CN202394060U - 基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 - Google Patents
基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202394060U CN202394060U CN2011204792035U CN201120479203U CN202394060U CN 202394060 U CN202394060 U CN 202394060U CN 2011204792035 U CN2011204792035 U CN 2011204792035U CN 201120479203 U CN201120479203 U CN 201120479203U CN 202394060 U CN202394060 U CN 202394060U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- point
- cpu
- fpga
- model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，包括处理器板和副板；处理器板上设有CPU和连接CPU的存储模块、模式选择模块、第一电源模块；处理器板和副板之间通过插针式连接器插接。副板上设有FPGA、同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、若干以太网模块、网口调试模块和第二电源模块；FPGA连接同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、CPU和第二电源模块；CPU连接若干以太网模块、网口调试模块和FPGA。本实用新型解决了模拟采样和数字采样并存的问题；解决了精密时钟对时问题；解决了八路点对点输出功耗、同步困难的问题。
Description
【技术领域】
本实用新型属于电力电子领域，特别涉及一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，可应用于各种电压等级的交直流测量装置中。
【背景技术】
中国国家电网公司在2009年5月提出“坚强智能电网”发展规划，提出要建设以特高压电网为骨干、各级电网协调发展的坚强电网为基础，其建设计划分为三个阶段：2009-2010年将重点开展智能电网发展规划工作；2011-2015年为全面建设阶段；2016-2020年为引领提升阶段。
通过一次设备智能化技术研究和应用，切实掌控一次设备的运行状态，从容应对新能源的接入、提升电网的运行可靠性及效率、增强抵御各种自然灾害的能力，实现从原先的事故检修、定期检修；过渡到状态检修，提高一次设备的利用效率及减少维护费用，提高预警设备的故障信息。电子式互感器，包括采集单元，合并单元，作为保护，测控设备的数据源，重要性呼之欲出！
随着国家对智能电网的战略部署、重点投资和建设，将会有越来越多的老站改造工程出现，要求合并单元也能接收模拟采样，也有可能出现模拟采样和数字采样并存。另外母线MU与线路MU的通信，电子式PT用MU和电子式CT用MU的通信问题。往往每个工程都存在或多或少的差异。这就要求合并单元要具有灵活的配置方案。根据实际工程需要以及《智能变电站技术导则》Q/GDW383-2009标准，对电子式互感器及其合并单元各项参数提出了更高的要求：
1)每个合并单元应能满足最多16路模拟采样输入和12路数字采样。
2)支持IEEE1588v2精密时钟对时协议。
3)合并单元之间能进行最多15路的串行通信；
4)合并单元应能支持最多5路的开入开出功能；
5)合并单元应能支持IEC61850-9-1，IEC61850-9-2等规约，8路点对点输出，在工程应用时能灵活配置。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，解决新建智能化变电站以及老站改造工程对合并单元功能和性能越来越高的要求。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，包括处理器板和副板；处理器板上设有CPU和连接CPU的存储模块、模式选择模块、第一电源模块；处理器板和副板之间通过插针式连接器插接。
本实用新型进一步的改进在于：副板上设有FPGA、同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、若干以太网模块、网口调试模块和第二电源模块；FPGA连接同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、CPU和第二电源模块；CPU连接若干以太网模块、网口调试模块和FPGA。
本实用新型进一步的改进在于：CPU的型号为MPC8272CZQMIBA。
本实用新型进一步的改进在于：FPGA的型号为XC3S1200E-4FG400I。
本实用新型进一步的改进在于：模拟采样模块的型号为MAX11046。
本实用新型进一步的改进在于：点对点输出模块的型号为LXT9785HE。
本实用新型进一步的改进在于：同步模块的型号为DP83640。
本实用新型进一步的改进在于：所述若干以太网模块包括用于1588对时的第一以太网模块和用于组网的第二以太网接口。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：1.不同工程，采样方式，输出通道差异较大，采用本实用新型技术方案，只需要更换相应副板，成本低廉，解决了升级复杂，资源浪费的问题；2.解决了模拟采样和数字采样并存的问题；3.解决了IEEE1588v2精密时钟对时问题；4.解决了八路点对点输出功耗、同步困难的问题。
【附图说明】
图1为本实用新型合并单元核心板的结构框图。
图2为点对点输出示意图。
图3为模拟采样部分示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：本核心板为合并单元提出了一种新的解决方案。不仅满足电力***智能化建设对合并单元的最新要求。而且提供了多种灵活配置方案。能满足各种新型变电站建设和老站改造工程。性能稳定可靠。
