DMU-830系列硬件原理-劉人杰

1、DMU-830原理電源插件為保護裝置提供穩(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)測功能，通過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，直流采集后的值計算后通過GOOSE上送，參數(shù)可通過工具配置。插件提供2 路模擬信號輸入，當每一路的二芯短路環(huán)裝在1,2 位置上時可以對該路的模擬電流量進行測量; 當二芯短路環(huán)裝在2,3位置上時可以對該路的模擬電壓量進行測量。模擬量AD轉換后的數(shù)字信號經(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DCM110015V/42

2、0mA±5DCM2對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。插件共提供9路交流變換信號，分別有三路經(jīng)過JPCT5A/1A/0.12V-C24的變換信號、三路經(jīng)過DSH-TA16/26的變換信號和三路經(jīng)過DSH-TA3C/4C的變換信號。其中JPCT5A/0.12V-C24、JPCT1A/0.12V-C24 、DSH-TA16、 DSH-TA26、 DSH-TA3C、 DSH-TA4C 變換器的性能見表2：表2產(chǎn)品型號額定輸入額定輸出過載倍數(shù)匝數(shù)比精度適用場合電阻JPCT5

3、A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保護內置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保護內置680DSH-TA165A1.666mA403000:11%保護75DSH-TA261A1.666mA40600:11%保護75DSH-TA3C5A2.916V2513:10.2%測量內置300DSH-TA4C1A2.916V2103:10.2%測量內置300NJL-8122插件的原理采用中間變換器將電力系統(tǒng)二次交流電壓信號隔離轉換為弱電壓信號。插件可提供3路保護電壓信號、3路測量電壓信號、1路零序電壓信號、3路保護電流信號輸入。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)品型號額定輸入額定輸出過載倍數(shù)匝數(shù)比精度適用場合電阻JPCT5A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保護內置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保護內置680產(chǎn)品型號額定輸入額定輸出精度適用場合DSH-TV1100V5V1%保護DSH-TV3300V5V1%保護采集插件（NCJ-8100）采集插件（NCJ-8100）：本插件將15路變送器輸出的電壓信號，通過濾波處理成為ADC采集的電壓信號；電路適應電壓范圍為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15伏電源，具備正負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輸出交流電壓引入交流線圈二次側輸出交流電流（交流線圈DSH-TA5A/1A）引入 采集插件工作直流電壓檢測引入輸入信號經(jīng)過一階抗混疊濾波器、進入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量回路，利用FPGA控制增益倍數(shù)，3路增益倍數(shù)可分別調節(jié)。使用了一塊FPGA（XC3S1200E）作為插件采集控制的智能模塊，實現(xiàn)對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歐姆具備一定的過壓保護，ADC可以控制啟動時間，插件使用4塊8路的ADC,U16和U18一組，實現(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通道實現(xiàn)了雙重化采集。插件背板端子設計了1個發(fā)送串口、5個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），使用時一定不能帶電插拔插件。插件設計有

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)。設計有1組4個指示燈，其中2個用于指示接收口信號，狀態(tài)有軟件定義。另2個燈備用。規(guī)格1沒有接收模塊；規(guī)格2接收模塊工作速率可以達到20MHz；3路發(fā)送模塊工作速率可以達到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LED2燈亮，有任意一個電源故障時LED2燈滅。LED3燈用于監(jiān)視FPGA程序引導是否正常，當正常引導時LED3燈亮，當FPGA程序引導不成功時LED3燈滅。合并單

8、元更換采集插件后，采集不到測量數(shù)據(jù)，采集異常燈亮Ø 原因分析：可能和ADC插件有關，ADC插件有兩個版本，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內置獨特的e300c4

