DMU-830系列硬件原理-劉人杰

1、DMU-830原理電源插件為保護(hù)裝置提供穩(wěn)定的直流電源,輸出直流電壓+5V和+24V，其功能同NDY-8101，主要區(qū)別在于插件提供溫濕度監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)2路直流采集功能采集外部溫濕度傳感器的直流量，0-5V或4-20ma可選，直流采集后的值計(jì)算后通過(guò)GOOSE上送，參數(shù)可通過(guò)工具配置。插件提供2 路模擬信號(hào)輸入，當(dāng)每一路的二芯短路環(huán)裝在1,2 位置上時(shí)可以對(duì)該路的模擬電流量進(jìn)行測(cè)量; 當(dāng)二芯短路環(huán)裝在2,3位置上時(shí)可以對(duì)該路的模擬電壓量進(jìn)行測(cè)量。模擬量AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)IIC總線上背板送到CPU。 屬性直流通道零漂：mV電壓/電流輸入范圍精度（誤差范圍）DCM1對(duì)DCM110015V/42

2、0mA±5DCM2對(duì)DCM210015V/420mA±5NJL-8114交流變換插件可作為合并單元裝置的交流變換單元，用于將電流互感器二次電流隔離變換成弱電壓信號(hào)。插件共提供9路交流變換信號(hào)，分別有三路經(jīng)過(guò)JPCT5A/1A/0.12V-C24的變換信號(hào)、三路經(jīng)過(guò)DSH-TA16/26的變換信號(hào)和三路經(jīng)過(guò)DSH-TA3C/4C的變換信號(hào)。其中JPCT5A/0.12V-C24、JPCT1A/0.12V-C24 、DSH-TA16、 DSH-TA26、 DSH-TA3C、 DSH-TA4C 變換器的性能見(jiàn)表2：表2產(chǎn)品型號(hào)額定輸入額定輸出過(guò)載倍數(shù)匝數(shù)比精度適用場(chǎng)合電阻JPCT5

3、A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保護(hù)內(nèi)置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保護(hù)內(nèi)置680DSH-TA165A1.666mA403000:11%保護(hù)75DSH-TA261A1.666mA40600:11%保護(hù)75DSH-TA3C5A2.916V2513:10.2%測(cè)量?jī)?nèi)置300DSH-TA4C1A2.916V2103:10.2%測(cè)量?jī)?nèi)置300NJL-8122插件的原理采用中間變換器將電力系統(tǒng)二次交流電壓信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換為弱電壓信號(hào)。插件可提供3路保護(hù)電壓信號(hào)、3路測(cè)量電壓信號(hào)、1路零序電壓信號(hào)、3路保護(hù)電流信號(hào)輸入。電壓電流變換器規(guī)

4、格：100V/5V，300V/5V，5A/0.12V，1A/0.12V；電流變換器參數(shù)如表2：表2產(chǎn)品型號(hào)額定輸入額定輸出過(guò)載倍數(shù)匝數(shù)比精度適用場(chǎng)合電阻JPCT5A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保護(hù)內(nèi)置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保護(hù)內(nèi)置680產(chǎn)品型號(hào)額定輸入額定輸出精度適用場(chǎng)合DSH-TV1100V5V1%保護(hù)DSH-TV3300V5V1%保護(hù)采集插件（NCJ-8100）采集插件（NCJ-8100）：本插件將15路變送器輸出的電壓信號(hào)，通過(guò)濾波處理成為ADC采集的電壓信號(hào)；電路適應(yīng)電壓范圍為0±10V；具備3