参考图1，为本实用新型合并单元硬件核心板的构架。包括FPGA、CPU、同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、以太网模块1、以太网模块2、网口调试模块、存储模块、模式选择模块和电源模块。FPGA连接同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块和CPU，CPU连接以太网模块1、以太网模块2、网口调试模块、存储模块、模式选择模块、电源模块和FPGA。本实用新型中微处理器选用飞思卡尔的PowerPC的MPC8272CZQMIBA。FPGA选用XILINX的XC3S1200E-4FG400I。模拟采样模块AD转换选用MAX11046，点对点输出模块选用LXT9785HE，1588精密时钟对时选用DP83640。本实用新型核心板包括处理器板和副板，CPU、模式选择模块、存储模块和电源模块设置于处理器板上，其余模块设置于副板上，副板上设有给副板各模块供电的电源模块，处理器板上安装有4组插针式连接器；处理器板与副板通过4组插针式连接器进行连接通讯。
一次母线的电流电压信号，采样到板子中，进入FPGA进行校验、解析、同步处理，再打包发送到CPU中做线性差值，虑零漂处理然后按照IEC61850-9-2协议打包回传给FPGA。FPGA通过内部mac核发送点对点数据或者按照FT3协议发送串行数据。点对点数据经过点对点输出模块被送到测控保护设备中，作为开关动作的依据。串行数据经过串行输出模块被送到测控保护设备中，作为开关动作的依据。
同步模块，可接收B码光信号和秒脉冲光信号；光信号进入同步模块的光线收发器(型号：HFBR-2412)后转成相应电信号，再送到FPGA中。
模拟采样模块：模拟信号先经过小变换器，转换成额定小电压信号，再送到模拟采样模块(型号：max11046)芯片中，该模拟采样模块可接收8路采样数据。本实用新型核心板用了两片max11046，共用16位数据总线，通过片选来选择，可同时接收16位电流电压信号。
数字采样模块：通过光口，把数字量采样信号转成电信号送到FPGA中。通常可接受三路电流，三路电压信号。如果工程需要，可通过其他副板扩展4路光接收接口。
点对点模块：选用lxt9785芯片，把FPGA打包好的数据差分输出，再由驱动3967芯片驱动到光发射口HFBR-1414发送出去。可支持八路不同mac地址的点对点输出。
串行模块：FPGA发出的多路串行数据直接经驱动串行模块(型号：74ALVC164245)后通过光口发送给测控保护设备。
以太网模块1和2通过AFBR-5803接收光信号，经物理层芯片lxt971传到CPU中的fcc接口。两路数据一路用于1588对时，一路用于组网。
存储模块：包括flash存储程序，由两块缓存sdam并联使用。
模式选择模块：用于切换调试模式与工程应用模式。
电源模块(型号：MAX1951)为核心板提供3.3v电源、1.5v电源。
参考图1及图2所示，FPGA接收多路数字采样和模拟采样信号，数字采样部分，采用HFBR-2412光口接收，光电转换后，送到FPGA中，模拟采样信号先经过A/D转换，再送到FPGA中。FPGA还要接收站段同步信号，对采样信号进行串并转换，同步处理，解码校验后送给CPI。并且接收CPU回传的IEC61850-9的数据包和FT3数据包。点对点输出经mac核控制，通过物理层lxt9785发送给HFBR-1414，经电光转换，以光信号发送到保护、测控装置中。另外FPGA发送FT3数据，以差分形式经母板发送到串行收发板上。经差合，电光转换后，以光信号发送出去。这样有效的抑制了信号衰减和共模干扰。
参考图3，模拟采样部分示意图。电子式互感器通过线圈采集到一次母线电压或者电流信号，先通过集成小变压器转换成1.5v(测量通道)，150mv(保护通道)，再经母板送到核心板底板中。选用MAX11046芯片8路16位A/D转换。可接受范围为-10V～+10V，简化了分压网络。节省板子空间，降低了板子功耗。
本实用新型中CPU采用PowerPC的mpc8272。自带两路独立的mac控制器，一路接收GOOSE报文输入，一路用来1588v2精密对时。另外CPU读取FPGA提供的数据，按照IEC61850进行信息建模，通过双口ram回传FPGA。还负责监控采样信号，零漂处理等工作。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (8)
1.一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：包括处理器板和副板；处理器板上设有CPU和连接CPU的存储模块、模式选择模块、第一电源模块；处理器板和副板之间通过插针式连接器插接。
2.如权利要求1所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：副板上设有FPGA、同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、若干以太网模块、网口调试模块和第二电源模块；FPGA连接同步模块、数字采样模块、模拟采样模块、点对点输出模块、串行输出模块、CPU和第二电源模块；CPU连接若干以太网模块、网口调试模块和FPGA。
3.如权利要求1所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：CPU的型号为MPC8272CZQMIBA。
4.如权利要求2所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：FPGA的型号为XC3S1200E-4FG400I。
5.如权利要求2所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：模拟采样模块的型号为MAX11046。
6.如权利要求2所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：点对点输出模块的型号为LXT9785HE。
7.如权利要求2所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：同步模块的型号为DP83640。
