摘要：基于IEC61850的多路集中计量电度表采用ARM和DSP双架构，ARM主要对以太网数据进行解包和封包、存储和显示电量、设置各支路参数，DSP主要对接收的数据进行有功、无功计算，电表接口采用标准的光纤接口接在中间层；分别给出了ARM和DSP软件主程序流程图。
关键词：IEC61850；集中计量；数字电度表
Abstract：Multi-channel concentration measurement meter based on IEC61850 using ARM and DSP dual architecture.ARM mainly to unpack or packet Ethernet data，storage and display of power，set the branch parameters，DSP mainly calculate the active and reactive power data，and the meter interface is connected to the middle layer using a standard optical fiber interface.We are given the ARM and DSP software flow chart of the main program.
Key words：IEC61850；Centralized measurement；Digital meter
0引言
近年来，由于电子互感器具有暂态响应范围大、测量精度高、体积小、重量轻的特点，被越来越多的应用到电力系统中，由此组成的数字变电站发展迅速，与之相对应的继电保护也越来越多。但现有的数字电度表都是一路采集，每个支路都要求有对应的电度表，显然与数字化变电站的初衷不同，这就要求要有与之相对应的数字接口的多路计量的电度表。本文研究的基于IEC61850的多路集中计量的数字接口电度表包括数据接收和处理功能模块、以太网络通讯模块、设置和显示模块，可以对系统中的所有的电子互感器进行计量，是数字变电站的重要组成部分。
1数据接收和处理
1.1以太网数据格式
数字变电站通信采用以太网通信，其帧格式如图1所示。其中，报头、帧起始、填充字节和帧校验序列由硬件自动完成。图中APDU由若干个ASDU链接而成如图2，被链接为一个APDU的ASDU的数目可通过配置参数进行定义并且与采样速率有关。ASDU通用帧由GB/T20840—8详细定义，具体见图3。数据集12通道格式如图4所示。
2硬件设计
2.1系统结构
系统的硬件结构图如图5所示，光纤收发模块主要是将光纤传输的数据转为电讯号，以太网控制器采用DM9000A，对电流和电压互感器的数据解包，对ARM发送的数据进行封包，ARM采用S3C2440，DSP采用TMS320F2812，双口RAM采用 IDT7028L芯片，ARM和DSP采用双口RAM协同工作，DSP主要是根据接收ARM的数据计算有功和无功，触屏可以设置，显示每个支路的电流电压、电量、报警等。
2.2ARM与DM9000连接
对DMA的操作分为地址和数据，首先NGCS7进行AEN为低电平，将DM9000的地址总线的4-7位为低，8-9位为高，此时DM9000被选中，CMD引脚用来选择数据接口还是地址接口，当ADDR2为高时，则为数据接口，当当ADDR2为低时，则为地址接口，其连接图如图6所示。
2.3ARM、DSP和RAM的连接
双端口RAM 的一些功能引脚并不需要全部使用。双端口RAM 的左端是S3C440芯片，右端是TMS320F2812 DSP 芯片。双端口RAM两个独立的数据线D0-D15分别与ARM芯片和DSP 芯片连接，地址线A0-A13也分别与上述两芯片连接，CE 为芯片使能引脚，R/W 为读写控制引脚，INT 为中断标志引脚，端口连接图如图7所示。
3软件设计
3.1ARM主程序流程图中系统的初始化，包括各支路的参数设置、以太网控制器和触屏初始化。初始化完成以后，等待各支路的电压和电流数据，如果判断相应支路的第65组标志位为0，将数据写入RAM，每个支路的64组数据对应不同的地址，第65组标志位为1，写入该支路的备用的地址中。ARM写完64组数据将标志位写入支路的第65组中，并读取第66-67组由DSP经过计算并写入的有功、无功数据，进行存储和显示。
3.2DSP主程序流程图中初始化完成后，开始读取RAM中各支路及其备用地址数据组的标志位，如果各支路的第65组中的标志位为1，则读取64组数据按照公式1、2计算，完成后写入该支路66-67组数据，并将第65组中的标志位置0。
4结束语
本文讲述了基于IEC61850的数据结构，给出了多支路电度表的硬件结构图和软件的主程序流程图，集中计量电度表位于中间层，基本满足一般智能数字化变电站的要求，各支路可以在变电站后台和电度表上直接查看，但对于支路太多的110KV以下的变电站还需要继续优化。
参考文献：
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[2]窦晓波，吴在军，胡敏强．IEC61850标准下合并单元的信息模型与映射实现[J]．电网技术，2006，30（2）：80-86．
论文作者:徐国强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：支路论文; 数据论文; 电度表论文; 变电站论文; 如图论文; 接口论文; 地址论文; 《电力设备》2017年第5期论文;