詳細的說明。
[0018]綜上所述，本發(fā)明公開了一種如圖1所示的變壓器檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3、開關(guān)量輸出模塊、電源模塊和管理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊1與管理模塊之間借助于高速數(shù)據(jù)傳輸總線進行數(shù)據(jù)交換，還包括通訊總線，所述管理模塊包括上層機、人機接口、通訊接口、可編程邏輯器件、微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和其他外圍設(shè)備，所述微處理器與可編程邏輯器件通信，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器與微處理器通信，所述其他外圍設(shè)備與可編程邏輯器件通信，所述可編程邏輯器件與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述通訊接口與可編程邏輯器件通信，通訊接口連接通訊總線，所述人機接口和上層機連接通訊接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊1包括主控板、直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊，所述主控板包括相互通信的通訊接口和數(shù)據(jù)采集處理模塊，所述直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊與數(shù)據(jù)采集采集處理模塊通信，所述主控板的通訊接口與通訊總線連接，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線連接;所述數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3均與通訊總線和高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述開關(guān)量輸出模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述電源模塊為數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3以及開關(guān)量輸出模塊供電。
[0019]上層機選用PC機，它通過通信接口與下層的管理板即時交換數(shù)據(jù)。通過對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用各種診斷方法，完成對變壓器的狀態(tài)診斷。同時可進行數(shù)據(jù)輸出，包括顯示，打印等功能。管理板管理人機對話、數(shù)據(jù)采集模塊間的采集同步、數(shù)據(jù)通信上傳、數(shù)據(jù)海量存儲，并發(fā)出開關(guān)量開出命令。它是整個裝置的核心部分，協(xié)調(diào)各個模塊間的工作。它把主控板通過FIFO送過來的數(shù)據(jù)以通信方式傳送至人機對話模塊(顯示板)，完成波形顯示，人機對話功能，并能即時把數(shù)據(jù)傳送至上層機。數(shù)據(jù)采集模塊完成交流模擬量和小電流信號以及開關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)采集，并具備故障啟動判斷功能，故障時能即時通知其它采集模塊和管理板完成故障時狀態(tài)監(jiān)測任務(wù)。通過人機接口部分可以實現(xiàn)定值輸入，修改操作，并能反映設(shè)備運行狀態(tài)。
[0020]所述主控板包括大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷SP芯片、看門狗電路、4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊，4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊與大規(guī)模可編程邏輯器件通信，主控板還包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、串行EEPR0M、時鐘芯片、A/D采樣同步及故障啟動同步模塊，所述非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時鐘芯片分別與大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄐ?，同時非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時鐘芯片均與數(shù)據(jù)總線和地址總線通信，所述DSP芯片的D0-D15端連接數(shù)據(jù)總線，DSP芯片的A0-A15端連接地址總線，DSP芯片的RST端通過看門狗電路連接大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，DSP芯片的1/0 口通過串行EEPROM連接大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，所述大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄟ^A/D采樣同步及故障啟動同步模塊連接管理模塊。
[0021]主控板(參見附圖2)主要實現(xiàn)的功能包括:數(shù)據(jù)采集存儲功能、故障啟動判斷功能、開出告警功能、遙信、系統(tǒng)自維護功能、通信功能、可擴充功能。從兩塊變換板上傳的16路交流模擬量和直流信號32路通過總線板歐式插座送入MAX125進行A/D變換。每塊主控板還處理一塊開入板的64路開入量。板上預(yù)留8路光隔輸入。
[0022]主控板采用DSP + CPLD結(jié)構(gòu)模式的設(shè)計。DSP采用TI公司的TMS320F206為CPU，具有高速度，先進的并行結(jié)構(gòu)和較高的性能價格比的特點，片內(nèi)和可擴展存儲器資源豐富，方便大容量數(shù)據(jù)存儲。CPLD采用Altera公司的EPM7192E實現(xiàn)系統(tǒng)的功能擴展和邏輯控制。應(yīng)用CPLD的設(shè)計思想是: (1)用軟件設(shè)計替代硬件設(shè)計
(2)設(shè)計和調(diào)試的方式為自頂向下(Top-down)。
[0023]它的最底層設(shè)計工具是硬件描述語言VHDL/AHDL，同時在高層利用CPLD的軟件開發(fā)工具中包含的元件庫進行電路圖形設(shè)計。這些元件都是基于AHDL設(shè)計出來的，基本上涵蓋了傳統(tǒng)的中小規(guī)模數(shù)字集成電路。用戶也可以應(yīng)用VHDL/AHDL編寫自己的元件，然后在高層設(shè)計中加以調(diào)用。在設(shè)計次序上，先進行系統(tǒng)層次上的設(shè)計，待仿真調(diào)試通過后，再將系統(tǒng)按功能進行劃分，然后分別加以設(shè)計和調(diào)試。這樣從設(shè)計上簡化了系統(tǒng)的硬件，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并使系統(tǒng)維護方便，能有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與存儲上傳的并行進行，具有功能集成度高、編程方便的優(yōu)點。
[0024]管理板(參見附圖3)接收主控板經(jīng)FIFO上傳的數(shù)據(jù)，故障時記錄故障報告，與開出板，顯示板，上層系統(tǒng)通信傳輸數(shù)據(jù)，給三塊主控板發(fā)同步采集信號，接收三塊主控板的故障啟動信號。管理板在設(shè)計上與主控板大致相同。不同之處在于，管理板不具備A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換和功能。但是擴展了兩組CAN，一組CAN通信用于與三塊主控板的通信，另一組用于與上層的通信，兩組RS485通信。同時具備GPS接口，用來精確修正系統(tǒng)時鐘。擴展了 8M的NVRAM，用來存放主控板送來的歷史數(shù)據(jù)。
[0025]總之，本發(fā)明在線監(jiān)測系統(tǒng)由軟件和硬件共同構(gòu)成，對于同一硬件裝置可以通過改變軟件來實現(xiàn)各種不同的功能，從而使裝置適于不同領(lǐng)域的應(yīng)用;在線監(jiān)測系統(tǒng)采用集中式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)各個模塊集成度高，擴容方便?？筛鶕?jù)監(jiān)測的變壓器的臺數(shù)，進行系統(tǒng)擴容；該系統(tǒng)基于變電站電力設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)而設(shè)計，設(shè)計考慮到要納入斷路器的在線監(jiān)測項目和絕緣監(jiān)測項目的要求并和故障錄波裝置兼容;采用了控制方便的高速FIFO，并擴展了多組通信，保證了系統(tǒng)和變電站自動化系統(tǒng)的接口以及和其它網(wǎng)絡(luò)的兼容。
【主權(quán)項】
1.一種變壓器檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3、開關(guān)量輸出模塊、電源模塊和管理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊1與管理模塊之間借助于高速數(shù)據(jù)傳輸總線進行數(shù)據(jù)交換，還包括通訊總線，所述管理模塊包括上層機、人機接口、通訊接口、可編程邏輯器件、微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和其他外圍設(shè)備，所述微處理器與可編程邏輯器件通信，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器與微處理器通信，所述其他外圍設(shè)備與可編程邏輯器件通信，所述可編程邏輯器件與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述通訊接口與可編程邏輯器件通信，通訊接口連接通訊總線，所述人機接口和上層機連接通訊接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊1包括主控板、直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊，所述主控板包括相互通信的通訊接口和數(shù)據(jù)采集處理模塊，所述直流模擬量采集模塊、交流模擬量采集模塊和開關(guān)量輸入模塊與數(shù)據(jù)采集采集處理模塊通信，所述主控板的通訊接口與通訊總線連接，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3均與通訊總線和高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述開關(guān)量輸出模塊與高速數(shù)據(jù)傳輸總線通信，所述電源模塊為數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)采集模塊3以及開關(guān)量輸出模塊供電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述主控板包括大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?、DSP芯片、看門狗電路、4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊，4片A/D轉(zhuǎn)換芯片、8路開關(guān)量光隔輸入模塊、64路開關(guān)量輸入模塊和16路開關(guān)量輸出模塊與大規(guī)模可編程邏輯器件通信，主控板還包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、串行EEPROM、時鐘芯片、A/D采樣同步及故障啟動同步模塊，所述非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時鐘芯片分別與大規(guī)模可編程邏輯器件通信，同時非易失性存儲器、全局數(shù)據(jù)存儲器、局部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和時鐘芯片均與數(shù)據(jù)總線和地址總線通信，所述DSP芯片的D0-D15端連接數(shù)據(jù)總線，DSP芯片的A0-A15端連接地址總線，DSP芯片的RST端通過看門狗電路連接大規(guī)模可編程邏輯器件，DSP芯片的1/0 口通過串行EEPROM連接大規(guī)模可編程邏輯器件，所述大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ㄟ^A/D采樣同步及故障啟動同步模塊連接管理模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變壓器檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3、開關(guān)量輸出模塊、電源模塊和管理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊1與管理模塊之間借助于高速數(shù)據(jù)傳輸總線進行數(shù)據(jù)交換，還包括通訊總線；其由軟件和硬件共同構(gòu)成，對于同一硬件裝置可以通過改變軟件來實現(xiàn)各種不同的功能，從而使裝置適于不同領(lǐng)域的應(yīng)用；在線監(jiān)測系統(tǒng)采用集中式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)各個模塊集成度高，擴容方便?？筛鶕?jù)監(jiān)測的變壓器的臺數(shù)，進行系統(tǒng)擴容；該系統(tǒng)基于變電站電力設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)而設(shè)計，設(shè)計考慮到要納入斷路器的在線監(jiān)測項目和絕緣監(jiān)測項目的要求并和故障錄波裝置兼容。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號】CN105471105
【申請?zhí)枴緾N201510948197
【發(fā)明人】金峰, 王云霞, 王正平, 金濤, 金蕾
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司, 國網(wǎng)河北省電力公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月17日