[发明专利]一种用于电力芯片的保护控制电路

说明书

本发明公开了一种用于电力芯片的保护控制电路，包括印刷电路板以及分别集成在印刷电路板上的数据采样模块、FPGA模块和开关控制模块，FPGA模块内嵌有片内软核CPU模块，FPGA模块分别与片内软核CPU模块、数据采样模块和开关控制模块电连接，数据采样模块与片内软核CPU模块电连接；数据采样模块用于采集模拟量信号；片内软核CPU模块用于对模拟量信号分别进行处理，得到开关量输入信号；FPGA模块用于根据开关量输入信号进行并行逻辑运算，生成开关控制信号；开关控制模块用于根据开关控制信号进行运行，完成保护控制；解决了现有技术的保护控制电路限制了装置的速动性、技术成本高和硬件电路复杂等技术问题。

技术领域

本发明属于智能电网领域技术领域，尤其涉及一种用于电力芯片的保护控制电路。

背景技术

智能电网数字化变电站将原变电站内的保护和安全自动装置等功能全部纳入了变电站自动化系统，其中保护控制功能是变电站自动化的一个重要衡量指标，在电力系统中的所有一次设备都必须装设保护控制装置。

在传统的保护控制设计方案中，多采用CPU/DSP+MCU的架构实现，具有一定的灵活性和可操作性，但这种方案是串行执行的，在硬件底层表现为对少量运算单元的时分复用，运算单元的速度、数量限制了保护算法的整体执行速度，限制了装置的速动性。同时，该方案还具有技术成本高和硬件电路复杂等缺点。因此，随着智能电网的不断发展，现有的CPU/DSP+MCU的保护控制方案有待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种用于电力芯片的保护控制电路，以解决现有技术的保护控制电路限制了装置的速动性、技术成本高和硬件电路复杂等技术问题。

本发明技术方案：

一种用于电力芯片的保护控制电路，包括印刷电路板以及分别集成在印刷电路板上的数据采样模块、FPGA模块和开关控制模块，FPGA模块内嵌有片内软核CPU模块，FPGA模块分别与片内软核CPU模块、数据采样模块和开关控制模块电连接，数据采样模块与片内软核CPU模块电连接；

数据采样模块用于采集模拟量信号；

片内软核CPU模块用于对模拟量信号分别进行处理，得到开关量输入信号；

FPGA模块用于根据开关量输入信号进行并行逻辑运算，生成开关控制信号；

开关控制模块用于根据开关控制信号进行运行，完成保护控制。

数据采样模块包括一个以上模拟量输入电路、一个以上隔离电路和多路复用开关，模拟量输入电路的数量和隔离电路的数量相同，且所有模拟量输入电路与所有隔离电路对应设置；

每个模拟量输入电路均通过对应的隔离电路与多路复用开关电连接，多路复用开关还分别与片内软核CPU模块和FPGA模块电连接。

片内软核CPU模块包括片内CPU软核、数据处理电路、A/D转换电路和采样数据寄存器；

多路复用开关依次通过数据处理电路和A/D转换电路与采样数据寄存器电连接，数据处理电路、A/D转换电路和采样数据寄存器均与片内CPU软核电连接，片内CPU软核还与FPGA模块电连接。

FPGA模块包括数据调度子模块、CPU软核总线接口、频率提取子模块、采样脉冲生成子模块、保护算法子模块和开关量生成子模块；

片内CPU软核通过CPU软核总线接口与数据调度子模块电连接，数据调度子模块分别与多路复用开关、频率提取子模块、采样脉冲生成子模块、保护算法子模块和开关量生成子模块电连接，频率提取子模块还与采样脉冲生成子模块电连接，开关量生成子模块还与开关控制模块电连接。

保护算法子模块包括特征量计算单元、数据源调度单元、分合闸逻辑判断单元和一个以上算法判断单元；