数字式FTU馈线终端

DOM-200电子式传感器数字量输出模块/电子式传感器数字化输出模块
核心提示： 广州智昊电气DOM-200数字量输出模块，是将电子式传感器（PT/CT）的小信号（例如：3.25V/1V），转换成曼彻斯特编码格式，且符合IEC 60870-5-1的FT3协议，并以符合EIA RS-485差分接口规范输出至馈线终端FTU的转换模块，该模块与电子式传感器配套使用内置于开关内部。解决了传统电子式传感器小信号传输容易受干扰而影响稳定性，精度等问题。也国网一二次融合走向数字化开关的终极目标的核心部件！
 产品概述
DOM-200数字量输出模块适用于采用电压/电流传感器组合数字量输出模式开关配套的馈线终端，是专门为10KV架空线路最新柱上开关配套使用设计的模块，该模块主要可实现在开关侧将电压/电流传感器采样值以及开关遥信量转换为数字量输出，然后通过高数通信口传输给开关配套的馈线自动化终端（FTU）。适用于最新数字式馈线终端发展趋势，既可简化终端软硬件设计，可直接将模块传输过来的数字量给核心板处理使用，自身不用再搭建模拟量以及开关量采集电路；同时也可减少电压/电流传感器采集值小信号传输过程所受到的干扰，使其更为稳定精准。
DOM-200采用模块化、可扩展、低功耗、免维护的设计标准，适应复杂运行环境，具有高可靠性和稳定性。硬件采用32位工业级高性能CPU，保证了系统的准确度和稳定性；处理能力强大，数据采集、数据计算处理并行；采用 16 位高精度外置 A/D 芯片进行交流采样，采样频率8kHz。遥信输入回路采用光电隔离，并具有软硬件滤波措施，防止输入接点抖动或强电磁场干扰误动，遥信抖动脉冲宽度可设。
 典型应用
该模块主要应用于10kV架空线路上的柱上开关，内置于开关本体需配套数字式馈线终端使用。模块主要包括交流电压电流模拟量采集端口、开关状态量采集端口、数字电源端口，高速通信端口；其中模拟量采集端口连接电压/电流传感器，实现电压电流的实时采样；开关状态量端口连至开关，采集开关遥信数据；模块电源取自数字式馈线终端；采用铜线型屏蔽电缆连接数字式馈线终端实现数字量传输，符合EIA RS485标准，此链接为单工制点对点单向性链接，信号幅值为3V～10V峰对峰值，通用帧的传输速度为5Mbit/s，采用曼彻斯特编码。应用原理示意图如下图1.2所示：
图1.2 应用示意图
 产品功能
1) 具备交流电压电流量的实时同步采样功能，采样频率8kHz。其电气量采样值包括：
 三相测量电流、三相保护电流、零序电流；
 三相电压、零序电压；
2) 具备遥信量的输入采集，输入回路采用光电隔离，并具有软硬件滤波措施，防止输入接点抖动或强电磁场干扰误动，遥信抖动脉冲宽度可设。其遥信量包括：
 分位、合位；
 未储能；
 低气压闭锁；
3) 具备高速数据传输通信接口，符合EIA RS485标准，通用帧的传输速度为5Mbit/s，采用曼彻斯特编码。
4) 具备自诊断、自恢复功能，对各重要芯片等可以进行自诊断，异常时能上送报警信息，软件异常时能自动复位。
 产品技术参数
DOM-200数字输出模块主要技术性能参数如下表所示：
主要技术性能参数
序号 名称 单位 技术参数
1 工作环境温度 ℃ -40℃～70℃
2 额定工作电源 V DC24
3 电压数字量标称值 - 相电压：11585 , 零序电压：11585/3
4 相电流（测量）数字量标称值 - 11585
5 相电流（保护）数字量标称值 - 463
6 零序电流数字量标称值 - 11585/5
7 频率 Hz 45～55
8 开关测控容量 容量配置：1回路；
（1）三相测量电流、三相保护电流、零序电流；三相电压、零序电压。
（2）包括开关合位、开关分位、开关未储能、低气压闭锁等遥信量。
9 电流输入阻抗 KΩ ≥30
10 电压输入阻抗 MΩ ≥20
11 模块功耗 W 正常工作状态下，≤3
12 遥信软件防抖动时间 ms 5～65000可设
13 SOE分辨率 ms 2
14 遥信电源 V DC24V
15 交流电流回路过载能力 - 1.2In，连续工作；20In，1s
16 交流电压回路过载能力 - 1.2Un，连续工作；2Un，1s
17 通信接口 个 1，符合EIA RS485标准；传输速度为5Mbit/s
18 接口方式 - 3.81mm端子、航空插头
19 绝缘电阻 M >10
20 电磁兼容 级 IV
 数字量传输协议
数字量传输引用GB/T20840.8《互感器 第8部分：电子式电流互感器》标准。
1）物理层
数字量传输物理层采用铜线型屏蔽电缆传输实现，符合EIA RS485标准，此链接为单工制点对点单向性链接，信号幅值为3V～10V峰对峰值。
通用帧的传输速度为5Mbit/s，采用曼彻斯特编码，高位在前，低位在后。曼彻斯特编码规则为，从低位转移到高位为二进制1，从高位转移到低位为二进制0，详见图F-1描述。
图F-1曼彻斯特编码
2）链路层
链路层选定为IEC 6087051的FT3格式。此格式的优点是：
—— 良好的数据完整性；
—— 其帧结构使它有可能用于高速率的多点网络同步数据链接。
链接服务类别为S1：SEND／NO REPLY（发送／不回答）。
传输规则：
R1 空闲状态是二进制1。两帧之间按曼彻斯特编码连续传输此值1，为了使接收器的时钟容易同步，由此提高通讯链接的可靠性。两帧之间应传输最少70个空闲位。
R2 帧的最初两个八位字节代表起始符。
