一种基于soc芯片的cpu插件及继电保护装置
技术领域
1.本发明属于电力系统继电保护领域，涉及一种基于soc芯片的cpu插件及继电保护装置。
背景技术：
2.继电保护装置作为电网核心设备，其自主可控对于电网安全、稳定运行起着关键作用。然而，目前中国各类继电保护装置核心芯片普遍依赖于国外进口。
3.当前继电保护装置一般采用双cpu插件架构。一个cpu插件实现对整个装置的管理、人机界面、通信和录波等功能。另一个cpu插件完成模拟量数据采集功能、保护逻辑计算和跳闸出口等功能。两个cpu插件之间通过背板总线相互传递数据。现有结构中，插件数量多，继电保护装置成本高，数据传递的可靠性和实时性也有待提高。
技术实现要素：
4.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于soc芯片的继电保护装置cpu插件及继电保护装置。
5.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
6.第一方面，本发明提供了一种基于soc芯片的cpu插件，用于继电保护装置中，其特征在于，包括：两片soc芯片；
7.第一片soc芯片内部集成1个管理cpu核和1个fpga；
8.第二片soc芯片内部集成1个保护cpu核、1个启动cpu核和1个fpga；两片soc的fpga之间通过数据传输通道进行数据交互。
9.优选的方案中，所述管理cpu核负责顺序事件记录、录波、打印、对时、人机接口及与监控系统通讯。
10.优选的方案中，所述启动cpu核负责故障检测，当检测到故障时发出启动信号。
11.优选的方案中，所述保护cpu核，负责保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号。
12.优选的方案中，所述fpga作为接口芯片，用于两片soc之间、继电保护不同插件之间的数据交互、存储、管理。
13.第二方面，本发明同时提供了一种基于soc芯片的继电保护装置，包括上述基于soc芯片的cpu插件、保护adc采样模块、启动adc采样模块、外部开入模块以及冗余出口继电器；
14.所述保护adc采样模块和启动adc采样模块相互独立；
15.所述启动cpu核，连接启动adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入的采集，并据此进行故障检测，当检测到故障时，发出启动信号触发启动继电器动作，开放出口继电器正电源；
16.所述保护cpu核连接保护adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入
的采集，并据此进行保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号驱动出口继电器动作。
17.本发明的有益效果：本发明提出一种基于soc芯片的cpu插件及继电保护装置。本发明将原来的继电保护装置双cpu插件整合在一个cpu插件内，降低了继电保护装置的插件数量，节约了继电保护装置成本。此外，本发明将继电保护装置所有的cpu核都集成在一个插件内，相互之间点对点直接传递数据，提高了数据传递的可靠性和实时性。
附图说明
18.图1是一种基于soc芯片的继电保护装置cpu插件示意图。
具体实施方式
19.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
20.soc(system on chip片上系统)是一种信息系统核心的高度集成芯片，将系统关键部件处理器(cpu)、现场可编程逻辑器件(fpga)集成在一片芯片上。一片soc芯片内部最多可以集成两个cpu核和一个fpga。基于此，本发明提出的一种基于soc芯片的继电保护装置cpu插件将原来的继电保护装置双cpu插件整合在一个cpu插件内，降低了继电保护装置的插件数量，节约了继电保护装置成本。
21.实施例1：
22.如图1，本申请的一种基于soc芯片的继电保护装置cpu插件包括两片soc芯片。第一片soc芯片内部集成1个管理cpu核和1个fpga；第二片soc芯片内部集成1个保护cpu核、1个启动cpu核和1个fpga；两片soc的fpga之间通过数据传输通道进行数据交互。
23.具体的，管理cpu核负责顺序事件记录、录波、打印、对时、人机接口及与监控系统通讯。启动cpu核负责故障检测，当检测到故障时发出启动信号。保护cpu核，负责保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号。fpga作为接口芯片，用于两片soc之间、继电保护不同插件之间的数据交互、存储、管理。
24.实施例2：
25.本申请的一种基于soc芯片的继电保护装置实施例如图1所示，包括上述的基于soc芯片的cpu插件、保护adc采样模块、启动adc采样模块、外部开入模块以及冗余出口继电器。保护adc采样模块和启动adc采样模块相互独立。
26.启动cpu核，连接启动adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入的采集，并据此进行故障检测，当检测到故障时，发出启动信号触发启动继电器动作，开放出口继电器正电源。
27.保护cpu核，连接保护adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入的采集，并据此进行保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号驱动出口继电器动作。
28.本技术方案具有以下特点a.cpu插件包含2片soc芯片，第1片soc芯片内部集成1个管理cpu核和1个fpga，第2片soc芯片内部集成1个保护cpu核、1个启动cpu核和1个fpga；b.cpu插件接收2路独立adc模拟量；c.cpu插件接收数字量开入；d.cpu插件输出冗余出口。本发明降低了继电保护装置的插件数量，节约了继电保护装置成本，提高了cpu核之间数据传递的可靠性和实时性。
29.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
技术特征：
1.一种基于soc芯片的cpu插件，用于继电保护装置中，其特征在于，包括：两片soc芯片；第一片soc芯片内部集成1个管理cpu核和1个fpga；第二片soc芯片内部集成1个保护cpu核、1个启动cpu核和1个fpga；两片soc的fpga之间通过数据传输通道进行数据交互。2.如权利要求1所述的一种基于soc芯片的cpu插件，其特征在于：所述管理cpu核负责顺序事件记录、录波、打印、对时、人机接口及与监控系统通讯。3.如权利要求1所述的一种基于soc芯片的cpu插件，其特征在于：所述启动cpu核负责故障检测，当检测到故障时发出启动信号。4.如权利要求1所述的一种基于soc芯片的cpu插件，其特征在于：所述保护cpu核，负责保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号。5.如权利要求1所述的一种基于soc芯片的cpu插件，其特征在于：所述fpga作为接口芯片，用于两片soc之间、继电保护不同插件之间的数据交互、存储、管理。6.一种基于soc芯片的继电保护装置，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的基于soc芯片的cpu插件、保护adc采样模块、启动adc采样模块、外部开入模块以及冗余出口继电器；所述保护adc采样模块和启动adc采样模块相互独立；所述启动cpu核，连接启动adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入的采集，并据此进行故障检测，当检测到故障时，发出启动信号触发启动继电器动作，开放出口继电器正电源；所述保护cpu核连接保护adc采样模块和外部开入模块，用于模拟量和数字量开入的采集，并据此进行保护逻辑计算，当达到动作条件时，发出跳闸信号驱动出口继电器动作。
技术总结
本发明公开了一种基于SOC芯片的继电保护装置CPU插件，两片SOC芯片；第一片SOC芯片内部集成1个管理CPU核和1个FPGA；第二片SOC芯片内部集成1个保护CPU核、1个启动CPU核和1个FPGA；两片SOC的FPGA之间通过数据传输通道进行数据交互。本发明还公开了使用上述CPU插件的继电保护装置，本发明降低了继电保护装置的插件数量，节约了继电保护装置成本，提高了CPU核之间数据传递的可靠性和实时性。数据传递的可靠性和实时性。数据传递的可靠性和实时性。
技术研发人员：陆金凤 唐志军 赵青春 林国栋 李智诚 晁武杰 余越 孟江雯 詹荣荣
受保护的技术使用者：南京南瑞继保电气有限公司 中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2021/11/19
再多了解一些
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