CN202142912U - 数字化电能质量分析仪 - Google Patents

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马建
孙闵
陈克绪
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Abstract

一种数字化电能质量分析仪，该分析仪由光纤接口（1）、网络单元（2）、报文解码单元（3）、数据接口A（4）、信号处理单元（5）、数据接口B（6）、微处理器单元（7）所组成；所述光纤接口将接收的光信号转换成电信号送网络单元；网络单元将收到的按TCP/IP协议封装的数据解开，送报文解码单元；报文解码单元按IEC61850协议解析所收到的数据，经数据接口A送信号处理单元；信号处理单元对采样数据进行电能质量分析，得到电能质量各项技术指标的结果数据后，经数据接口B送微处理器单元；微处理器单元将结果数据送人机界面显示，或按IEC61850标准建模，送数字化变电站站控层网络。本实用新型适用于数字化变电站。

Description

数字化电能质量分析仪
技术领域
本实用新型涉及一种数字化电能质量分析仪，属电力计量技术领域。
背景技术
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。数字化变电站系统从功能上应由站控层、间隔层和过程层三部分组成，并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。
数字化变电站间隔层的IED设备都是以基于IEC61850标准的过程层采样值报文作为输入信号，而应用在常规变电站的电能质量分析仪，其输入信号则是常规变电站二次的模拟电压电流信号，因此，无法在数字化变电站使用。为此，在采用数字化变电站时，迫切需要一种适合该电站使用的数字化电能质量分析仪。
发明内容
本实用新型的目的，为了提供一种应用在数字化变电站的电能质量分析仪。该电能质量分析仪从过程层网络接收合并单元送出的基于IEC61850标准的采样值报文，解析后得到所属间隔的电压电流采样值，再通过电能质量分析算法处理得出结果数据，然后将结果数据按IEC61850标准建模，经站控层网络送出。
本实用新型的技术方案是，本实用新型由光纤接口、网络单元、报文解码单元、数据接口A、信号处理单元、数据接口B、微处理器单元所组成。光纤接口连接网络单元，网络单元连接报文解码单元，报文解码单元连接数据接口A，数据接口A连接信号处理单元，信号处理单元连接数据接口B，数据接口B连接微处理器单元。
光纤接口连接数字化变电站过程层网络，将接收的光信号转换成电信号送网络单元；网络单元负责将收到的按TCP/IP协议封装的数据解开，送报文解码单元；报文解码单元按IEC61850协议解析所收到的数据，得到纯采样数据后，经数据接口A送信号处理单元；信号处理单元对采样数据进行电能质量分析，得到电能质量各项技术指标的结果数据后，经数据接口B送微处理器单元；微处理器单元一方面将结果数据送人机界面显示，同时也将结果数据按IEC61850标准建模，再经以太网接口送数字化变电站站控层网络。
所述网络单元包括以太网MAC模块和以太网物理层模块；所述报文解码单元包括报文解码处理器及其外围的数据存储器、程序存储器；所述信号处理单元包括数字信号处理器及其外围的数据存储器、程序存储器；所述微处理器单元包括微处理器（MCU）及其外围的数据存储器、程序存储器、键盘、鼠标、以太网接口。
本实用新型与现有技术比较的有益效果是，本实用新型实现了数字化条件下的电能质量测试分析。可以接收符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2协议标准的数据帧，可以解析出采样数据，可以对结果数据按IEC61850标准建模，符合数字化变电站间隔层IED设备的技术要求。
本实用新型适用于数字化变电站实现测量监视、控制保护、信息管理。
附图说明
图1为本实用新型的硬件系统原理框图；
图2为网络单元主要部件连接图；
图3 为数据接口A电路图；
图中图号表示为：1是光纤接口；2是网络单元；3是报文解码单元；4是数据接口A；5是信号处理单元；6是数据接口B；7是微处理器。
具体实施方式
以下结合实施例并对照附图对本实用新型进行详细说明。
参见附图1，本实施例由光纤接口1、网络单元2、报文解码单元3、数据接口A4、信号处理单元5、数据接口B6、微处理器单元7构成。光纤接口1连接数字化变电站过程层网络，负责将接收的光信号转换成电信号送网络单元2。网络单元2负责将收到的按TCP/IP协议封装的数据解开，送报文解码单元3。报文解码单元3负责按IEC61850协议解析所收到的数据，得到纯采样数据后，经数据接口A4送信号处理单元5。信号处理单元5负责对采样数据进行电能质量分析，得到电能质量各项技术指标的结果数据后，经数据接口B6送微处理器单元7。微处理器单元7一方面将结果数据送人机界面显示，同时也将结果数据按IEC61850标准建模，再经以太网接口送数字化变电站站控层网络。
网络单元2包括集成电路LXT971A（IC1）以及ARM芯片AT91RM9200（IC2）的内嵌网络模块部分；报文解码单元3包括IC2除内嵌网络模块之外的部分，以及IC2外围的数据存储器、程序存储器；数据接口A4包括集成电路IDT70V27S（IC3）；信号处理单元5包括数字信号处理器TMS320F2812（IC4）及其外围的数据存储器、程序存储器；微处理器单元包括微处理器（MCU）及其外围的数据存储器、程序存储器、键盘、鼠标、以太网接口。
参见附图2，IC1用作网络的物理层芯片，IC2的内嵌网络模块用作网络的MAC芯片。光纤接口1的输出信号经电阻R1、R2、R3、R4、R5连接IC1的19、20、23、24和26脚，IC1的55脚经电阻R6连IC2的49脚，IC1的52脚经电阻R7连IC2的101脚。
参见附图3，IC3的一侧连接IC2的数据线、地址线和控制线，IC3的另一侧连接IC4的数据线、地址线和控制线。

Claims (2)

1.一种数字化电能质量分析仪，其特征在于，所述分析仪由光纤接口、网络单元、报文解码单元、数据接口A、信号处理单元、数据接口B、微处理器单元所组成；光纤接口连接网络单元，网络单元连接报文解码单元，报文解码单元连接数据接口A，数据接口A连接信号处理单元，信号处理单元连接数据接口B，数据接口B连接微处理器单元；
所述光纤接口连接数字化变电站过程层网络，将接收的光信号转换成电信号送网络单元；所述网络单元负责将收到的按TCP/IP协议封装的数据解开，送报文解码单元；所述报文解码单元按IEC61850协议解析所收到的数据，得到纯采样数据后，经数据接口A送信号处理单元；所述信号处理单元对采样数据进行电能质量分析，得到电能质量各项技术指标的结果数据后，经数据接口B送微处理器单元；所述微处理器单元一方面将结果数据送人机界面显示，同时也将结果数据按IEC61850标准建模，再经以太网接口送数字化变电站站控层网络。
2.根据权利要求1所述的数字化电能质量分析仪，其特征在于，所述网络单元包括以太网MAC模块和以太网物理层模块；所述报文解码单元包括报文解码处理器及其外围的数据存储器、程序存储器；所述信号处理单元包括数字信号处理器及其外围的数据存储器、程序存储器；所述微处理器单元包括微处理器（MCU）及其外围的数据存储器、程序存储器、键盘、鼠标、以太网接口。
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