R3 16个八位字节用户数据由一个16比特校验序列结束。需要时，帧应填满缓冲字节，以完成给定的字节数。
R4 由下列多项式生成校验序列码：
X16＋X13＋X12＋X11＋X10＋X8＋X6＋X5＋X2＋1
此规范生成的16比特校验序列是取反的。
R5 接收器检验信号品质、起始符、各校验序列和帧长度。如果这些检验中任一项有误，该帧将废弃，反之交付给用户。
3）应用层
FT3通用数据帧存储内容见表F-1。
表F-1 FT3通用数据帧存储内容
序号 名称 描述
字1 前导 0564（十六进制）
字2 数据集长度（Length） 长度字段包括数据集的长度，本标准定义的点对点链接的长度是44（十进制）。
字3 逻辑节点名（LNName） 本标准定义的点对点链接的逻辑节点名（LNName）值是02。
字4 数据集（DataSetName） 识别数据集结构的一个独定数，即数据通道分配。其允许值为01和FE H（十进制254），本标准定义DataSetName=01。
字5 额定相电流（PhsA.Artg） 按照未来的IEC 6185074，各相可以有自身的额定值。此值的传输为任选。如果不发送，则应以传输0值代替。
字6 额定中性点电流（Neut.Artg） 按照未来的IEC 6185074，额定中性点电流以安培（方均根值）数给出。此值的传输为任选。如果不发送，则应以传输0值代替。
字7 额定相电压（PhsA.Vrtg） 按照未来的IEC 6185074，各相可以有自身的额定值。
此传输值为任选。如果不发送，则应以传输0值代替。
字8 额定延迟时间 额定延迟时间以微秒（μs）数给出。
字9 CRC校验字1 字1-8的16位CRC校验字。
字10 DataChannel #1 A相电流，保护
字11 DataChannel #2 B相电流，保护
字12 DataChannel #3 C相电流，保护
字13 DataChannel #4 中性点电流
字14 DataChannel #5 A相电流，测量
字15 DataChannel #6 B相电流，测量
字16 DataChannel #7 C相电流，测量
字17 DataChannel #8 A相电压
字18 CRC校验字2 字10-17的16位CRC校验字
字19 DataChannel #9 B相电压
字20 DataChannel #10 C相电压
字21 DataChannel #11 中性点电压
字22 DataChannel #12 母线电压
字23 状态字1（StatusWord#1） 状态字1的说明见表F-2。
字24 状态字2（StatusWord#2） 状态字2的说明见表F-3。
字25 样本计数器（SmpCtr） 此16比特计数用以检查连续更新的帧数。此计数应在每出现一个新帧时加1。连续运行中一旦溢出，它应以0值重新开始。
字26 保留字 为IEC 6185091未来的规范保留。
字27 CRC校验字3 字19-26的16位CRC校验字。
表F-2 StatusWord #1（状态字1）说明
比特位 说明 注释
比特0 LPHD.PHHealth 0：良好
1：警告或报警
比特1 LLN0.Mode 0：接通（正常运行）
1：试验
比特2 唤醒时间指示
唤醒时间数据的有效性 0：接通（正常运行），数据有效
1：唤醒时间，数据无效 唤醒时间期间应设置
比特3 合并单元的同步方法 0：数据集不采用插值法
1：数据集适用于插值法
比特4 对同步的各合并单元 0：样本同步
1：时间同步消逝／无效 合并单元用插值法也要设置
比特5 对DataChannel #1 0：有效
1：无效
比特6 对DataChannel #2 0：有效
1：无效
比特7 对DataChannel #3 0：有效
1：无效
比特8 对DataChannel #4 0：有效
1：无效
比特9 对DataChannel #5 0：有效
1：无效
比特10 对DataChannel #6 0：有效
1：无效
比特11 对DataChannel #7 0：有效
1：无效
比特12 电流互感器输出类型
i(t) 或 d (i(t) / d t) 0：i(t)
1：d (i(t) / d t) 对空心线圈应设置
比特13 RangeFlag 0：比例因子SCP = 01CF H
1：比例因子SCP = 01E7 H 比例因子SCM和SV皆无作用
比特14 备用
比特15 备用
表F-3 StatusWord #2（状态字2）说明
比特位 说明 注释
比特0 对DataChannel #8 0：有效
1：无效
比特1 对DataChannel #9 0：有效
1：无效
比特2 对DataChannel #10 0：有效
1：无效
比特3 对DataChannel #11 0：有效
1：无效
比特4 对DataChannel #12 0：有效
1：无效
比特5 分位 0：接点闭合
1：接点断开
比特6 合位 0：接点闭合
1：接点断开
比特7 未储能位 0：接点闭合
1：接点断开
比特8 低气压闭锁 0：接点闭合
1：接点断开
比特9 备用
比特10 备用
比特11 备用
比特12 备用
比特13 备用
比特14 备用
比特15 备用

标签：FTU,馈线,比特,DataChannel,开关,相电流,数字式,传输,电流
来源： https://blog.51cto.com/13650050/2458766