9、內核。片外存儲器包括：NOR FLASH包括4Mbits的SST29(39)VF040-70-4C-NH和512Mbit的S29GL512P11TFI020，并且支持SD存儲器。NPU-8102插件功能框圖1） 以太網(wǎng)口:2個光太網(wǎng)口，1個電以太網(wǎng)口，2個背板端子以太網(wǎng)接口（端子定義見表3）。2） RS-232通訊功能：1 個，位于插件內部的白色連接器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FT3接收功能（端子定義見表3）。4） 擴展能力：一條擴展總線可用于擴展光纖接口、以太網(wǎng)等功能；12個差分數(shù)據(jù)對用于擴展AD轉換、開入開出等功能；一條IIC總線用于擴展人機按鍵指示燈等功能。NPU-8102 1.3印制板之前，存在結構性缺陷，銘牌上PPS對時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個全雙工光纖以太網(wǎng)口，光波長1310nm；5個單發(fā)送以太網(wǎng)口，光波長1310nm。采用單模光纖收發(fā)模塊，實現(xiàn)光信號與電信號的轉換。用于合并單元裝置與外部交換數(shù)據(jù)的光電信號轉換和電光信號轉換。最多支持一個全雙工光纖以太網(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)送端口滿足保護等間隔裝置的點對點采樣要求，也可接入過程層網(wǎng)絡。 如

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

13、DOUT25DOUT34共用一個啟動電源，開出10路繼電器信號對應本插件十路繼電器開出繼電器。2.4 兩組啟動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，（3）由FPGA啟動；選擇方法由背板控制。2.5 擴展開入、開出邏輯關系由FPGA（復雜可編程邏輯器件XC3S100E-4TQ144I）編程實現(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，為啟動繼電器提供電源; 電源輸出QD-GPIO為24V，由CPU控制啟動；電源輸出QD-UART為24V，由FPGA控制啟動;電源輸入+24VA為OUT1OUT24擴展開出提供驅

14、動電源, 自檢回讀信號是OUT_RET1；電源輸入+24VB為OUT25OUT34本插件十路繼電器提供驅動電源, 自檢回讀信號是OUT_RET2 擴展插件用于驅動開入信號，即2#開入插件的開入量的識別靠擴展插件來實現(xiàn)。 NKR-8103是用于硬開入插件，提供21路開入量通道。該插件用于4U機箱,將外部開關量信號輸入裝置。插件提供21路開入量通道，將220 V（110 V）的開關量轉為5 V的開關量，通過光電隔離輸入保護裝置。KR121通道的動作電壓值，該電壓應為（55%75%）額定電壓. 當檢修壓板投上時，裝置的檢修亮，裝置發(fā)出去的SV和GOOSE報文里的檢修位置1為何以前擴展插件老開入回路老

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。即使TVS管擊穿后邊的芯片只要沒損壞就不影響后邊回路的信號。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試DMU-833N新特點：Ø 兩個CPU，合并單元，智能終端獨立，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 支持光強監(jiān)視1.SV發(fā)送通過板卡上的硬件撥碼開關實現(xiàn)開關配置配置工具里的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總開關。2.CPU2不要配置GOOSE接收如果配置會導致采集異常燈一直亮切換用的刀閘位置不能走GOOSE接收，只能走硬開入。3.CPU上的光口，救活用，現(xiàn)場不用。4.B碼對時用通訊插件上的，CPU上的B碼現(xiàn)場不用。5.防跳回路采用外部端子實現(xiàn)。 采集器類型速率延時 交流插件0x048M（160點）230三相電壓及電流采集器級聯(lián)SV0x0A 1000Sv9-2數(shù)據(jù)（固定采集器9）級聯(lián)FT30x074M（80點）1000曼碼FT3電子式互感器0x014M（80點）250單相組合采集器合并單元配置：系數(shù)NPU-8102 PPB-802程序燒寫注意事項p 升級程序時，應將需要升級的程序（如：ipld_plat.elf ipld_bdh.elf npu8102_fpga.bin）全部下載完成后再重啟p 通過FTP下載程序文件，應比較下載前后的大小一致后再重啟p 程序升級時，不能覆蓋devicechl.ini （模擬通道精度校正文件）p 建議現(xiàn)場調試完后，備份bin目錄中所有文件，方便后期維護配置注意事項p 配置工具中的采集器0與面板的采集器相對應，以此類推p 9-2級聯(lián)的母線電壓相關通道（母線合并單元發(fā)送的即是一次值）無 需配置二次