5、路光脈沖發(fā)送回路，2路光光脈沖接收回路。插件自己產(chǎn)生正負(fù)15伏電源，具備正負(fù)15伏電源和+5伏電源監(jiān)視。J1A、J1C為印制板后端子交流線圈二次側(cè)輸出交流電壓引入交流線圈二次側(cè)輸出交流電流（交流線圈DSH-TA5A/1A）引入 采集插件工作直流電壓檢測(cè)引入輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)一階抗混疊濾波器、進(jìn)入AD器件（AD7606），其中第13、14、15路增加了可編程增益放大器作為電流測(cè)量回路，利用FPGA控制增益倍數(shù)，3路增益倍數(shù)可分別調(diào)節(jié)。使用了一塊FPGA（XC3S1200E）作為插件采集控制的智能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)ADC器件的采集模式以及數(shù)據(jù)交換控制。ADC數(shù)據(jù)光脈沖發(fā)送口輸出。根據(jù)FPGA程序可以使用不同的

6、數(shù)據(jù)格式輸出。ADC輸入阻抗1M歐姆具備一定的過(guò)壓保護(hù)，ADC可以控制啟動(dòng)時(shí)間，插件使用4塊8路的ADC,U16和U18一組，實(shí)現(xiàn)16路采樣，前13路用于采樣1到12通道和16通道；14、15、16路用于采樣13到15路通道， U17和U19一組，實(shí)現(xiàn)16路采樣，前13路用于采樣1到12通道和16通道；14、15、16路用于采樣+15V、-15V、+5V電源。這樣模擬量1到12和16通道實(shí)現(xiàn)了雙重化采集。插件背板端子設(shè)計(jì)了1個(gè)發(fā)送串口、5個(gè)接收串口用于和裝置主CPU交換數(shù)據(jù)。串口的UART控制器使用FPGA生成；串口電平為3.3V（FPGA管腳直接輸出），使用時(shí)一定不能帶電插拔插件。插件設(shè)計(jì)有

7、2路光接收口、3路光發(fā)送口用于和其他插件在裝置外部交換數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)有1組4個(gè)指示燈，其中2個(gè)用于指示接收口信號(hào)，狀態(tài)有軟件定義。另2個(gè)燈備用。規(guī)格1沒(méi)有接收模塊；規(guī)格2接收模塊工作速率可以達(dá)到20MHz；3路發(fā)送模塊工作速率可以達(dá)到20MHz。規(guī)格3和規(guī)格4具備3路接收、1路發(fā)送模塊。插件使用+5V電源供電，內(nèi)部所需+3.3V、+2.5V、1.2V、+15V、-15V由插件自己的電源芯片產(chǎn)生。其中+3.3V、+2.5V、1.2V正常時(shí)LED2燈亮，有任意一個(gè)電源故障時(shí)LED2燈滅。LED3燈用于監(jiān)視FPGA程序引導(dǎo)是否正常，當(dāng)正常引導(dǎo)時(shí)LED3燈亮，當(dāng)FPGA程序引導(dǎo)不成功時(shí)LED3燈滅。合并單

8、元更換采集插件后，采集不到測(cè)量數(shù)據(jù)，采集異常燈亮Ø 原因分析：可能和ADC插件有關(guān)，ADC插件有兩個(gè)版本，硬件1.31版本的通訊速率為8M, 晶振用的20mHZ，程序1.10 與新程序配合。硬件1.20版本的通訊速率為4M，采集器配置中配置速率,用的48M晶振，軟件也低與老程序1.00配合. CBB-810/NPU-8102插件CBB-810/NPU-8102插件主要作為區(qū)域電網(wǎng)集中式保護(hù)及綜合智能控制管理裝置的主CPU單元，完成合并器或者智能一次設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及智能控制功能.本插件采用飛思卡爾的 Power PC：MPC8377作為中央處理器，MPC8377內(nèi)置獨(dú)特的e300c4

9、內(nèi)核。片外存儲(chǔ)器包括：NOR FLASH包括4Mbits的SST29(39)VF040-70-4C-NH和512Mbit的S29GL512P11TFI020，并且支持SD存儲(chǔ)器。NPU-8102插件功能框圖1） 以太網(wǎng)口:2個(gè)光太網(wǎng)口，1個(gè)電以太網(wǎng)口，2個(gè)背板端子以太網(wǎng)接口（端子定義見(jiàn)表3）。2） RS-232通訊功能：1 個(gè)，位于插件內(nèi)部的白色連接器J6 上。3） FT3接收功能：規(guī)格.7.39.43有9路FT3接收,規(guī)格.6有8路FT3接收,規(guī)格.1.44.47有6路F

