本發(fā)明屬于電力設(shè)備配電自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種配電自動(dòng)化終端。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上的配電站所終端，不同程度地存在缺陷，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

其一，核心單元集成度不高，對(duì)于回路多的應(yīng)用場(chǎng)合，必須采用多個(gè)核心單元級(jí)聯(lián)的方式，導(dǎo)致成本上升并且安裝和操作復(fù)雜，降低了可靠性。

其二，面板指示燈不充足，信息指示不詳細(xì)，不方便維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)排查問(wèn)題。

其三，面板通信接口數(shù)量不充足，有時(shí)無(wú)法滿足多個(gè)外設(shè)單元的同時(shí)通信連接。

為此，有必要提出一種新型配電自動(dòng)化設(shè)備，克服上述缺陷，提高核心單元集成度和設(shè)備可靠性，同時(shí)滿足多路信息指示和多路通信連接的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，克服上述缺陷，提供一種配電自動(dòng)化終端。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，所述配電自動(dòng)化終端設(shè)有插卡式機(jī)箱和內(nèi)置于插卡式機(jī)箱的母板，還包括相互獨(dú)立地插接于母板的電源板卡、第一至第六開入板卡、第一和第二開出板卡、主控板卡和第一至第四交流板卡，其中：

所述電源板卡設(shè)有直流信號(hào)采集單元，所述電源板卡用于兩路直流信號(hào)采樣，所述電源板卡還設(shè)有電池活化控制繼電器和電源分合閘繼電器；

所述第一至第六開入板卡各自具有16路遙信信號(hào)，所述第一和第二開出板卡各自設(shè)有6路分合閘回路，每路分合閘回路對(duì)應(yīng)控制1條線路的分閘或者合閘，所述第一至第四交流板卡共計(jì)配置有6路電壓信號(hào)通道和42路電流信號(hào)通道，匯總形成48路交流信號(hào)；

所述主控板卡包括cpu核心、內(nèi)置ad、io口和數(shù)據(jù)總線，所述主控板卡50還包括第一至第六ad轉(zhuǎn)換器，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器同時(shí)與cpu核心的數(shù)據(jù)總線并行連接，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器各自設(shè)有8路采樣通道，上述48路交流信號(hào)經(jīng)過(guò)pt/ct隔離變換后分別接入48路采樣通道。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一交流板卡采用二回路三相交流板卡，所述第一交流板卡設(shè)有6個(gè)電壓互感器和6個(gè)電流互感器，對(duì)應(yīng)配置有6路電壓信號(hào)通道和6路電流信號(hào)通道，所述第二至第四交流板卡采用四回路三相交流板卡，所述第二至第四交流板卡各自設(shè)有12個(gè)電流互感器，對(duì)應(yīng)配置有36路電流信號(hào)通道。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器各自具有1個(gè)ad片選信號(hào)，上述6個(gè)ad片選信號(hào)經(jīng)由總ad片選信號(hào)通過(guò)38譯碼器擴(kuò)展而成。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器采用八通道十六位ad轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一至第六開入板卡各自具有1個(gè)遙信片選信號(hào)，上述6個(gè)遙信片選信號(hào)經(jīng)由總遙信片選信號(hào)通過(guò)38譯碼器擴(kuò)展而成，所述第一至第六開入板卡還各自具有1個(gè)第一插卡確認(rèn)信號(hào)，上述6個(gè)第一插卡確認(rèn)信號(hào)相互獨(dú)立地接入cpu核心的io口。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述第一和第二開出板卡各自設(shè)有12個(gè)線路分合閘繼電器，所述第一和第二開出板卡還各自具有1個(gè)第二插卡確認(rèn)信號(hào)、1個(gè)確認(rèn)輸出信號(hào)和1個(gè)開出板卡片選信號(hào)，上述24個(gè)線路分合閘繼電器、2個(gè)第二插卡確認(rèn)信號(hào)、2個(gè)確認(rèn)輸出信號(hào)和2個(gè)開出板卡片選信號(hào)相互獨(dú)立地接入cpu核心的io口。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述主控板卡還設(shè)有2路網(wǎng)絡(luò)通訊接口，所述網(wǎng)路通訊接口均采用rj45接口，所述主控板卡還設(shè)有5路串口通訊接口，其中一路串口通訊接口作為維護(hù)口，通訊方式固定采用rs232方式，上述作為維護(hù)口的串口通訊接口的接口端子采用rj45接口；其他4路串口通訊接口的通訊方式可通過(guò)撥碼開關(guān)在rs232方式和rs485方式之間進(jìn)行切換，上述其他4路串口通訊接口的接口端子均采用拔插式綠色端子。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述主控板卡還設(shè)有加密模塊和測(cè)溫模塊，所述加密模塊與cpu核心之間采用spi連接，所述測(cè)溫模塊接入cpu核心的io口。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述主控板卡還設(shè)有sram存儲(chǔ)器、flash存儲(chǔ)器和fram存儲(chǔ)器，所述sram存儲(chǔ)器和flash存儲(chǔ)器均用于數(shù)據(jù)交換和事件記錄，所述sram存儲(chǔ)器和flash存儲(chǔ)器相互獨(dú)立地接入cpu核心的數(shù)據(jù)總線，所述fram存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)交流和直流測(cè)量的校正系數(shù)，所述fram存儲(chǔ)器與cpu核心之間采用i2c連接。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述主控板卡還設(shè)有21個(gè)面板指示燈，所述面板指示燈用于指示運(yùn)行、通信、異常、告警、閉鎖、保護(hù)、失電、電池、活化及各條線路狀態(tài)，上述21個(gè)面板指示燈中的16個(gè)面板指示燈通過(guò)數(shù)據(jù)總線以及鎖存器接入cpu核心，其余5個(gè)面板指示燈直接接入cpu核心的io口。

