DMU-830系列硬件原理-刘人杰

1、DMU-830原理电源插件为保护装置提供稳定的直流电源,输出直流电压+5V和+24V，其功能同NDY-8101，主要区别在于插件提供温湿度监测功能，通过2路直流采集功能采集外部温湿度传感器的直流量，0-5V或4-20ma可选，直流采集后的值计算后通过GOOSE上送，参数可通过工具配置。插件提供2 路模拟信号输入，当每一路的二芯短路环装在1,2 位置上时可以对该路的模拟电流量进行测量; 当二芯短路环装在2,3位置上时可以对该路的模拟电压量进行测量。模拟量AD转换后的数字信号经IIC总线上背板送到CPU。 属性直流通道零漂：mV电压/电流输入范围精度（误差范围）DCM1对DCM110015V/42

2、0mA±5DCM2对DCM210015V/420mA±5NJL-8114交流变换插件可作为合并单元装置的交流变换单元，用于将电流互感器二次电流隔离变换成弱电压信号。插件共提供9路交流变换信号，分别有三路经过JPCT5A/1A/0.12V-C24的变换信号、三路经过DSH-TA16/26的变换信号和三路经过DSH-TA3C/4C的变换信号。其中JPCT5A/0.12V-C24、JPCT1A/0.12V-C24 、DSH-TA16、 DSH-TA26、 DSH-TA3C、 DSH-TA4C 变换器的性能见表2：表2产品型号额定输入额定输出过载倍数匝数比精度适用场合电阻JPCT5

3、A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保护内置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保护内置680DSH-TA165A1.666mA403000:11%保护75DSH-TA261A1.666mA40600:11%保护75DSH-TA3C5A2.916V2513:10.2%测量内置300DSH-TA4C1A2.916V2103:10.2%测量内置300NJL-8122插件的原理采用中间变换器将电力系统二次交流电压信号隔离转换为弱电压信号。插件可提供3路保护电压信号、3路测量电压信号、1路零序电压信号、3路保护电流信号输入。电压电流变换器规

4、格：100V/5V，300V/5V，5A/0.12V，1A/0.12V；电流变换器参数如表2：表2产品型号额定输入额定输出过载倍数匝数比精度适用场合电阻JPCT5A/0.12V-C245A0.120V2028333:11%保护内置680JPCT1A/0.12V-C241A0.120V205667:11%保护内置680产品型号额定输入额定输出精度适用场合DSH-TV1100V5V1%保护DSH-TV3300V5V1%保护采集插件（NCJ-8100）采集插件（NCJ-8100）：本插件将15路变送器输出的电压信号，通过滤波处理成为ADC采集的电压信号；电路适应电压范围为0±10V；具备3

5、路光脉冲发送回路，2路光光脉冲接收回路。插件自己产生正负15伏电源，具备正负15伏电源和+5伏电源监视。J1A、J1C为印制板后端子交流线圈二次侧输出交流电压引入交流线圈二次侧输出交流电流（交流线圈DSH-TA5A/1A）引入 采集插件工作直流电压检测引入输入信号经过一阶抗混叠滤波器、进入AD器件（AD7606），其中第13、14、15路增加了可编程增益放大器作为电流测量回路，利用FPGA控制增益倍数，3路增益倍数可分别调节。使用了一块FPGA（XC3S1200E）作为插件采集控制的智能模块，实现对ADC器件的采集模式以及数据交换控制。ADC数据光脉冲发送口输出。根据FPGA程序可以使用不同的

6、数据格式输出。ADC输入阻抗1M欧姆具备一定的过压保护，ADC可以控制启动时间，插件使用4块8路的ADC,U16和U18一组，实现16路采样，前13路用于采样1到12通道和16通道；14、15、16路用于采样13到15路通道， U17和U19一组，实现16路采样，前13路用于采样1到12通道和16通道；14、15、16路用于采样+15V、-15V、+5V电源。这样模拟量1到12和16通道实现了双重化采集。插件背板端子设计了1个发送串口、5个接收串口用于和装置主CPU交换数据。串口的UART控制器使用FPGA生成；串口电平为3.3V（FPGA管脚直接输出），使用时一定不能带电插拔插件。插件设计有

