一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，包括安裝機盒，所述安裝機盒內(nèi)安裝有接收模塊和控制單元，所述控制單元連接有負(fù)載光纖，所述接收模塊包括接收天線，所述接收天線的輸出端連接有信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊的輸出端還連接有解調(diào)器；所述控制單元包括核心控制器，所述核心控制器連接有信號采樣模塊、信號處理模塊和通信模塊，所述信號采樣模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖，所述核心控制器還連接有電源模塊，所述接收模塊與核心控制器之間還連接有合并單元接口；本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動保護既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問題，又可以解決依靠GPS同步帶來的信息安全問題，保障我國電網(wǎng)的安全運行。
【專利說明】
一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及北斗應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要方向，與智能變電站相關(guān)的技術(shù)研究也成為電網(wǎng)技術(shù)的研究熱點。作為智能化變電站的重要組成部分，光纖差動保護也成為重要研究對象。相對于其他保護，光纖差動保護具有原理簡單、可靠性較高、動作迅速等優(yōu)勢。為確保差動保護正確動作，控制系統(tǒng)需要同時獲得線路兩端的瞬時采樣數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是否是同一時刻的采樣值對于差動保護能否正確動作有很大的影響。因此線路兩側(cè)的同步問題是需要解決重要問題。對于線路差動保護的同步方式有很多種方法，但這些數(shù)據(jù)同步方式存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高或信息安全的問題，并不適用于現(xiàn)在國內(nèi)的智能化變電站。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對以上問題，本發(fā)明提供了一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問題，又可以解決依靠GPS同步帶來的信息安全問題，保障我國電網(wǎng)的安全運行，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，包括安裝機盒，所述安裝機盒內(nèi)安裝有接收模塊和控制單元，所述控制單元連接有負(fù)載光纖，所述接收模塊包括接收天線，所述接收天線的輸出端連接有信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊的輸出端還連接有解調(diào)器;所述控制單元包括核心控制器，所述核心控制器連接有信號采樣模塊、信號處理模塊和通信模塊，所述信號采樣模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖，所述核心控制器還連接有電源模塊，所述接收模塊與核心控制器之間還連接有合并單元接口。
[0005]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號調(diào)理模塊包括低噪聲信號放大器，所述低噪聲信號放大器的輸出端連接有帶選濾波器，所述帶選濾波器的輸出端連接有混頻器，所述混頻器的輸出端連接到解調(diào)器。
[0006]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號采樣模塊包括電子式電流互感器和電壓互感器，所述電子式電流互感器和電壓互感器的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0007]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號處理模塊包括延時器和解碼器，所述延時器的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器，所述數(shù)據(jù)二次采樣器連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端。
[0008]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通信模塊包括編碼器和網(wǎng)絡(luò)適配器，所述編碼器的輸出端連接有GPRS收發(fā)器。
[0009]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊包括可充電蓄電池，所述可充電蓄電池的輸出端連接有電壓變換器。
[0010]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述合并單元接口采用MU7320A芯片，且合并單元接口內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再從合并口輸出。
[0011]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述核心控制器采用FPGA控制器，核心控制器內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器還連接有DDR雙倍率隨機存儲器和數(shù)據(jù)備份存儲器，所述數(shù)據(jù)備份存儲器采用TF存儲卡。
[0012]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述安裝機盒上表面還鑲嵌有液晶顯示器和操作按鈕，所述液晶顯示器和操作按鈕的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器，所述電平轉(zhuǎn)換器連接到核心控制器。
