CN103336176A - Ft3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，包括与智能变电站内合并单元的FT3接口相连的FT3数据光信号接收器、与FT3数据光信号接收器连接的双CPU、人机交互系统、以及与外部市电接口相连的自适应电源管理模块。其有益效果是：1、采用兼容的硬件回路设计，通过软件自动识别不同传输波特率、不同报文长度下的FT3采样数据传输协议，无需用户额外配置，可自适应的对FT3格式的采样数据进行通讯监测与解码工作，实现对FT3数据的采样接收功能；2、具备对智能变电站内多种类型采样数据的接收能力；3、采样数据精确、实时。
Description
技术领域
本发明属于相位核准装置，具体涉及一种FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置。
背景技术
相位仪是电力系统电能计量和继电保护专业进行二次回路现场检测的专业仪表，可用于检测继电保护各组CT间相位关系、判断电气接线方式是否正确等。传统的相位仪直接接入模拟量电气信号并实现相应功能，但对于智能变电站，IEC61850通讯规约、电子式互感器、数字化采集单元以及合并单元的大规模应用，使得站内采样实现了数字化，电气设备之间的采样信号由传统的电缆模拟量传输方式转变为光纤数字化传输方式，导致基于常规电磁式互感器的二次核相技术和相位仪已不再适用。针对此种情况，国内已逐步开展相关研究和研制工作，但目前国内适用于智能变电站的相位核准装置较少，且大部分基于单个嵌入式处理器的硬件平台架构，数字化采样精度及采样实时性能有限，不具备对FT3传输协议数字化采样信号的采集，或仅能满足单一编码方式下的FT3格式数据接收，无法完成智能变电站的相位核准工作。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，其具备FT3传输协议自适应接收功能，能够精确、实时地实现对不同传输波特率、不同报文长度以及不同采样传输协议下的FT3采样数据的自适应接收与解码工作。
实现本发明目的采用的技术方案如下：
本发明提供的FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，包括与智能变电站内合并单元的FT3接口相连的FT3数据光信号接收器、与FT3数据光信号接收器连接的双CPU、人机交互系统、以及与外部市电接口相连的自适应电源管理模块。
所述双CPU由FPGA与微处理器组成，所述FT3数据光信号接收器与双CPU的FPGA相连，所述双CPU的FPGA与微处理器之间串连，微处理器与人机交互系统相连。
所述自适应电源管理模块由外接电源模块以及内部充电电池模块组成，所述外接电源模块与外部市电接口相连，在内部与充电电池模块相连。
本发明的工作原理如下所述：智能变电站内合并单元输出的FT3格式采样报文经FT3数据光信号接收器接收后转换为相应的数字电平信号，该数字电平信号送给FGPA，由FPGA完成FT3数据的精确、实时采集；采集后的数据送给微处理器，微处理器根据其FT3数据电平变化时序确定FT3采样数据的传输波特率，并自动调节接收参数，同时对FT3数据进行稳定性判断及对FT3编码异常进行处理。在确认接收到的FT3数据稳定及编码无异常后，对其解码，获取FT3数据的数据集长度，根据其大小对FT3数据进行接收，最后将接收到的完整FT3采样数据进行数据同步处理后送给人机交互系统完成相应相位信息的显示。
装置内的自适应电源管理模块的外接电源模块与外部市电接口相连，实现对装置的供电及对装置内部充电电池模块的充电。当装置与外部市电接口断开后，由装置内部充电电池模块完成对装置的供电。
本发明所具有的有益效果是：
1、FT3协议自适应。采用兼容的硬件回路设计，通过软件自动识别不同传输波特率、不同报文长度下的FT3采样数据传输协议，无需用户额外配置，可自适应的对FT3采样数据进行通讯监测与解码工作，实现对FT3数据的采样接收功能。
2、支持多种采样传输协议。具备对智能变电站内多种类型采样数据的接收能力，支持IEC60044-8 FT3、国网公司FT3、IEC61850-9-2、IEC61850-9-2LE等数字化采样输入方式。
3、采样数据精确、实时。采用FPGA与微处理器的硬件组合架构，由FPGA模块完成采样数据的采集接收工作，最大限度保证了采样数据的实时同步性能。
4、供电方式自切换。装置具备外接电源及内部充电电池两种供电方式，通过电源模块硬件回路实现电源自切换功能，实现供电模式的无缝切换。
该相位核准装置能方便和满足目前智能变电站的电气量检测及校核工作，大大提高智能变电站的调试速度，从而为智能变电站的建设提供良好的技术保证。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明的微处理器内的FT3数据处理流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供的FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，包括与智能变电站内合并单元的FT3接口相连的FT3数据光信号接收器、与FT3数据光信号接收器连接的双CPU、人机交互系统、以及与外部市电接口相连的自适应电源管理模块；所述双CPU由FPGA与微处理器组成，所述FT3数据光信号接收器与双CPU的FPGA相连，所述双CPU的FPGA与微处理器之间串连，微处理器与人机交互系统相连；所述自适应电源管理模块由外接电源模块以及内部充电电池模块组成，所述外接电源模块与外部市电接口相连，在内部与充电电池模块相连。
具体的说，FT3数据光信号接收器采用Agilent(安捷伦)公司的HFBR-2416光接收器件，具备高速的光信号采集能力，可满足不同波特率下的FT3数据接收需求；装置采用了FPGA与微处理器结合的双CPU架构，FPGA采用XILINX公司的SPARTAN3系列芯片，具备灵活的可编程逻辑及丰富的外围接口，可实现对FT3串行通讯数据的快速实时采集，保证各组FT3数据之间的数据同步性及精确度；微处理器采用了摩托罗拉公司新一代POWER PC MPC8247，使装置的稳定性和运算速度得到可靠保证；微处理器内部对FT3数据的处理流程如图2所示，微处理器根据FPGA送来的FT3数据的电平变化时序确定FT3采样数据的传输波特率，并自动调节接收参数，同时对FT3数据进行稳定性判断及对FT3编码异常进行处理。在确认接收到的FT3数据稳定及编码无异常后，对其解码，获取FT3数据的数据集长度，根据其大小对FT3数据进行接收，最后将接收到的完整FT3采样数据进行数据同步处理后送给人机交互系统完成相应相位信息的显示。
装置内的自适应电源管理模块的外接电源模块与外部市电接口相连，实现对装置的供电及对装置内部充电电池模块的充电。当装置与外部市电接口断开后，由装置内部充电电池模块完成对装置的供电。
Claims (3)
1.一种FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，其特征是包括与智能变电站内合并单元的FT3接口相连的FT3数据光信号接收器、与FT3数据光信号接收器连接的双CPU、人机交互系统、以及与外部市电接口相连的自适应电源管理模块。
2.根据权利要求1所述的FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，其特征是所述双CPU由FPGA与微处理器组成，所述FT3数据光信号接收器与双CPU的FPGA相连，所述双CPU的FPGA与微处理器之间串连，微处理器与人机交互系统相连。
3.根据权利要求2所述的FT3传输协议自适应接收的智能变电站相位核准装置，其特征是所述自适应电源管理模块由外接电源模块以及内部充电电池模块组成，所述外接电源模块与外部市电接口相连，在内部与充电电池模块相连。
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Publications (1)
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2013
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