7、2路光接收口、3路光发送口用于和其他插件在装置外部交换数据。设计有1组4个指示灯，其中2个用于指示接收口信号，状态有软件定义。另2个灯备用。规格1没有接收模块；规格2接收模块工作速率可以达到20MHz；3路发送模块工作速率可以达到20MHz。规格3和规格4具备3路接收、1路发送模块。插件使用+5V电源供电，内部所需+3.3V、+2.5V、1.2V、+15V、-15V由插件自己的电源芯片产生。其中+3.3V、+2.5V、1.2V正常时LED2灯亮，有任意一个电源故障时LED2灯灭。LED3灯用于监视FPGA程序引导是否正常，当正常引导时LED3灯亮，当FPGA程序引导不成功时LED3灯灭。合并单

8、元更换采集插件后，采集不到测量数据，采集异常灯亮Ø 原因分析：可能和ADC插件有关，ADC插件有两个版本，硬件1.31版本的通讯速率为8M, 晶振用的20mHZ，程序1.10 与新程序配合。硬件1.20版本的通讯速率为4M，采集器配置中配置速率,用的48M晶振，软件也低与老程序1.00配合. CBB-810/NPU-8102插件CBB-810/NPU-8102插件主要作为区域电网集中式保护及综合智能控制管理装置的主CPU单元，完成合并器或者智能一次设备的数据采集及智能控制功能.本插件采用飞思卡尔的 Power PC：MPC8377作为中央处理器，MPC8377内置独特的e300c4

9、内核。片外存储器包括：NOR FLASH包括4Mbits的SST29(39)VF040-70-4C-NH和512Mbit的S29GL512P11TFI020，并且支持SD存储器。NPU-8102插件功能框图1） 以太网口:2个光太网口，1个电以太网口，2个背板端子以太网接口（端子定义见表3）。2） RS-232通讯功能：1 个，位于插件内部的白色连接器J6 上。3） FT3接收功能：规格.7.39.43有9路FT3接收,规格.6有8路FT3接收,规格.1.44.47有6路F

10、T3接收, 规格.2.45.48有3路FT3接收,规格.8.40无FT3接收功能（端子定义见表3）。4） 扩展能力：一条扩展总线可用于扩展光纤接口、以太网等功能；12个差分数据对用于扩展AD转换、开入开出等功能；一条IIC总线用于扩展人机按键指示灯等功能。NPU-8102 1.3印制板之前，存在结构性缺陷，铭牌上PPS对时插座未完全伸出铭牌，易造成短路，从而造成PPS回路U17（XC3S1200E）损坏。PPS GND正常阻值0.8M（有矩形波） 坏的2k（无脉冲变化）。CBB-810/NGJ-8112 SV

11、插CBB-810/NGJ-8112插件为合并单元的光纤插件。本插件包含1个全双工光纤以太网口，光波长1310nm；5个单发送以太网口，光波长1310nm。采用单模光纤收发模块，实现光信号与电信号的转换。用于合并单元装置与外部交换数据的光电信号转换和电光信号转换。最多支持一个全双工光纤以太网收发模块（AFBR5803ATZ），和5路光发送模块（HFBR1312TZ）.装置最多配置两个NGJ-8112 SV插件，一般只配置6#SV插件可满足需要；6# NGJ-8112 SV收发插件提供1路SV数据收发端口，ST接口， 5路SV数据发送端口满足保护等间隔装置的点对点采样要求，也可接入过程层网络。 如

