[实用新型]一种基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种继电保护装置，特别涉及一种基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统。

背景技术

随着光纤通信技术、继电保护技术的迅速发展，光纤等通信设备的成本也逐渐下降，电力通信网络的发展和普及为光纤差动保护的大规模应用提供了充足的通道资源。光纤差动保护具有安全可靠、灵敏度高、动作速度快、不受系统振荡影响等优点，在110kV及以下等级的电网中得到了广泛的应用。

但是常规中、低压等级的继电保护装置的设计中，主控系统的CPU负责数据采集、计算及逻辑处理，没有更多的资源去处理光纤通道的数据编解码任务，即使有部分生产厂家装置采用主CPU完成以上功能，往往采取的是降低采样通道数据量的措施，如用间隔传送计算结果替换实时采样数据，这样因为缺乏准确的实时数据，无法加载一些优化的保护算法，降低了装置的整体性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、整体性能好的基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统，包括数据处理模块和光纤通道处理模块，所述数据处理模块包括控制器、A/D采样模块、总线接口模块、开入量采集模块、继电器输出模块，所述光纤通道处理模块包括FPGA、光纤信号接口模块和时钟模块，所述控制器分别与A/D采样模块、总线接口模块、FPGA相连，所述开入量采集模块、继电器输出模块分别与总线接口模块相连，所述光纤信号接口模块、时钟模块与FPGA相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述数据处理模块还包括人机交互模块，所述人机交互模块与总线接口模块相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述数据处理模块还包括第一存储模块，所述第一存储模块与控制器相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述第一存储模块包括Flash存储器和SDRAM存储器，所述Flash存储器、SDRAM存储器分别与控制器相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述光纤通道处理模块还包括第二存储模块，所述第二存储模块与FPGA相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述总线接口模块包括SPI接口和RS232接口。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述光纤通道处理模块还包括B码接口，所述B码接口与FPGA相连。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述控制器的主芯片采用TMS320F28335。

上述基于DSP和FPGA架构的光纤差动保护主控系统中，所述FPGA的主芯片采用EP3C10E144A7。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型设有光纤通道处理模块，由光纤通道处理模块中的FPGA控制光纤信号接口模块中光纤信号的收发，完成光纤通道的高级数据链路编解码，另外本实用新型在现有光纤差动保护系统的基础上扩展了开入量采集模块、继电器输出模块及人机交互模块，提高了系统的整体性能，满足了现行电力自动化监控保护装置中光纤差动保护的要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为图1中控制器主芯片的电路图。

图3为图1中控制器的隔离驱动电路图。

图4为图1中FPGA主芯片的电路图。

图5为图1中时钟模块的电路图。

图6为图1中第二存储模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括数据处理模块1和光纤通道处理模块2，所述数据处理模块1包括控制器、第一存储模块、A/D采样模块、总线接口模块、开入量采集模块、继电器输出模块、人机交互模块，所述控制器分别与A/D采样模块、总线接口模块、第一存储模块相连，所述开入量采集模块、继电器输出模块、人机交互模块分别与总线接口模块相连。

如图2所示，控制器的主芯片采用TI公司的TMS320F28335芯片，内带浮点协处理器，有效提高了处理能力，所述数据处理模块1的输入电压为5V，采用TPS62124芯片将输入电压转换为3.3V供给控制器，以LMR10510稳压电源提供内核工作的1.8V电压。