一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊、PHY模塊、電源模塊和防雷模塊，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與小信號輸出模塊連接，所述電源模塊的輸入端通過防雷模塊與電源接口連接，所述電源模塊的輸出端與DSP模塊連接。本實用新型可通過防雷模塊有效吸收差模雷擊浪涌和共模雷擊浪涌，減小測試儀在遭受雷擊時所帶來的損失。
【專利說明】
一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求量越來越大，對供電部門提供電力供應的質(zhì)量(穩(wěn)定性、不間斷性及伴隨服務)要求也越來越高，長期以來電力系統(tǒng)對發(fā)電，變電和配電系統(tǒng)的自動化改造投入較大。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)最重要的二次設備之一，是電力系統(tǒng)安全運行的保障。國內(nèi)外無數(shù)實例證明，涉及停電范圍較廣的大型系統(tǒng)事故，大都與繼電保護裝置的不正確動作有直接或間接的關(guān)系。因此，合理的安排繼電保護定值，提高繼電保護運行管理水平，是保障電網(wǎng)安全運行的重要條件。
[0003]由于傳統(tǒng)變電站的信息反饋量小，故障信息難以匯總分析，接線復雜繁瑣，且對于現(xiàn)場測試運行人員有安全風險等問題，以及這些年來信息、通訊和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)開始嘗試利用光通訊來克服傳統(tǒng)變電站的這些缺點，加之國家對數(shù)字化變電站的大力支持，使得變電站包括電力系統(tǒng)的光數(shù)字化必然成為趨勢，對于這種變化，必然產(chǎn)生相應的產(chǎn)品與之匹配。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，通過FPGA模塊、DSP模塊、光纖接口模塊等器件的共同作用，產(chǎn)生數(shù)字變電站故障的光信號，來實現(xiàn)對數(shù)字變電站繼電保護裝置的功能測試。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊、PHY模塊、電源模塊和防雷模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與小信號輸出模塊連接，所述電源模塊的輸入端通過防雷模塊與電源接口連接，所述電源模塊的輸出端與DSP模塊連接。
[0006]進一步的，所述防雷模塊包括氣體放電管ro1、壓敏電阻VRl、壓敏電阻VR2和壓敏電阻VR3，所述壓敏電阻VR2的一端與電源接口的正極和電源模塊的輸入端正極連接，壓敏電阻VR2的另一端與電源接口的負極和電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3串聯(lián)后與壓敏電阻VR2并聯(lián)，所述氣體放電管Π)1的一端連接至壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3之間，氣體放電管FDl的另一端與地對接。
[0007]進一步的，所述防雷模塊還包括保險絲F1~F4，其中，所述壓敏電阻VR2通過保險絲Fl與電源接口的負極連接，壓敏電阻VR2還通過保險絲F2與電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl通過保險絲F3與電源接口的正極連接，所述壓敏電阻VR3通過保險絲F4與電源接口的負極連接。
[0008]進一步的，所述開關(guān)量輸入模塊依次通過輸入電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。
[0009]進一步的，所述測試儀還包括用于供電的電源模塊，該電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。
[0010]進一步的，所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。
[0011 ]進一步的，所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。
[0012]進一步的，所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0013]進一步的，所述DSP模塊為TMS320F2812芯片。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]I)本實用新型通過FPGA模塊、DSP模塊、光纖接口模塊等器件的共同作用，能產(chǎn)生符合數(shù)字變電站繼電保護裝置規(guī)約要求的各種數(shù)字變電站故障的光信號，有效實現(xiàn)對數(shù)字變電站繼電保護裝置的功能測試。
[0016]2)本實用新型DSP模塊生成的數(shù)字信號可由開關(guān)量輸出模塊轉(zhuǎn)化為模擬信號輸出給數(shù)字變電站繼電保護裝置，繼電保護裝置的模擬響應信號則由開關(guān)量輸入模塊接收，再由DSP模塊處理后經(jīng)FPGA模塊轉(zhuǎn)給通信模塊傳至計算機。
[0017]3)本實用新型中DSP模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與小信號輸出模塊連接，能輸出小功率的模擬信號，從而能對數(shù)字變電站繼電保護裝置的互感器的調(diào)試單元進行測試。
[0018]4)本實用新型通過防雷模塊可有效吸收差模雷擊浪涌和共模雷擊浪涌，減小測試儀在遭受雷擊時所帶來的損失。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型測試儀的電路框圖；
[0020]圖2為本實用新型中防雷模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
[0022]如圖1所示，該實施例描述了一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊、PHY模塊、電源模塊和防雷模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與小信號輸出模塊連接，所述電源模塊的輸入端通過防雷模塊與電源接口 CONl連接，所述電源模塊的輸出端與DSP模塊連接。
[0023]如圖2所示，進一步的，所述防雷模塊包括氣體放電管FD1、壓敏電阻VR1、壓敏電阻VR2和壓敏電阻VR3，所述壓敏電阻VR2的一端與電源接口 CONl的正極和電源模塊的輸入端正極連接，壓敏電阻VR2的另一端與電源接口 CONl的負極和電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3串聯(lián)后與壓敏電阻VR2并聯(lián)，所述氣體放電管FDl的一端連接至壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3之間，氣體放電管FDl的另一端與地對接。
[0024]進一步的，所述防雷模塊還包括保險絲F1~F4，其中，所述壓敏電阻VR2通過保險絲Fl與電源接口 CONl的負極連接，壓敏電阻VR2還通過保險絲F2與電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl通過保險絲F3與電源接口⑶NI的正極連接，所述壓敏電阻VR3通過保險絲F4與電源接口 CONl的負極連接。
[0025]當防雷模塊接收到雷擊電流時，壓敏電阻VR2的阻值迅速降低，將電源接口的正極和負極端短接，從而消除差模雷擊浪涌。
[0026]當有共模雷擊浪涌從電源接口的正極和地線之間或者負極與地線之間過來時，壓敏電阻VR3或壓敏電阻VRl的阻值迅速降低，將該共模雷擊浪涌引到氣體放電管FDl中，氣體放電管FDl迅速被擊穿而開始放電，從而消除共模雷擊浪涌。