10、T3接收, 規(guī)格.2.45.48有3路FT3接收,規(guī)格.8.40無(wú)FT3接收功能（端子定義見(jiàn)表3）。4） 擴(kuò)展能力：一條擴(kuò)展總線可用于擴(kuò)展光纖接口、以太網(wǎng)等功能；12個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)用于擴(kuò)展AD轉(zhuǎn)換、開(kāi)入開(kāi)出等功能；一條IIC總線用于擴(kuò)展人機(jī)按鍵指示燈等功能。NPU-8102 1.3印制板之前，存在結(jié)構(gòu)性缺陷，銘牌上PPS對(duì)時(shí)插座未完全伸出銘牌，易造成短路，從而造成PPS回路U17（XC3S1200E）損壞。PPS GND正常阻值0.8M（有矩形波） 壞的2k（無(wú)脈沖變化）。CBB-810/NGJ-8112 SV

11、插CBB-810/NGJ-8112插件為合并單元的光纖插件。本插件包含1個(gè)全雙工光纖以太網(wǎng)口，光波長(zhǎng)1310nm；5個(gè)單發(fā)送以太網(wǎng)口，光波長(zhǎng)1310nm。采用單模光纖收發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。用于合并單元裝置與外部交換數(shù)據(jù)的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換和電光信號(hào)轉(zhuǎn)換。最多支持一個(gè)全雙工光纖以太網(wǎng)收發(fā)模塊（AFBR5803ATZ），和5路光發(fā)送模塊（HFBR1312TZ）.裝置最多配置兩個(gè)NGJ-8112 SV插件，一般只配置6#SV插件可滿足需要；6# NGJ-8112 SV收發(fā)插件提供1路SV數(shù)據(jù)收發(fā)端口，ST接口， 5路SV數(shù)據(jù)發(fā)送端口滿足保護(hù)等間隔裝置的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣要求，也可接入過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。 如

12、果電壓級(jí)聯(lián)接入的是9-2級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)電壓光纖要插到6#SV插件的R1光口。 端子圖擴(kuò)展插件CBB-810/NRC-8100本插件可用于智能單元的開(kāi)入開(kāi)出控制；由一塊FPGA（XC3S250E-4TQG144I）完成與CPU的通信，及邏輯控制功能。提供80路開(kāi)入信號(hào)，34路開(kāi)出信號(hào)。數(shù)字量開(kāi)入： 16路24V電壓等級(jí)開(kāi)入，光耦合隔離。2.2 擴(kuò)展數(shù)字量開(kāi)入：8路開(kāi)入通道(BD0BD7),通過(guò)8個(gè)片選信號(hào)(DI0_CS0DIO_CS7)擴(kuò)展成64個(gè)開(kāi)入通道。 2.3 擴(kuò)展數(shù)字量開(kāi)出：34開(kāi)出DOUT1DOUT34光耦隔離；其中DOUT1DOUT24共用一個(gè)啟動(dòng)電源，直接由插接端子引出，驅(qū)動(dòng)出口插件；

13、DOUT25DOUT34共用一個(gè)啟動(dòng)電源，開(kāi)出10路繼電器信號(hào)對(duì)應(yīng)本插件十路繼電器開(kāi)出繼電器。2.4 兩組啟動(dòng)電源各有三種方式供選擇，分別為（1）直接連至+24V電源，（2）由CPU的GPIO口控制啟動(dòng)，（3）由FPGA啟動(dòng)；選擇方法由背板控制。2.5 擴(kuò)展開(kāi)入、開(kāi)出邏輯關(guān)系由FPGA（復(fù)雜可編程邏輯器件XC3S100E-4TQ144I）編程實(shí)現(xiàn)。2.6 與CPU通信方式：差分異步串口。2.7 本插件電源輸入+24V，為啟動(dòng)繼電器提供電源; 電源輸出QD-GPIO為24V，由CPU控制啟動(dòng)；電源輸出QD-UART為24V，由FPGA控制啟動(dòng);電源輸入+24VA為OUT1OUT24擴(kuò)展開(kāi)出提供驅(qū)