本發(fā)明公開的配電自動(dòng)化終端，其有益效果在于，提高核心單元集成度和設(shè)備可靠性，同時(shí)滿足多路信息指示和多路通信連接的實(shí)際需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的板卡配置圖。

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

附圖標(biāo)記包括：10-電源板卡；11-直流信號(hào)采集單元；12-電池活化控制繼電器；13-電源分合閘繼電器；20-26-第一至第六開入板卡；31-第一開出板卡；32-第二開出板卡；40-擴(kuò)展板卡；50-主控板卡；51-cpu核心；52-網(wǎng)絡(luò)通訊接口；53-串口通訊接口；54-加密模塊；55-測(cè)溫模塊；56-sram存儲(chǔ)器；57-flash存儲(chǔ)器；58-fram存儲(chǔ)器；59-面板指示燈；61-64-第一至第四交流板卡；71-76-ad轉(zhuǎn)換器；80-顯示模塊；100-插卡式機(jī)箱；200-母板。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種配電自動(dòng)化終端，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。

參見附圖的圖1和圖2，優(yōu)選地，所述配電自動(dòng)化終端設(shè)有插卡式機(jī)箱100和內(nèi)置于插卡式機(jī)箱的母板200，還包括相互獨(dú)立地插接于母板200的電源板卡10、第一至第六開入板卡（開關(guān)輸入量板卡）21-26、第一和第二開出板卡（開關(guān)輸出量板卡）31-32、主控板卡50和第一至第四交流板卡61-64。

優(yōu)選地，所述電源板卡10為上述其它各個(gè)用電器提供工作電源，并且可為外置無(wú)線通訊模塊提供通訊電源。其中，所述電源板卡10還設(shè)有直流信號(hào)采集單元11，所述電源板卡10用于兩路直流信號(hào)采樣，所述直流信號(hào)采集單元11同時(shí)與cpu核心51的內(nèi)置ad的2個(gè)輸入管腳電連接。其中，所述電源板卡10還設(shè)有電池活化控制繼電器12和電源分合閘繼電器13，所述電池活化控制繼電器12和電源分合閘繼電器13相互獨(dú)立地電連接cpu核心51的io口。

優(yōu)選地，所述第一至第六開入板卡21-26各自具有16路遙信信號(hào)，并且每個(gè)開入板卡的每路遙信信號(hào)相應(yīng)地設(shè)有1個(gè)遙信信號(hào)指示燈。其中，所述第一至開入板卡21-26共計(jì)具有96路遙信信號(hào)。

優(yōu)選地，所述第一和第二開出板卡31-32各自設(shè)有6路分合閘回路。其中第一和第二開出板卡31-32共計(jì)具有12路分合閘回路，并且每路分合閘回路對(duì)應(yīng)控制1條線路的分閘或者合閘。