[0027]進一步的，所述開關(guān)量輸入模塊依次通過輸入電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。
[0028]進一步的，所述測試儀還包括用于供電的電源模塊，該電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。
[0029]進一步的，所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。
[0030]進一步的，所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。
[0031 ]進一步的，所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0032]進一步的，所述測試儀還包括工控機，所述工控機與DSP模塊連接，所述工控機還連接有顯示器、操作按鍵和觸摸板，其中觸摸板也可替換為旋轉(zhuǎn)鼠標，該旋轉(zhuǎn)鼠標一般包括鼠標滾珠、鼠標左鍵和鼠標右鍵。
[0033]本實用新型測試儀中，電源模塊接收220v交流電，輸出5v和正負12v的直流電，為其它模塊供電；通信模塊支持TCP/IP，接受外接PC機的指令，也將DSP模塊的結(jié)果數(shù)據(jù)交付給外接PC機，與PC機進行雙向通訊;FPGA模塊負責協(xié)議的處理、格式的轉(zhuǎn)換及信息的打包等;光纖接□模塊在接收到來自FPGA模塊的正確的電平信號后對外輸出光信號，相反，也會將由外面接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電平信號送給FPGA模塊;DSP模塊只與FPGA模塊之間進行雙向通訊，接收來自FPGA模塊的指令，并且向FPGA模塊下發(fā)指令，同時DSP模塊單方面接收來自外部的開關(guān)量輸入信號，單方面對外輸出開關(guān)量輸出信號和數(shù)字電平信號，其中的數(shù)字電平信號交付給數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊;數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊在接收到來自DSP模塊的數(shù)字量后，負責轉(zhuǎn)換成模擬量并以小信號的名義對外輸出。
[0034]測試時，將RJ45網(wǎng)絡模塊的接口與外部PC機相連，PC機通過RJ45網(wǎng)絡模塊向FPGA模塊發(fā)送數(shù)字變電站的各種故障的參數(shù)，F(xiàn)PGA模塊將受到的故障參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給DSP模塊，DSP模塊生成相應故障的數(shù)字信號，再傳回FPGA模塊由其按IEC61850規(guī)約處理打包后，再由光纖接口模塊轉(zhuǎn)化為故障光信號，傳送至數(shù)字變電站繼電保護裝置的光信號輸入口。繼電保護裝置隨后將其響應回傳至光纖接口模塊，再依次由光纖接口模塊、FPGA模塊、DSP模塊、FPGA模塊、RJ45網(wǎng)絡模塊進行以上的相反處理，處理后再傳回PC機，由PC機傳回的響應信號進行分析、處理得出測試結(jié)果，并存儲。
[0035]本實用新型中DSP模塊可選用TMS320F2812芯片，RAM模塊可選用IS61LV51216-8芯片，開關(guān)量輸出模塊可選用ZP-1050器件，開關(guān)量輸入模塊可選用ZP-1052器件。
[0036]如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實用新型的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，對于上述本實用新型所提出的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，還可以在不脫離本【實用新型內(nèi)容】的基礎(chǔ)上做出各種改進，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應當由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。
【主權(quán)項】
1.一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、光纖接口模塊、小信號輸出模塊、DSP模塊、FPGA模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、FLASH模塊、RAM模塊、通信模塊、HPI接口模塊、PHY模塊、電源模塊和防雷模塊，其中，DSP模塊通過HPI接口模塊與FPGA模塊連接，F(xiàn)PGA模塊與FLASH模塊和光纖接口模塊連接，DSP模塊與RAM模塊連接，F(xiàn)PGA模塊還通過PHY模塊與通信模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊連接，DSP模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與小信號輸出模塊連接，所述電源模塊的輸入端通過防雷模塊與電源接口連接，所述電源模塊的輸出端與DSP模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述開關(guān)量輸入模塊依次通過輸入電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊與FPGA模塊連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述電源模塊包括依次連接的220V交流電源輸入模塊、整流濾波模塊和控制輸入模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述光纖接口模塊包括光纖ST接口和B碼接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡模塊、GPS模塊和調(diào)試接口模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述小信號輸出模塊還通過二階濾波模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述DSP模塊為TMS320F2812芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述防雷模塊包括氣體放電管FDl、壓敏電阻VRl、壓敏電阻VR2和壓敏電阻VR3，所述壓敏電阻VR2的一端與電源接口的正極和電源模塊的輸入端正極連接，壓敏電阻VR2的另一端與電源接口的負極和電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3串聯(lián)后與壓敏電阻VR2并聯(lián)，所述氣體放電管Π)1的一端連接至壓敏電阻VRl和壓敏電阻VR3之間，氣體放電管FDI的另一端與地對接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有防雷功能的智能繼電保護測試儀，其特征在于:所述防雷模塊還包括保險絲F1~F4，其中，所述壓敏電阻VR2通過保險絲Fl與電源接口的負極連接，壓敏電阻VR2還通過保險絲F2與電源模塊的輸入端負極連接，所述壓敏電阻VRl通過保險絲F3與電源接口的正極連接，所述壓敏電阻VR3通過保險絲F4與電源接口的負極連接。
【文檔編號】G05B23/02GK205540259SQ201620241925
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】王周蓉
【申請人】成都天進儀器有限公司