[发明专利]光纤电流互感器在配电网自动化中的硬件架构

说明书

本发明涉及光纤电流互感器在配电网自动化中的硬件架构，属于电流互感器技术领域；所述电源板与ARM板相互连接；所述ARM板通过双口ARM与DSP板相互连接；所述DSP板与PT板、遥信板、遥控板连接；所述光纤电流互感器板分别与DSP板、ARM板连接。通过采集线路的电压、电流量，提供零序过电压、零序过电流、线路过负荷、线路三相过电流等检测功能；能够自动快速判别线路是否发生故障，区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障，并将故障信息和性质及时主动上报给配电网自动化系统，以便进行相应故障处理。

技术领域

本发明涉及光纤电流互感器在配电网自动化中的硬件架构，属于电流互感器技术领域。

背景技术

互感器是电力系统中主要的保护和监控设备之一。随着电力系统向高电压、大容量发展,传统的基于电磁感应的原理制成的电磁式电流互感器暴露出越来越多的问题,主要问题有:含有铁心,易饱和,对高频信号响应性较差,对线路上的暂态信号不能响应；绝缘结构复杂,尺寸大,造价高,设备安装检修不方便；存在潜在危险,如果二次负载出现开路就会产生高电压,危害设备和人身的安全,含油的互感器还有爆炸的危险；另外,随着数字技术在电力系统中的广泛应用,为了使传统的互感器和数字设备接口,需要在两者之间加上电流变换器。

光电子和光纤通讯的发展,推动了新型光纤电流互感器(OCT)的研究与应用。和传统的电流互感器相比,OCT有如下优点:不含油,尺寸小,绝缘结构简单,不会有安全隐患；不含铁心,不会有磁饱和现象；测量带宽和精度高；使用光纤传输信号,可以有效地防止电磁干扰；其输出可以方便地与计算机接口。

光纤电流互感器在配电网自动化中的应用越来越广，现有的内部硬件架构都很简单，无法达到预期的技术效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的光纤电流互感器在配电网自动化中的硬件架构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含电源板、DSP板、ARM板、光纤电流互感器板、PT板、遥信板、遥控板；所述电源板与ARM板相互连接；所述ARM板通过双口ARM与DSP板相互连接；所述DSP板与PT板、遥信板、遥控板连接；所述光纤电流互感器板分别与DSP板、ARM板连接。

作为优选，所述ARM板配置了RS232调试口、以太网口、RS232/485口、GPRS模块以及光纤通信接口，实现终端同主站之间的数据交换功能。

作为优选，所述ARM板拥有大容量的程序空间、SDRAM、I/O口以及SCI、SPI、I2C、Ethernet接口，使用双口RAM与采样DSP板交换数据；芯片具有IEEE1588硬件支持功能，其时钟精确性能达到40ns，可满足IEC61850协议所需的精确对时要求。

作为优选，所述DSP板通过双口RAM与通信ARM板进行数据交换，是整个设备的处理中心，最大容量可设计为40路遥测、64路遥信、10路遥控，可满足10条线路开闭所的测量和遥控的技术要求；FPGA芯片负责收集各采集板的采样数据，同时也是命令下发的中间通道；DSP板还拥有程序存储空间NORFLASH、RAM等接口；另外还具有CAN通信口、RS232调试口、数字量输入和输出。

作为优选，所述每块光纤电流互感器板完成6路交流电流和2路零序电流的采集和模数转换功能，6路交流电流是通过接收光纤电流互感器的光信号转换为CPU能接受的信号，2路零序电流是通过接收传统电流互感器的电流信号转换为CPU能接受的信号，一般采集两条线路的三项交流电流量和零序电流量。交流电流可测最大一次侧电流10000A，零序电流量程可通过电阻改变，一般为0-1A。