優(yōu)選地，所述第一交流板卡61優(yōu)選采用二回路三相交流板卡，所述第一交流板卡61設(shè)有6個(gè)電壓互感器和6個(gè)電流互感器，對(duì)應(yīng)配置有6路電壓信號(hào)通道和6路電流信號(hào)通道；所述第二至第四交流板卡62-64優(yōu)選采用四回路三相交流板卡，所述第二至第四交流板卡62-64各自設(shè)有12個(gè)電流互感器，對(duì)應(yīng)配置有36路電流信號(hào)通道。換而言之，第一至第四交流板卡61-64共計(jì)配置有6路電壓信號(hào)通道和42路電流信號(hào)通道，匯總形成48路交流信號(hào)，每個(gè)交流板卡對(duì)應(yīng)12個(gè)交流信號(hào)。其中，上述42路電流信號(hào)通道對(duì)應(yīng)于14條線路，每條線路對(duì)應(yīng)3路電流信號(hào)通道。

優(yōu)選地，所述主控板卡50包括cpu核心51、內(nèi)置ad、io口、數(shù)據(jù)總線。其中，所述主控板卡50還包括第一至第六ad轉(zhuǎn)換器71-76，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器71-76同時(shí)與cpu核心51的數(shù)據(jù)總線并行連接，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器71-76各自設(shè)有8路采樣通道，共計(jì)48路采樣通道。其中，上述48路交流信號(hào)經(jīng)過(guò)pt/ct隔離變換后分別接入48路采樣通道。

值得一提的是，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器各自具有1個(gè)ad片選信號(hào)，上述6個(gè)ad片選信號(hào)經(jīng)由總ad片選信號(hào)通過(guò)38譯碼器擴(kuò)展而成。上述八通道十六位ad轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率較高，可達(dá)200ksps。上述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器71-76的48路采樣通道同步采樣，同步采樣過(guò)程中無(wú)需電子開關(guān)進(jìn)行切換輪流，使得每個(gè)周波具有較高的采樣點(diǎn)數(shù)，完全滿足國(guó)網(wǎng)新標(biāo)規(guī)定的每個(gè)周波80點(diǎn)的錄波要求。

進(jìn)一步地，所述第一至第六ad轉(zhuǎn)換器71-76優(yōu)選采用八通道十六位ad轉(zhuǎn)換器。

優(yōu)選地，所述第一至第六開入板卡21-26的96路遙信信號(hào)，經(jīng)光耦隔離后通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖器后接入cpu核心51的數(shù)據(jù)總線。

值得一提的是，所述第一至第六開入板卡21-26各自具有1個(gè)遙信片選信號(hào)，上述6個(gè)遙信片選信號(hào)經(jīng)由總遙信片選信號(hào)通過(guò)38譯碼器擴(kuò)展而成。其中，所述第一至第六開入板卡21-26還各自具有1個(gè)第一插卡確認(rèn)信號(hào)，上述6個(gè)第一插卡確認(rèn)信號(hào)相互獨(dú)立地接入cpu核心51的io口。

優(yōu)選地，所述第一和第二開出板卡31-32各自設(shè)有12個(gè)線路分合閘繼電器，所述第一和第二開出板卡31-32還各自具有1個(gè)第二插卡確認(rèn)信號(hào)、1個(gè)確認(rèn)輸出信號(hào)和1個(gè)開出板卡片選信號(hào)。其中，上述24個(gè)線路分合閘繼電器、2個(gè)第二插卡確認(rèn)信號(hào)、2個(gè)確認(rèn)輸出信號(hào)和2個(gè)開出板卡片選信號(hào)相互獨(dú)立地接入cpu核心51的io口。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有2路網(wǎng)絡(luò)通訊接口52，所述網(wǎng)路通訊接口52優(yōu)選均采用rj45接口，其中一路用于cpu內(nèi)部通訊，采用dp8384cw網(wǎng)絡(luò)芯片，另一路通過(guò)數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展，采用frambi網(wǎng)絡(luò)芯片。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有5路串口通訊接口53，其中一路串口通訊接口53作為維護(hù)口，通訊方式固定采用rs232方式，上述作為維護(hù)口的串口通訊接口53的接口端子采用rj45接口；其他4路串口通訊接口53的通訊方式可通過(guò)撥碼開關(guān)在rs232方式和rs485方式之間進(jìn)行切換，上述其他4路串口通訊接口53的接口端子均采用拔插式綠色端子。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有加密模塊54，所述加密模塊54用于程序安全認(rèn)證，所述加密模塊54與cpu核心51之間采用spi連接。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有測(cè)溫模塊55，所述測(cè)溫模塊55用于測(cè)量插卡式機(jī)箱100的內(nèi)部溫度，所述測(cè)溫模塊55接入cpu核心51的io口。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有sram存儲(chǔ)器56、flash存儲(chǔ)器57和fram存儲(chǔ)器（非易失性鐵電存儲(chǔ)器）58，所述sram存儲(chǔ)器56和flash存儲(chǔ)器57均用于數(shù)據(jù)交換和事件記錄，所述sram存儲(chǔ)器56和flash存儲(chǔ)器57相互獨(dú)立地接入cpu核心51的數(shù)據(jù)總線，所述fram存儲(chǔ)器58用于存儲(chǔ)交流和直流測(cè)量的校正系數(shù)，所述fram存儲(chǔ)器58與cpu核心51之間采用i2c連接。