8.如权利要求2所述的一种基于PowerPC***的合并单元硬件核心板，其特征在于：所述若干以太网模块包括用于1588对时的第一以太网模块和用于组网的第二以太网接口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011204792035U CN202394060U (zh) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | 基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011204792035U CN202394060U (zh) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | 基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202394060U true CN202394060U (zh) | 2012-08-22 |
Family
ID=46668972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011204792035U Expired - Lifetime CN202394060U (zh) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | 基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202394060U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102901944A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 中国电力科学研究院 | 用于电子式互感器现场校验的b码时钟同步装置 |
| CN108763118A (zh) * | 2018-05-19 | 2018-11-06 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种powerpc和fpga的通信***及通信方法 |
| CN109739797A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 联想(北京)有限公司 | 一种电子设备 |
-
2011
- 2011-11-25 CN CN2011204792035U patent/CN202394060U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102901944A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 中国电力科学研究院 | 用于电子式互感器现场校验的b码时钟同步装置 |
| CN108763118A (zh) * | 2018-05-19 | 2018-11-06 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种powerpc和fpga的通信***及通信方法 |
| CN109739797A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 联想(北京)有限公司 | 一种电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101951024B (zh) | 一种数字化数据采集装置 | |
| CN103269125A (zh) | 一种智能变电站二次设备多功能集成配置平台*** | |
| CN103036216B (zh) | 应用于智能化变电站数字化母差保护***及时钟同步方法 | |
| CN103513130A (zh) | 一种基于全数字实时仿真的智能变电站二次设备试验平台 | |
| CN101719696A (zh) | 一种应用于数字化变电站的集中式母线保护装置及方法 | |
| CN202394060U (zh) | 基于PowerPC***的合并单元硬件核心板 | |
| CN202217149U (zh) | 高精度电力时间同步装置 | |
| CN201781417U (zh) | 级联型高压变频器pwm波发生控制*** | |
| CN102593955A (zh) | 一种综合性智能化时间频率测试***与测试方法 | |
| CN201887553U (zh) | 一种支持多通信规约的电子互感器合并单元 | |
| CN202948080U (zh) | 智能变电站继电保护测试信号转换装置 | |
| CN102545550A (zh) | 一种辅助变流器的控制装置及辅助变流器*** | |
| CN203260219U (zh) | 一种模拟合并单元仿真设备 | |
| CN203104110U (zh) | 基于多处理器平台的数字式线路保护测控装置 | |
| CN203405489U (zh) | 电能计量装置二次联合接线模块 | |
| CN202231347U (zh) | 智能化gis间隔智能监测装置的监测*** | |
| CN105226961B (zh) | 一种模块化三电平储能变流器 | |
| CN102694418B (zh) | 交流配电智能监控*** | |
| CN103472733A (zh) | 一种基于光纤通信的电力***数字实时仿真物理接口装置 | |
| CN105141035B (zh) | 过程层设备数据采集及控制*** | |
| CN202050256U (zh) | 基于dsp的ups控制*** | |
| CN202075618U (zh) | 智能远程测控终端 | |
| CN202076848U (zh) | 变电站站域集中自动控制装置 | |
| CN201717630U (zh) | 一种智能型防雷配电装置 | |
| CN203339807U (zh) | 基于磷酸铁锂电池的变电站直流电源集成监控*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120822 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |