[發(fā)明專利]一種高精度同步AD采集的CPLD芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510492830.5
• 申請(qǐng)日: 2015-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN105116231B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠登峰;李忠晶;周興;張偉政;趙英杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;南京南瑞集團(tuán)公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26;G01R19/25
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供一種高精度同步AD采集的CPLD芯片，所述CPLD芯片是基于EEPROM工藝，在芯片內(nèi)部寫入程序后，通過CPLD芯片中寄存器功能模塊、地址譯碼功能模塊、AD接口控制功能模塊和PPS脈沖控制功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式采集模塊的AD采樣啟動(dòng)及數(shù)據(jù)采集的精確控制。本發(fā)明采用直接硬件控制的方式，使得啟動(dòng)時(shí)刻的時(shí)間誤差<2us，從而提高了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的精度與效率。可廣泛應(yīng)用于各種電力系統(tǒng)中的容性設(shè)備電容量、介損和避雷器阻性電流的分布式帶電測(cè)試中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CPLD芯片，具體涉及一種高精度同步AD采集的CPLD設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

狀態(tài)檢修的開展需要及時(shí)掌握電力系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備的狀況，目前總部運(yùn)檢部已經(jīng)把帶電測(cè)試作為重點(diǎn)開展的項(xiàng)目，對(duì)運(yùn)行中設(shè)備周期性的開展檢測(cè)工作。

其中，容性設(shè)備及避雷器的在線和帶電監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以彌補(bǔ)停電預(yù)防性試驗(yàn)的不足。容性設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、帶電檢測(cè)的技術(shù)已有20多年的研究歷史，一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題，目前其監(jiān)測(cè)量容性設(shè)備的介損、電容量、避雷器的全電流、阻性電流能夠真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀況。

但是從技術(shù)發(fā)展來看，目前容性設(shè)備、避雷器的絕緣在線/帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用尚不普遍，主要經(jīng)歷了有線絕緣帶電檢測(cè)、分布式絕緣在線監(jiān)測(cè)的發(fā)展，雖然取得了一些效果，由于其技術(shù)本身存在一些局限性，從而沒有大范圍應(yīng)用。例如，分布式在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入較大、故障率高、維護(hù)量大；有線帶電測(cè)試雖然投入少，性價(jià)比高，但存在測(cè)試時(shí)需要連接接線，打開末屏回路存在安全隱患、操作復(fù)雜、電纜長(zhǎng)度影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等。目前僅有冀北、北京等公司將大量容性設(shè)備的末屏事先通過端子箱下引，開展有線絕緣帶電檢測(cè)；福建等公司安裝了大量的絕緣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。

容性設(shè)備的在線和帶電監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以彌補(bǔ)停電預(yù)防性試驗(yàn)的不足。電容型設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、帶電檢測(cè)的技術(shù)已有20多年的研究歷史，一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題，目前其監(jiān)測(cè)技術(shù)已比較成熟，能夠真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀況。

隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)的出現(xiàn)和應(yīng)用水平的提高，微妙級(jí)精度的計(jì)時(shí)裝置已經(jīng)商品化。如今的GPS能提供精度為1us的同步時(shí)鐘，使得帶電測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度同步時(shí)鐘成為可能。因此開展基于高精度GPS同步的變電設(shè)備絕緣帶電檢測(cè)技術(shù)可提供帶電測(cè)試精度，提供精確的變電站設(shè)備實(shí)時(shí)狀況，為完善變電站設(shè)備不停電檢測(cè)提供可靠基礎(chǔ)。

容性設(shè)備或避雷器的帶電測(cè)試，需要選定基準(zhǔn)設(shè)備，多個(gè)分布式的AD同時(shí)測(cè)量多路信號(hào)，計(jì)算兩路信號(hào)的相位差(時(shí)間差)，測(cè)量的誤差&lt;2‘(對(duì)50Hz頻率的信號(hào)來說，采樣的時(shí)間誤差&lt;2us)。利用一個(gè)集中式采樣裝置(如集中式帶電測(cè)試儀，對(duì)所有信號(hào)采樣利用一個(gè)ADC)，可以很容易的達(dá)到該測(cè)量精度。對(duì)分布式的測(cè)量系統(tǒng)，每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)有一個(gè)獨(dú)立的ADC(模擬量-數(shù)字量變換器)，不同采集終端采用相同的采樣率，啟動(dòng)采集的時(shí)刻必須保證不大于2us，否則不同采樣終端獲得的“相位”無法進(jìn)行比較。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高精度同步AD采集的CPLD芯片，本發(fā)明采用直接硬件控制方式，使得啟動(dòng)時(shí)刻的時(shí)間誤差&lt;2us，提高了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的精度和效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種高精度同步AD采集的CPLD芯片，所述CPLD芯片是基于EEPROM工藝，在芯片內(nèi)部寫入程序后，通過CPLD芯片中寄存器功能模塊、地址譯碼功能模塊、AD接口控制功能模塊和PPS脈沖控制功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式采集模塊的AD采樣啟動(dòng)及數(shù)據(jù)采集的精確控制；

所述CPLD芯片包括：

所述寄存器功能模塊通過數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部CPU通信，實(shí)現(xiàn)控制其他模塊的工作模式；

所述地址譯碼功能模塊通過地址總線連接外部CPU，配合外部CPU完成對(duì)其他外部器件和所述寄存器功能模塊的讀寫訪問；