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一种电子式互感器模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子式互感器模拟装置，其包括PCI桥芯片、DSP芯片、隔离电路、驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器；所述PCI桥芯片通过PCI总线接智能变电站测试服务器，所述PCI桥芯片的输出端接DSP芯片的相应输入端，所述DSP芯片的输出端经隔离电路后分成2条以上的支路，每条支路均由驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器依次串接组成；各个所述电光转换器的输出端接合并单元的相应输入端。本实用新型的优点是能够模拟电子式互感器，输出逼真的正常运行或故障状态下的电流、电压波形，满足智能变电站仿真测试系统的实际需求；实现动态设置模拟数据，模拟精度高、频率响应范围宽、响应速度快、数据传输抗干扰能力强。
【专利说明】一种电子式互感器模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子式互感器模拟装置，属于一种智能模拟装置，适用于电力系统智能变电站动态仿真试验。
【背景技术】
[0002]在国家加强建设智能电网背景下，智能变电站得到了大力的发展，而电子式互感器是智能变电站的关键装备之一。电子式互感器与常规互感器相比具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳，无优化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点，电子式互感器和IEC61850标准在变电站应用后，原有的互感器电磁饱和问题得到很大的改善，但同时也带来新的问题:即常规的变电站测试系统中只具有对常规互感器输出的模拟功能，输出的是模拟信号，不能模拟电子式互感器输出的码元数据，因此不能用于智能变电站的仿真测试，这就需要一种装置可以模拟电子式互感器的输出数据来对智能变电站进行测试。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供了 一种波形精准、结构简单的电子式互感器模拟装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案:
[0005]本实用新型包括PCI桥芯片、DSP芯片、隔离电路、驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器；所述PCI桥芯片通过PCI总线接智能变电站测试服务器，所述PCI桥芯片的输出端接DSP芯片的相应输入端，所述DSP芯片的输出端经隔离电路后分成2条以上的支路，每条支路均由驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器依次串接组成；各个所述电光转换器的输出端接合并单元的相应输入端。
[0006]本实用新型还包括有源晶振，所述有源晶振的输出端分别接DSP芯片和编码芯片的相应输入端。
[0007]所述PCI总线后接不止一个所述PCI桥芯片，且每个PCI桥芯片后电路结构均相同。
[0008]所述PCI桥芯片的型号为CY7C09449 ;所述DSP芯片的型号为TI公司的TMS320F系列芯片；所述电流放大电路由芯片75452及其周围元器件组成；所述电光转换器为电光耦合器，其型号为安捷伦的HFBR-1414 ;所述编码芯片为曼彻斯特编码芯片；所述隔离电路由芯片IL711及其周围元器件组成；所述驱动整形电路由芯片74HC245及其周围元器件组成。
[0009]所述PCI总线为基于32位的PCI总线，支持PCI2.2协议。
[0010]所述驱动整形电路的输出端通过37针电缆接编码芯片的输入端。
[0011]本实用新型所产生的积极效果如下:(1)能够模拟电子式互感器，输出逼真的正常运行或故障状态下的电流、电压波形，满足智能变电站仿真测试系统的实际需求；(2)通过PCI总线与智能变电站测试服务器连接，实现动态设置模拟数据，模拟精度高、频率响应范围宽、响应速度快、数据传输抗干扰能力强；(3)设备成本低、模拟多个电子互感器时，出现故障可集中排查，简单方便，易于实施和推广。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明:
[0014]由图1所示的实施例可知，它包括PCI桥芯片、DSP芯片、隔离电路、驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器；所述PCI桥芯片通过PCI总线接智能变电站测试服务器，所述PCI桥芯片的输出端接DSP芯片的相应输入端，所述DSP芯片的输出端经隔离电路后分成2条以上的支路，每条支路均由驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器依次串接组成；各个所述电光转换器的输出端接合并单元的相应输入端。
[0015]本实用新型还包括有源晶振，所述有源晶振的输出端分别接DSP芯片和编码芯片的相应输入端。
[0016]所述PCI总线后接不止一个所述PCI桥芯片，且每个PCI桥芯片后电路结构均相同。
[0017]所述PCI桥芯片的型号为CY7C09449 ;所述DSP芯片的型号为TI公司的TMS320F系列芯片；所述电流放大电路由芯片75452及其周围元器件组成；所述电光转换器为电光耦合器，其型号为安捷伦的HFBR-1414 ;所述编码芯片为曼彻斯特编码芯片；所述隔离电路由芯片IL711及其周围元器件组成；所述驱动整形电路由芯片74HC245及其周围元器件组成。
[0018]所述PCI总线为基于32位的PCI总线，支持PCI2.2协议。
[0019]所述驱动整形电路的输出端通过37针电缆接编码芯片的输入端。
[0020]本实用新型的工作原理是:
[0021 ] 电子式互感器模拟装置是模拟电子式电压电流互感器输出信号的设备，可以按照现场配置与合并单元相连接。电子式互感器模拟装置按照现有主流厂家的电子式互感器通信规约，能够模拟国内主流二次设备厂家的电子式互感器，提供光纤串口输出，实现与不同厂家合并单元的连接，并可以接受合并单元的触发脉冲信号，按照合并单元的控制输出采样值，模拟各种电子式互感器故障状态。
[0022]智能变电站测试服务器用于计算产生变电站之中所有的电压、电流量，将这些数据通过PCI总线送到各个PCI桥芯片，DSP芯片从PCI桥芯片中读取这些数据，再去组包、发送。因为PCI是总线，所以可能存在若干个PCI桥芯片，但I个桥芯片对应I个DSP芯片及其后续的电路。合并单元及之后的设备都是真实的设备，而前面的都是模拟的设备。所有输出的数据都源自智能变电站测试服务器，是智能变电站测试服务器控制本实用新型输出什么样的数据。合并单元决定的是协议的格式，但协议的内容(即电压和电流值)是由电子式互感器模拟装置决定的，也就是电子式互感器模拟装置采集的电压和电流值。
[0023]其中，PCI总线是基于32位的PCI总线，支持PCI2.2协议，即插即用，PCI桥芯片配置有缓存，方便与智能变电站测试服务器通信。所述PCI桥芯片的主要功能是通过PCI2.2协议来与智能变电站测试服务器通信，以及通过本地总线与DSP芯片交互，PCI桥芯片带有4K的双口 RAM，可实现PCI总线与DSP芯片中两个不同时钟系统的数据交互，这里主要实现将智能变电站测试服务器经过计算后的数据送到DSP芯片中，并可通过PCI桥芯片使DSP芯片响应中断，来完成智能变电站测试服务器的即时处理请求。采用高速DSP芯片作为处理器，其主频可达150MHz，并且采用多路通道并发输出的机制，大大提高了输出的响应时间。
[0024]所述DSP芯片的数据帧发送间隔以自身晶振为时钟，数据比特流的输出以有源晶振的信号为时钟，在发送时刻到来之后，开始捕获有源晶振的信号，在每次信号到来之后，输出每个比特数据，以保证曼彻斯特编码的稳定性和可靠性，曼彻斯特编码芯片采用是DATA DELAY公司的3D7521 ；DSP芯片输出的信号经过隔离芯片和驱动整形芯片经37针电缆送到曼彻斯特编码芯片。
[0025]经编码后的数据信号，送到电流放大电路的75452芯片，将电流进行放大以驱动电光耦合器，电光耦合器采用的是安捷伦的HFBR-1414，发送速率可达上百兆比特每秒，电子互感器模拟装置带有指示灯指示所有通道目前的状态。。
[0026]电子式互感器模拟装置具有16个输出通道，支持各种采样率和波特率的合并单元，支持同步和异步方式。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电子式互感器模拟装置，其特征在于:包括PCI桥芯片、DSP芯片、隔离电路、驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器；所述PCI桥芯片通过PCI总线接智能变电站测试服务器，所述PCI桥芯片的输出端接DSP芯片的相应输入端，所述DSP芯片的输出端经隔离电路后分成2条以上的支路，每条支路均由驱动整形电路、编码芯片、电流放大电路和电光转换器依次串接组成；各个所述电光转换器的输出端接合并单元的相应输入端。
2.根据权利要求1所述的电子式互感器模拟装置，其特征在于:还包括有源晶振，所述有源晶振的输出端分别接DSP芯片和编码芯片的相应输入端。
3.根据权利要求2所述的电子式互感器模拟装置，其特征在于:所述PCI总线后接不止一个所述PCI桥芯片，且每个PCI桥芯片后电路结构均相同。
4.根据权利要求2或3所述的电子式互感器模拟装置，其特征在于:所述PCI桥芯片的型号为CY7C09449 ;所述DSP芯片的型号为TI公司的TMS320F系列芯片；所述电流放大电路由芯片75452及其周围兀器件组成；所述电光转换器为电光稱合器，其型号为安捷伦的HFBR-1414 ;所述编码芯片为曼彻斯特编码芯片；所述隔离电路由芯片IL711及其周围元器件组成；所述驱动整形电路由芯片74HC245及其周围元器件组成。
5.根据权利要求4所述的电子式互感器模拟装置，其特征在于:所述PCI总线为基于32位的PCI总线，支持PCI2.2协议。
6.根据权利要求5所述的电子式互感器模拟装置，其特征在于:所述驱动整形电路的输出端通过37针电缆接编码芯片的输入端。
【文档编号】G01R31/00GK203616924SQ201320796648
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】郝晓光, 何磊 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司电力科学研究院, 河北省电力建设调整试验所