[0013]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述安裝機盒上還安裝有擴展接口，所述擴展接口包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，通過設(shè)置接收模塊，利用接收天線和信號調(diào)理模塊，接收來自北斗衛(wèi)星的信號并進行相應(yīng)處理，提高精度和安全性能;通過設(shè)置合并單元接口，方便有效的實現(xiàn)了授時脈沖的轉(zhuǎn)換；通過設(shè)置通信模塊，利用網(wǎng)絡(luò)適配器和GPRS收發(fā)器實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，提高裝置的靈活性；本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動保護既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問題，又可以解決依靠GPS同步帶來的信息安全問題，保障我國電網(wǎng)的安全運行。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1-安裝機盒;2-接收模塊;3-控制單元;4-負(fù)載光纖;5-接收天線;6_信號調(diào)理模塊;7-解調(diào)器;8-核心控制器;9-信號米樣模塊;10-信號處理模塊；11-通信模塊；12-電源模塊；13-合并單元接口； 14-低噪聲信號放大器；15-帶選濾波器；16-混頻器；17-電流互感器；18-電壓互感器；19-擴展接口； 20-模數(shù)轉(zhuǎn)換器;21-延時器;22-解碼器;23-數(shù)據(jù)二次采樣器;24-編碼器;25-網(wǎng)絡(luò)適配器;26-可充電蓄電池;27-電壓變換;28-DDR雙倍率隨機存儲器;29-數(shù)據(jù)備份存儲器;30-液晶顯示器;31-操作按鈕;32-電平轉(zhuǎn)換器;33-GPRS收發(fā)器。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]實施例:
[0020]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，包括安裝機盒I，所述安裝機盒I內(nèi)安裝有接收模塊2和控制單元3，所述控制單元3連接有負(fù)載光纖4，所述接收模塊，2包括接收天線5，所述接收天線5的輸出端連接有信號調(diào)理模塊6，所述信號調(diào)理模塊6的輸出端還連接有解調(diào)器7;所述控制單元3包括核心控制器8，所述核心控制器8連接有信號采樣模塊9、信號處理模塊10和通信模塊11，所述信號采樣模塊9的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖4，所述核心控制器8還連接有電源模塊12，所述接收模塊2與核心控制器8之間還連接有合并單元接口 13。
[OO21 ]所述信號調(diào)理模塊6包括低噪聲信號放大器14，所述低噪聲信號放大器14的輸出端連接有帶選濾波器15，所述帶選濾波器15的輸出端連接有混頻器16，所述混頻器16的輸出端連接到解調(diào)器7;所述信號采樣模塊9包括電子式電流互感器17和電壓互感器18，所述電子式電流互感器17和電壓互感器18的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器20;所述信號處理模塊10包括延時器21和解碼器22，所述延時器21的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器23，所述數(shù)據(jù)二次采樣器23連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端;所述通信模塊11包括編碼器24和網(wǎng)絡(luò)適配器25，所述編碼器24的輸出端連接有GPRS收發(fā)器33。
[0022 ]所述電源模塊12包括可充電蓄電池26，所述可充電蓄電池26的輸出端連接有電壓變換器27;所述合并單元接口 13采用肌]732(^芯片，且合并單元接口 13內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再從合并口輸出;所述核心控制器8采用FPGA控制器，核心控制器8內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器8還連接有DDR雙倍率隨機存儲器28和數(shù)據(jù)備份存儲器29，所述數(shù)據(jù)備份存儲器29采用TF存儲卡;所述安裝機盒I上表面還鑲嵌有液晶顯示器30和操作按鈕31，所述液晶顯示器30和操作按鈕31的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器32，所述電平轉(zhuǎn)換器32連接到核心控制器8;所述安裝機盒I上還安裝有擴展接口 19，所述擴展接口 19包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
[0023]本發(fā)明的工作原理:所述安裝機盒I用于安裝固定所有的電氣元件，所述接收模塊2用于接收來自北斗定位系統(tǒng)的信號，所述控制單元3用于實現(xiàn)差動保護控制;且一般情況下兩個保護裝置相對連接形成一組；
[0024](I)所述接收天線5接收到衛(wèi)星發(fā)出的脈沖信號并給智能變電站所有智能化裝置授時，所述信號調(diào)理模塊6將接收到的信號進行調(diào)整處理，所述低噪聲信號放大器14將接受到的衛(wèi)星信號進行放大處理，所述帶選濾波器15將放大后的信號進行濾波操作，濾除雜波；濾波后的信號再進入混頻器16與本振信號進行混頻，混頻后的信號再送入解調(diào)器7進行解調(diào)操作，還原成數(shù)據(jù)信號；
[0025](2)所述合并單元接口 13將接收到的數(shù)據(jù)進行額定延后打包發(fā)送給控制單元3處理，所述核心控制器8通過信號采樣模塊9采集光纖電路的相關(guān)數(shù)據(jù)，所述電流互感器17和電壓互感器18分別采集電路中的電流信息和電壓信息，采集到的信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器20轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，在送入到核心控制器8;
[0026](3)所述核心控制器8利用信號處理模塊10實現(xiàn)同步處理，所述延時器21根據(jù)接收到的衛(wèi)星發(fā)出的脈沖信號確定對采集信號的延時時長，所述解碼器22將接收到的加密數(shù)據(jù)進行解碼處理，所述數(shù)據(jù)二次采樣器23根據(jù)延時信號對傳輸過來的數(shù)據(jù)根據(jù)各MU的延時對多個MU數(shù)據(jù)進行重采樣及插值計算，完成本側(cè)所有保護采樣數(shù)據(jù)的同步；
[0027](4)所述通信模塊11同步好的數(shù)據(jù)、時間標(biāo)簽以及采樣序號發(fā)送至對側(cè)的保護裝置，所述編碼器24將待發(fā)送信息進行編碼處理，所述網(wǎng)絡(luò)適配器25進行參數(shù)配置，所述GPRS收發(fā)器33按照配置好的網(wǎng)絡(luò)通路將信號發(fā)送出去；同時也接收對側(cè)發(fā)過來的相關(guān)數(shù)據(jù);兩側(cè)的保護裝置經(jīng)通信模塊11交換采樣數(shù)據(jù)信息，完成差動保護的邏輯
[0028](5)所述可充電蓄電池26為整個裝置供電，所述電壓變換器27將電池輸出電壓變換成各個模塊所需電壓;所述DDR雙倍率隨機存儲器28用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機存儲，從而擴大內(nèi)存提高核心處理器8的處理運行速度，所述數(shù)據(jù)備份存儲器29將采集處理后的數(shù)據(jù)進行存儲備份;所述液晶顯示器30和操作按鈕31用于實現(xiàn)命令輸入和顯示功能，實現(xiàn)了人機交互，所述電平轉(zhuǎn)換器32實現(xiàn)不同電平之間的相互轉(zhuǎn)換;所述擴展接口 19可以實現(xiàn)多個設(shè)備之間互聯(lián)或者連接上位機及其他移動設(shè)備。
[0029]該基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，通過設(shè)置接收模塊2，利用接收天線5和信號調(diào)理模塊6，接收來自北斗衛(wèi)星的信號并進行相應(yīng)處理，提高精度和安全性能;通過設(shè)置合并單元接口 13，方便有效的實現(xiàn)了授時脈沖的轉(zhuǎn)換;通過設(shè)置通信模塊11，利用網(wǎng)絡(luò)適配器25和GPRS收發(fā)器33實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，提高裝置的靈活性;本發(fā)明基于北斗的智能化光纖差動保護既能解決傳統(tǒng)同步方式的精度問題，又可以解決依靠GPS同步帶來的信息安全問題，保障我國電網(wǎng)的安全運行。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，包括安裝機盒(I)，所述安裝機盒(I)內(nèi)安裝有接收模塊(2)和控制單元(3)，所述控制單元(3)連接有負(fù)載光纖(4)，其特征在于:所述接收模塊(2)包括接收天線(5)，所述接收天線(5)的輸出端連接有信號調(diào)理模塊(6)，所述信號調(diào)理模塊(6)的輸出端還連接有解調(diào)器(7);所述控制單元(3)包括核心控制器(8)，所述核心控制器(8)連接有信號采樣模塊(9)、信號處理模塊(10)和通信模塊(11)，所述信號采樣模塊(9)的數(shù)據(jù)輸入端連接到負(fù)載光纖(4)，所述核心控制器(8)還連接有電源模塊(12)，所述接收模塊(2)與核心控制器(8)之間還連接有合并單元接口( 13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述信號調(diào)理模塊(6)包括低噪聲信號放大器(14)，所述低噪聲信號放大器(14)的輸出端連接有帶選濾波器(15)，所述帶選濾波器(15)的輸出端連接有混頻器(16)，所述混頻器(16)的輸出端連接到解調(diào)器(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述信號采樣模塊(9)包括電子式電流互感器(17)和電壓互感器(18)，所述電子式電流互感器(17)和電壓互感器(18)的輸出端還連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述信號處理模塊(10)包括延時器(21)和解碼器(22)，所述延時器(21)的輸出端還連接有數(shù)據(jù)二次采樣器(23)，所述數(shù)據(jù)二次采樣器(23)連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(20)的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述通信模塊(II)包括編碼器(24)和網(wǎng)絡(luò)適配器(25)，所述編碼器(24)的輸出端連接有GPRS收發(fā)器(33)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述電源模塊(12)包括可充電蓄電池(26)，所述可充電蓄電池(26)的輸出端連接有電壓變換器(27)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述合并單元接口(13)采用MU7320A芯片，且合并單元接口(13)內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且兩側(cè)分別設(shè)置有多個采集口和合并口，采集口接入A/D轉(zhuǎn)換模塊后再從合并口輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述核心控制器(8)采用FPGA控制器，核心控制器(8)內(nèi)置有N1Sn嵌入式軟核處理器，所述核心控制器(8)還連接有DDR雙倍率隨機存儲器(28)和數(shù)據(jù)備份存儲器(29)，所述數(shù)據(jù)備份存儲器(29)采用TF存儲卡。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述安裝機盒(I)上表面還鑲嵌有液晶顯示器(30)和操作按鈕(31)，所述液晶顯示器(30)和操作按鈕(31)的數(shù)據(jù)端連接有電平轉(zhuǎn)換器(32)，所述電平轉(zhuǎn)換器(32)連接到核心控制器(8)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗的智能化光纖差動保護裝置，其特征在于:所述安裝機盒(I)上還安裝有擴展接口(19)，所述擴展接口(19)包括光纖接入口、USB接口和RS232串行通信接口。
【文檔編號】H02J13/00GK106059089SQ201610575842
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】宋琪, 陳之典, 王威, 鄧禹, 陳坤, 舒航, 鄧松林, 徐盼盼
【申請人】蕪湖航飛科技股份有限公司