優(yōu)選地，所述主控板卡50還設(shè)有21個(gè)面板指示燈59，所述面板指示燈59用于指示運(yùn)行、通信、異常、告警、閉鎖、保護(hù)、失電、電池、活化及各條線路狀態(tài)。其中，由于cpu核心51的io口有限，上述21個(gè)面板指示燈59中的16個(gè)面板指示燈59通過(guò)數(shù)據(jù)總線以及鎖存器接入cpu核心51，其余5個(gè)面板指示燈59直接接入cpu核心51的io口。

進(jìn)一步地，所述面板指示燈59優(yōu)選采用三組合led燈，上述led燈包括但不限于紅色led燈、綠色led燈。

可選地，所述配電自動(dòng)化終端還包括擴(kuò)展板卡40，所述擴(kuò)展板卡40插接于母板200，所述擴(kuò)展板卡40可用于支持內(nèi)置式無(wú)線通訊模塊。

可選地，所述配電自動(dòng)化終端還包括顯示模塊80，所述顯示模塊80作為可選配件，將顯示模塊80與主控板卡50相應(yīng)的通訊接口連接即可。其中，所述顯示模塊80可作為獨(dú)立運(yùn)行單元，可設(shè)有獨(dú)立的cpu核心，并配有液晶顯示器、輸入鍵盤和運(yùn)行指示燈。

根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例，sram、flash、fram各分配一個(gè)片選，ad轉(zhuǎn)換器、di板卡和信號(hào)指示燈共用一個(gè)片選，這個(gè)片選信號(hào)加地址線，用74lvc139快速譯碼器擴(kuò)展出3個(gè)片選再分配給ad轉(zhuǎn)換器、di板卡和信號(hào)指示燈。ad轉(zhuǎn)換器和di板卡的片選，加地址線，再用74lvc138快速譯碼器各自擴(kuò)展出6個(gè)片選各自分配給6片ad轉(zhuǎn)換器和6塊di板卡。

此外，部分外設(shè)直接與cpu核心引出的數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接，如sram、flash和fram。6片ad轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線和6塊di板卡的數(shù)據(jù)總線各自都采用2片74lvc245快速總線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。連接到面板指示燈的數(shù)據(jù)總線則采用帶鎖存的74hc574進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

此外，由于cpu核心的讀信號(hào)rd所連接的外設(shè)有9個(gè)之多，有sram、flash、fram和6片ad轉(zhuǎn)換器。其中fram芯片對(duì)總線讀信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力有一定的要求，外設(shè)過(guò)多會(huì)影響該芯片的通信功能。為此，將cpu核心引出的rd信號(hào)與sram、flash和fram的rd引腳進(jìn)行直連，但在連接到6片ad轉(zhuǎn)換器的rd引腳之前，先串聯(lián)一個(gè)50歐姆電阻。在不影響ad轉(zhuǎn)換性能的前提之下，整體削弱了rd線上的負(fù)載，使得總線上所連接的所有外設(shè)均能正常工作。通過(guò)充分發(fā)揮cpu核心的數(shù)據(jù)總線功能，大大提升核心單元的集成度。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠旨夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍。