍寬、響應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強。
【專利說明】一種電子式互感器模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電子式互感器模擬裝置，屬于一種智能模擬裝置，適用于電力系統(tǒng)智能變電站動態(tài)仿真試驗。
【背景技術(shù)】
[0002]在國家加強建設(shè)智能電網(wǎng)背景下，智能變電站得到了大力的發(fā)展，而電子式互感器是智能變電站的關(guān)鍵裝備之一。電子式互感器與常規(guī)互感器相比具有體積小、重量輕、頻帶響應(yīng)寬、無飽和現(xiàn)象、抗電磁干擾性能佳，無優(yōu)化結(jié)構(gòu)、絕緣可靠、便于向數(shù)字化、微機化發(fā)展等諸多優(yōu)點，電子式互感器和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在變電站應(yīng)用后，原有的互感器電磁飽和問題得到很大的改善，但同時也帶來新的問題:即常規(guī)的變電站測試系統(tǒng)中只具有對常規(guī)互感器輸出的模擬功能，輸出的是模擬信號，不能模擬電子式互感器輸出的碼元數(shù)據(jù)，因此不能用于智能變電站的仿真測試，這就需要一種裝置可以模擬電子式互感器的輸出數(shù)據(jù)來對智能變電站進行測試。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了 一種波形精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)簡單的電子式互感器模擬裝置。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0005]本實用新型包括PCI橋芯片、DSP芯片、隔離電路、驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器；所述PCI橋芯片通過PCI總線接智能變電站測試服務(wù)器，所述PCI橋芯片的輸出端接DSP芯片的相應(yīng)輸入端，所述DSP芯片的輸出端經(jīng)隔離電路后分成2條以上的支路，每條支路均由驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器依次串接組成；各個所述電光轉(zhuǎn)換器的輸出端接合并單元的相應(yīng)輸入端。
[0006]本實用新型還包括有源晶振，所述有源晶振的輸出端分別接DSP芯片和編碼芯片的相應(yīng)輸入端。
[0007]所述PCI總線后接不止一個所述PCI橋芯片，且每個PCI橋芯片后電路結(jié)構(gòu)均相同。
[0008]所述PCI橋芯片的型號為CY7C09449 ;所述DSP芯片的型號為TI公司的TMS320F系列芯片；所述電流放大電路由芯片75452及其周圍元器件組成；所述電光轉(zhuǎn)換器為電光耦合器，其型號為安捷倫的HFBR-1414 ;所述編碼芯片為曼徹斯特編碼芯片；所述隔離電路由芯片IL711及其周圍元器件組成；所述驅(qū)動整形電路由芯片74HC245及其周圍元器件組成。
[0009]所述PCI總線為基于32位的PCI總線，支持PCI2.2協(xié)議。
[0010]所述驅(qū)動整形電路的輸出端通過37針電纜接編碼芯片的輸入端。
[0011]本實用新型所產(chǎn)生的積極效果如下:(1)能夠模擬電子式互感器，輸出逼真的正常運行或故障狀態(tài)下的電流、電壓波形，滿足智能變電站仿真測試系統(tǒng)的實際需求；(2)通過PCI總線與智能變電站測試服務(wù)器連接，實現(xiàn)動態(tài)設(shè)置模擬數(shù)據(jù)，模擬精度高、頻率響應(yīng)范圍寬、響應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強；(3)設(shè)備成本低、模擬多個電子互感器時，出現(xiàn)故障可集中排查，簡單方便，易于實施和推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步說明:
[0014]由圖1所示的實施例可知，它包括PCI橋芯片、DSP芯片、隔離電路、驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器；所述PCI橋芯片通過PCI總線接智能變電站測試服務(wù)器，所述PCI橋芯片的輸出端接DSP芯片的相應(yīng)輸入端，所述DSP芯片的輸出端經(jīng)隔離電路后分成2條以上的支路，每條支路均由驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器依次串接組成；各個所述電光轉(zhuǎn)換器的輸出端接合并單元的相應(yīng)輸入端。
[0015]本實用新型還包括有源晶振，所述有源晶振的輸出端分別接DSP芯片和編碼芯片的相應(yīng)輸入端。
[0016]所述PCI總線后接不止一個所述PCI橋芯片，且每個PCI橋芯片后電路結(jié)構(gòu)均相同。
[0017]所述PCI橋芯片的型號為CY7C09449 ;所述DSP芯片的型號為TI公司的TMS320F系列芯片；所述電流放大電路由芯片75452及其周圍元器件組成；所述電光轉(zhuǎn)換器為電光耦合器，其型號為安捷倫的HFBR-1414 ;所述編碼芯片為曼徹斯特編碼芯片；所述隔離電路由芯片IL711及其周圍元器件組成；所述驅(qū)動整形電路由芯片74HC245及其周圍元器件組成。
[0018]所述PCI總線為基于32位的PCI總線，支持PCI2.2協(xié)議。
[0019]所述驅(qū)動整形電路的輸出端通過37針電纜接編碼芯片的輸入端。
[0020]本實用新型的工作原理是:
[0021 ] 電子式互感器模擬裝置是模擬電子式電壓電流互感器輸出信號的設(shè)備，可以按照現(xiàn)場配置與合并單元相連接。電子式互感器模擬裝置按照現(xiàn)有主流廠家的電子式互感器通信規(guī)約，能夠模擬國內(nèi)主流二次設(shè)備廠家的電子式互感器，提供光纖串口輸出，實現(xiàn)與不同廠家合并單元的連接，并可以接受合并單元的觸發(fā)脈沖信號，按照合并單元的控制輸出采樣值，模擬各種電子式互感器故障狀態(tài)。
[0022]智能變電站測試服務(wù)器用于計算產(chǎn)生變電站之中所有的電壓、電流量，將這些數(shù)據(jù)通過PCI總線送到各個PCI橋芯片，DSP芯片從PCI橋芯片中讀取這些數(shù)據(jù)，再去組包、發(fā)送。因為PCI是總線，所以可能存在若干個PCI橋芯片，但I個橋芯片對應(yīng)I個DSP芯片及其后續(xù)的電路。合并單元及之后的設(shè)備都是真實的設(shè)備，而前面的都是模擬的設(shè)備。所有輸出的數(shù)據(jù)都源自智能變電站測試服務(wù)器，是智能變電站測試服務(wù)器控制本實用新型輸出什么樣的數(shù)據(jù)。合并單元決定的是協(xié)議的格式，但協(xié)議的內(nèi)容(即電壓和電流值)是由電子式互感器模擬裝置決定的，也就是電子式互感器模擬裝置采集的電壓和電流值。
[0023]其中，PCI總線是基于32位的PCI總線，支持PCI2.2協(xié)議，即插即用，PCI橋芯片配置有緩存，方便與智能變電站測試服務(wù)器通信。所述PCI橋芯片的主要功能是通過PCI2.2協(xié)議來與智能變電站測試服務(wù)器通信，以及通過本地總線與DSP芯片交互，PCI橋芯片帶有4K的雙口 RAM，可實現(xiàn)PCI總線與DSP芯片中兩個不同時鐘系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，這里主要實現(xiàn)將智能變電站測試服務(wù)器經(jīng)過計算后的數(shù)據(jù)送到DSP芯片中，并可通過PCI橋芯片使DSP芯片響應(yīng)中斷，來完成智能變電站測試服務(wù)器的即時處理請求。采用高速DSP芯片作為處理器，其主頻可達150MHz，并且采用多路通道并發(fā)輸出的機制，大大提高了輸出的響應(yīng)時間。
[0024]所述DSP芯片的數(shù)據(jù)幀發(fā)送間隔以自身晶振為時鐘，數(shù)據(jù)比特流的輸出以有源晶振的信號為時鐘，在發(fā)送時刻到來之后，開始捕獲有源晶振的信號，在每次信號到來之后，輸出每個比特數(shù)據(jù)，以保證曼徹斯特編碼的穩(wěn)定性和可靠性，曼徹斯特編碼芯片采用是DATA DELAY公司的3D7521 ；DSP芯片輸出的信號經(jīng)過隔離芯片和驅(qū)動整形芯片經(jīng)37針電纜送到曼徹斯特編碼芯片。
[0025]經(jīng)編碼后的數(shù)據(jù)信號，送到電流放大電路的75452芯片，將電流進行放大以驅(qū)動電光耦合器，電光耦合器采用的是安捷倫的HFBR-1414，發(fā)送速率可達上百兆比特每秒，電子互感器模擬裝置帶有指示燈指示所有通道目前的狀態(tài)。。
[0026]電子式互感器模擬裝置具有16個輸出通道，支持各種采樣率和波特率的合并單元，支持同步和異步方式。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子式互感器模擬裝置，其特征在于:包括PCI橋芯片、DSP芯片、隔離電路、驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器；所述PCI橋芯片通過PCI總線接智能變電站測試服務(wù)器，所述PCI橋芯片的輸出端接DSP芯片的相應(yīng)輸入端，所述DSP芯片的輸出端經(jīng)隔離電路后分成2條以上的支路，每條支路均由驅(qū)動整形電路、編碼芯片、電流放大電路和電光轉(zhuǎn)換器依次串接組成；各個所述電光轉(zhuǎn)換器的輸出端接合并單元的相應(yīng)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式互感器模擬裝置，其特征在于:還包括有源晶振，所述有源晶振的輸出端分別接DSP芯片和編碼芯片的相應(yīng)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式互感器模擬裝置，其特征在于:所述PCI總線后接不止一個所述PCI橋芯片，且每個PCI橋芯片后電路結(jié)構(gòu)均相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電子式互感器模擬裝置，其特征在于:所述PCI橋芯片的型號為CY7C09449 ;所述DSP芯片的型號為TI公司的TMS320F系列芯片；所述電流放大電路由芯片75452及其周圍兀器件組成；所述電光轉(zhuǎn)換器為電光稱合器，其型號為安捷倫的HFBR-1414 ;所述編碼芯片為曼徹斯特編碼芯片；所述隔離電路由芯片IL711及其周圍元器件組成；所述驅(qū)動整形電路由芯片74HC245及其周圍元器件組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子式互感器模擬裝置，其特征在于:所述PCI總線為基于32位的PCI總線，支持PCI2.2協(xié)議。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子式互感器模擬裝置，其特征在于:所述驅(qū)動整形電路的輸出端通過37針電纜接編碼芯片的輸入端。
【文檔編號】G01R31/00GK203616924SQ201320796648
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】郝曉光, 何磊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗所