專利名稱：基于雙ad通道的冗余采樣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置的保護(hù)測控一體化裝置。
技術(shù)背景[0002]保護(hù)測控一體化裝置通過采集模塊采集交流模擬電壓、電流量和直流開關(guān)量。每一路交流模擬量輸入都裝有采樣回路，包括放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再到處理器。由于采樣回路元件損壞等原因，造成采樣異常，嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)的可靠性。已經(jīng)公開的雙AD通道的冗余采樣處理方法和裝置在信號轉(zhuǎn)換及處理上仍有改進(jìn)之處。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是提供一種改進(jìn)的基于雙AD通道的冗余采樣處理方法和裝置，滿足保護(hù)控制及自動化裝置的可靠性要求，防止采樣回路元件損壞后，采樣異常導(dǎo)致裝置不正確的動作行為。提出一種信號轉(zhuǎn)換及處理更可靠的方法與裝置。[0004]本實用新型的解決方案是基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置，設(shè)置于保護(hù)測控一體化裝置中，包括交流插件、總線板和CPU插件，保護(hù)測控一體化裝置的每一路交流模擬電壓、電流量接交流插件上的電壓互感器和電流互感器，每一路交流模擬電壓、電流量還輸入CPU插件上采樣回路，每個采樣回路包括并聯(lián)的且依次連接的雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器依次連接并將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，每個采樣回路輸出接總線板再接CPU插件上的FPGA，F(xiàn)PGA緩沖轉(zhuǎn)換輸出接CPU ；總線板和CPU插件連接所有每個采樣回路。[0005]本實用新型基于雙AD通道的冗余采樣處理，在保護(hù)測控一體化裝置中通過交流插件采集交流模擬電壓、電流量和直流開關(guān)量；交流量通過交流插件上的電壓互感器和電流互感器變換為交流模擬信號，經(jīng)過總線板再到CPU插件上的雙重化的運放回路和雙重化 AD采樣芯片將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，運放回路是運算放大器、抗混疊濾波器，數(shù)字量再接通過FPGA或者CPU來控制采樣，采樣后的數(shù)據(jù)送到FPGA，經(jīng)其緩沖轉(zhuǎn)換后送到CPU ；總線板和 CPU插件連接所有交流插件采樣回路通道模擬量，模擬通道雙重化配置在交流插件和CPU 插件上完成。[0006]CPU插件總共支持32路單通道模擬量采樣，或16路雙重化模擬量采樣。CPU插件共包括4片ADC，第一和二片ADC (前16路AD通道)通過FPGA來控制采樣，CPU通過FPGA 讀取數(shù)據(jù)；第三和四片ADC(后16路AD通道)的采樣控制信號線同時引到DSP和FPGA上， 由跳線電阻來選通DSP或FPGA采樣通道。當(dāng)CPU控制第三、四片ADC時，CPU板上的ADC_ CTRL控制FPGA采樣時序以實現(xiàn)采樣的同步。[0007]采用雙通道AD采樣，通過雙核處理器和FPGA軟件的高采樣率和高優(yōu)先級中斷處理實現(xiàn)實時校驗，正常情況，兩個通道數(shù)據(jù)應(yīng)基本相同，當(dāng)數(shù)據(jù)偏差超過預(yù)設(shè)限值時，裝置發(fā)采樣異常報警信號；同時，一路AD采樣數(shù)據(jù)控制出口繼電器，另一路AD采樣數(shù)據(jù)控制起動繼電器，用于開放正電源。數(shù)據(jù)偏差的預(yù)設(shè)限值的輸出量的15-20%。[0008]本實用新型方法及其裝置的保護(hù)對象涵蓋了中低壓線路、電容器、電抗器、變壓器和備用電源自投等，適用于智能變電站、常規(guī)變電站、工業(yè)自動化領(lǐng)域的電氣設(shè)備的保護(hù)、 監(jiān)視、控制應(yīng)用，滿足電力設(shè)備運行與管理的需要。[0009]本實用新型的有益效果本實用新型可以解決保護(hù)測控一體化裝置的采樣回路元件損壞造成的不正確動作以及有所偏差的問題。采樣回路元件包括AD采樣芯片、運放回路等；即使是單CPU處理的情況下，冗余的采樣處理方法也提高了裝置的可靠性。


[0010]圖1為本實用新型交流插件圖。[0011]圖2為本實用新型的主要結(jié)構(gòu)即AD采樣連接示意圖。
具體實施方式
[0012]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明[0013]綜合考慮不同應(yīng)用需求和平臺統(tǒng)一，32路A/D采樣通道配置為12拉+8模式，支持 12路交流模擬量雙重化配置(Tl T12，對應(yīng)Al A12以及雙重化采樣通道A17 A28)， 外加8路交流模擬量單重化配置(T13 T20，對應(yīng)A13 A16、A^ A32)。[0014]采樣通道配置見下表1 [0015]表1采樣通道配置[0016]
權(quán)利要求1.基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置，設(shè)置于保護(hù)測控一體化裝置中，其特征是包括交流插件、總線板和CPU插件，保護(hù)測控一體化裝置的每一路交流模擬電壓、電流量接交流插件的電壓互感器和電流互感器，每一路交流模擬電壓、電流量輸入CPU插件上采樣回路， 每個采樣回路包括并聯(lián)的且依次連接的雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器依次連接并將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量， 每個采樣回路輸出接總線板再接CPU插件上的FPGA，F(xiàn)PGA緩沖轉(zhuǎn)換輸出接CPU ；總線板和 CPU插件連接所有每個采樣回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置，其特征是CPU插件設(shè)有 16路雙重化模擬量采樣。
專利摘要基于雙AD通道的冗余采樣處理裝置，設(shè)置于保護(hù)測控一體化裝置中，其特征是包括交流插件、總線板和CPU插件，保護(hù)測控一體化裝置的每一路交流模擬電壓、電流量接交流插件上的電壓互感器和電流互感器，每一路交流模擬電壓、電流量還輸入CPU插件上采樣回路，每個采樣回路包括并聯(lián)的且依次連接的雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，雙重運算放大器、抗混疊濾波器和一個A/D轉(zhuǎn)換器依次連接并將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，每個采樣回路輸出接總線板再接CPU插件上的FPGA，F(xiàn)PGA緩沖轉(zhuǎn)換輸出接CPU；總線板和CPU插件連接所有每個采樣回路。
文檔編號G01R31/00GK202281806SQ201120288048
公開日2012年6月20日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者丁力, 嚴(yán)偉, 余群兵, 張春合, 徐舒, 朱長銀, 李九虎, 沈全榮, 賈鳳強(qiáng), 金震, 陸征軍, 陳志鵬 申請人:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司