12、果电压级联接入的是9-2级联，级联电压光纤要插到6#SV插件的R1光口。 端子图扩展插件CBB-810/NRC-8100本插件可用于智能单元的开入开出控制；由一块FPGA（XC3S250E-4TQG144I）完成与CPU的通信，及逻辑控制功能。提供80路开入信号，34路开出信号。数字量开入： 16路24V电压等级开入，光耦合隔离。2.2 扩展数字量开入：8路开入通道(BD0BD7),通过8个片选信号(DI0_CS0DIO_CS7)扩展成64个开入通道。 2.3 扩展数字量开出：34开出DOUT1DOUT34光耦隔离；其中DOUT1DOUT24共用一个启动电源，直接由插接端子引出，驱动出口插件；

13、DOUT25DOUT34共用一个启动电源，开出10路继电器信号对应本插件十路继电器开出继电器。2.4 两组启动电源各有三种方式供选择，分别为（1）直接连至+24V电源，（2）由CPU的GPIO口控制启动，（3）由FPGA启动；选择方法由背板控制。2.5 扩展开入、开出逻辑关系由FPGA（复杂可编程逻辑器件XC3S100E-4TQ144I）编程实现。2.6 与CPU通信方式：差分异步串口。2.7 本插件电源输入+24V，为启动继电器提供电源; 电源输出QD-GPIO为24V，由CPU控制启动；电源输出QD-UART为24V，由FPGA控制启动;电源输入+24VA为OUT1OUT24扩展开出提供驱

14、动电源, 自检回读信号是OUT_RET1；电源输入+24VB为OUT25OUT34本插件十路继电器提供驱动电源, 自检回读信号是OUT_RET2 扩展插件用于驱动开入信号，即2#开入插件的开入量的识别靠扩展插件来实现。 NKR-8103是用于硬开入插件，提供21路开入量通道。该插件用于4U机箱,将外部开关量信号输入装置。插件提供21路开入量通道，将220 V（110 V）的开关量转为5 V的开关量，通过光电隔离输入保护装置。KR121通道的动作电压值，该电压应为（55%75%）额定电压. 当检修压板投上时，装置的检修亮，装置发出去的SV和GOOSE报文里的检修位置1为何以前扩展插件老开入回路老

15、出故障，同以前npu-803，NTX-803,816的通讯RS485 RS232回路 的通讯插件老烧，NGJ-802的数据地址线控制线的245锁存缓冲器器加入TVS管后等于加了一道保险。即使TVS管击穿后边的芯片只要没损坏就不影响后边回路的信号。况且TVS管的耐击穿电压很高，一般是容易坏的。新一代智能变电站智能终端调试DMU-833N新特点：Ø 两个CPU，合并单元，智能终端独立，需要分别配置。Ø 光口分配-通讯插件Ø 支持曼码接入电子式互感器Ø 支持光强监视1.SV发送通过板卡上的硬件拨码开关实现开关配置配置工具里的sv发送光口选择不起作用，需要发送S

16、V的光口插针打到OFF上。但是配置上eth5要勾上，eth5是SV总开关。2.CPU2不要配置GOOSE接收如果配置会导致采集异常灯一直亮切换用的刀闸位置不能走GOOSE接收，只能走硬开入。3.CPU上的光口，救活用，现场不用。4.B码对时用通讯插件上的，CPU上的B码现场不用。5.防跳回路采用外部端子实现。 采集器类型速率延时 交流插件0x048M（160点）230三相电压及电流采集器级联SV0x0A 1000Sv9-2数据（固定采集器9）级联FT30x074M（80点）1000曼码FT3电子式互感器0x014M（80点）250单相组合采集器合并单元配置：系数NPU-8102 PPB-802程序烧写注意事项p 升级程序时，应将需要升级的程序（如：ipld_plat.elf ipld_bdh.elf npu8102_fpga.bin）全部下载完成后再重启p 通过FTP下载程序文件，应比较下载前后的大小一致后再重启p 程序升级时，不能覆盖devicechl.ini （模拟通道精度校正文件）p 建议现场调试完后，备份bin目录中所有文件，方便后期维护配置注意事项p 配置工具中的采集器0与面板的采集器相对应，以此类推p 9-2级联的母线电压相关通道（母线合并单元发送的即是一次值）无 需配置二次