14、動(dòng)電源, 自檢回讀信號(hào)是OUT_RET1；電源輸入+24VB為OUT25OUT34本插件十路繼電器提供驅(qū)動(dòng)電源, 自檢回讀信號(hào)是OUT_RET2 擴(kuò)展插件用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)入信號(hào)，即2#開(kāi)入插件的開(kāi)入量的識(shí)別靠擴(kuò)展插件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 NKR-8103是用于硬開(kāi)入插件，提供21路開(kāi)入量通道。該插件用于4U機(jī)箱,將外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入裝置。插件提供21路開(kāi)入量通道，將220 V（110 V）的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)為5 V的開(kāi)關(guān)量，通過(guò)光電隔離輸入保護(hù)裝置。KR121通道的動(dòng)作電壓值，該電壓應(yīng)為（55%75%）額定電壓. 當(dāng)檢修壓板投上時(shí)，裝置的檢修亮，裝置發(fā)出去的SV和GOOSE報(bào)文里的檢修位置1為何以前擴(kuò)展插件老開(kāi)入回路老

15、出故障，同以前npu-803，NTX-803,816的通訊RS485 RS232回路 的通訊插件老燒，NGJ-802的數(shù)據(jù)地址線控制線的245鎖存緩沖器器加入TVS管后等于加了一道保險(xiǎn)。即使TVS管擊穿后邊的芯片只要沒(méi)損壞就不影響后邊回路的信號(hào)。況且TVS管的耐擊穿電壓很高，一般是容易壞的。新一代智能變電站智能終端調(diào)試DMU-833N新特點(diǎn)：Ø 兩個(gè)CPU，合并單元，智能終端獨(dú)立，需要分別配置。Ø 光口分配-通訊插件Ø 支持曼碼接入電子式互感器Ø 支持光強(qiáng)監(jiān)視1.SV發(fā)送通過(guò)板卡上的硬件撥碼開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)配置配置工具里的sv發(fā)送光口選擇不起作用，需要發(fā)送S

16、V的光口插針打到OFF上。但是配置上eth5要勾上，eth5是SV總開(kāi)關(guān)。2.CPU2不要配置GOOSE接收如果配置會(huì)導(dǎo)致采集異常燈一直亮切換用的刀閘位置不能走GOOSE接收，只能走硬開(kāi)入。3.CPU上的光口，救活用，現(xiàn)場(chǎng)不用。4.B碼對(duì)時(shí)用通訊插件上的，CPU上的B碼現(xiàn)場(chǎng)不用。5.防跳回路采用外部端子實(shí)現(xiàn)。 采集器類型速率延時(shí) 交流插件0x048M（160點(diǎn)）230三相電壓及電流采集器級(jí)聯(lián)SV0x0A 1000Sv9-2數(shù)據(jù)（固定采集器9）級(jí)聯(lián)FT30x074M（80點(diǎn)）1000曼碼FT3電子式互感器0x014M（80點(diǎn)）250單相組合采集器合并單元配置：系數(shù)NPU-8102 PPB-802程序燒寫(xiě)注意事項(xiàng)p 升級(jí)程序時(shí)，應(yīng)將需要升級(jí)的程序（如：ipld_plat.elf ipld_bdh.elf npu8102_fpga.bin）全部下載完成后再重啟p 通過(guò)FTP下載程序文件，應(yīng)比較下載前后的大小一致后再重啟p 程序升級(jí)時(shí)，不能覆蓋devicechl.ini （模擬通道精度校正文件）p 建議現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完后，備份bin目錄中所有文件，方便后期維護(hù)配置注意事項(xiàng)p 配置工具中的采集器0與面板的采集器相對(duì)應(yīng)，以此類推p 9-2級(jí)聯(lián)的母線電壓相關(guān)通道（母線合并單元發(fā)送的即是一次值）無(wú) 需配置二次