核心提示： 廣州智昊電氣ADSU-200數字化單元輸出模塊，是將電子式傳感器（PT/CT）的小信號（例如：3.25V/1V），轉換成曼徹斯特編碼格式，且符合IEC 60870-5-1的FT3協議，並以符合EIA RS-485差分接口規範輸出至饋線終端FTU的轉換模塊，該模塊與電子式傳感器配套使用內置於開關內部。解決了傳統電子式傳感器小信號傳輸容易受干擾而影響穩定性，精度等問題。也國網一二次融合走向數字化開關的終極目標的核心部件！
產品概述
DOM-200數字量輸出模塊適用於採用電壓/電流傳感器組合數字量輸出模式開關配套的饋線終端，是專門爲10KV架空線路最新柱上開關配套使用設計的模塊，該模塊主要可實現在開關側將電壓/電流傳感器採樣值以及開關遙信量轉換爲數字量輸出，然後通過高數通信口傳輸給開關配套的饋線自動化終端（FTU）。適用於最新數字式饋線終端發展趨勢，既可簡化終端軟硬件設計，可直接將模塊傳輸過來的數字量給核心板處理使用，自身不用再搭建模擬量以及開關量採集電路；同時也可減少電壓/電流傳感器採集值小信號傳輸過程所受到的干擾，使其更爲穩定精準。
DOM-200採用模塊化、可擴展、低功耗、免維護的設計標準，適應複雜運行環境，具有高可靠性和穩定性。硬件採用32位工業級高性能CPU，保證了系統的準確度和穩定性；處理能力強大，數據採集、數據計算處理並行；採用 16 位高精度外置 A/D 芯片進行交流採樣，採樣頻率8kHz。遙信輸入迴路採用光電隔離，並具有軟硬件濾波措施，防止輸入接點抖動或強電磁場干擾誤動，遙信抖動脈衝寬度可設。
典型應用
該模塊主要應用於10kV架空線路上的柱上開關，內置於開關本體需配套數字式饋線終端使用。模塊主要包括交流電壓電流模擬量採集端口、開關狀態量採集端口、數字電源端口，高速通信端口；其中模擬量採集端口連接電壓/電流傳感器，實現電壓電流的實時採樣；開關狀態量端口連至開關，採集開關遙信數據；模塊電源取自數字式饋線終端；採用銅線型屏蔽電纜連接數字式饋線終端實現數字量傳輸，符合EIA RS485標準，此鏈接爲單工制點對點單向性鏈接，信號幅值爲3V～10V峯對峯值，通用幀的傳輸速度爲5Mbit/s，採用曼徹斯特編碼。應用原理示意圖如下圖1.2所示：
圖1.2 應用示意圖
產品功能
1) 具備交流電壓電流量的實時同步採樣功能，採樣頻率8kHz。其電氣量採樣值包括：
三相測量電流、三相保護電流、零序電流；
三相電壓、零序電壓；
2) 具備遙信量的輸入採集，輸入迴路採用光電隔離，並具有軟硬件濾波措施，防止輸入接點抖動或強電磁場干擾誤動，遙信抖動脈衝寬度可設。其遙信量包括：
分位、合位；
未儲能；
低氣壓閉鎖；
3) 具備高速數據傳輸通信接口，符合EIA RS485標準，通用幀的傳輸速度爲5Mbit/s，採用曼徹斯特編碼。
4) 具備自診斷、自恢復功能，對各重要芯片等可以進行自診斷，異常時能上送報警信息，軟件異常時能自動復位。
產品技術參數
DOM-200數字輸出模塊主要技術性能參數如下表所示：
主要技術性能參數
序號 名稱 單位 技術參數
1 工作環境溫度 ℃ -40℃～70℃
2 額定工作電源 V DC24
3 電壓數字量標稱值 - 相電壓：11585 , 零序電壓：11585/3
4 相電流（測量）數字量標稱值 - 11585
5 相電流（保護）數字量標稱值 - 463
6 零序電流數字量標稱值 - 11585/5
7 頻率 Hz 45～55
8 開關測控容量 容量配置：1迴路；
（1）三相測量電流、三相保護電流、零序電流；三相電壓、零序電壓。
（2）包括開關合位、開關分位、開關未儲能、低氣壓閉鎖等遙信量。
9 電流輸入阻抗 KΩ ≥30
10 電壓輸入阻抗 MΩ ≥20
11 模塊功耗 W 正常工作狀態下，≤3
12 遙信軟件防抖動時間 ms 5～65000可設
13 SOE分辨率 ms 2
14 遙信電源 V DC24V
15 交流電流回路過載能力 - 1.2In，連續工作；20In，1s
16 交流電壓回路過載能力 - 1.2Un，連續工作；2Un，1s
17 通信接口 個 1，符合EIA RS485標準；傳輸速度爲5Mbit/s
18 接口方式 - 3.81mm端子、航空插頭
19 絕緣電阻 M >10
20 電磁兼容 級 IV
數字量傳輸協議
數字量傳輸引用GB/T20840.8《互感器 第8部分：電子式電流互感器》標準。
1）物理層
數字量傳輸物理層採用銅線型屏蔽電纜傳輸實現，符合EIA RS485標準，此鏈接爲單工制點對點單向性鏈接，信號幅值爲3V～10V峯對峯值。
通用幀的傳輸速度爲5Mbit/s，採用曼徹斯特編碼，高位在前，低位在後。曼徹斯特編碼規則爲，從低位轉移到高位爲二進制1，從高位轉移到低位爲二進制0，詳見圖F-1描述。
圖F-1曼徹斯特編碼
2）鏈路層
鏈路層選定爲IEC 6087051的FT3格式。此格式的優點是：
—— 良好的數據完整性；
—— 其幀結構使它有可能用於高速率的多點網絡同步數據鏈接。
鏈接服務類別爲S1：SEND／NO REPLY（發送／不回答）。
傳輸規則：
R1 空閒狀態是二進制1。兩幀之間按曼徹斯特編碼連續傳輸此值1，爲了使接收器的時鐘容易同步，由此提高通訊鏈接的可靠性。兩幀之間應傳輸最少70個空閒位。
R2 幀的最初兩個八位字節代表起始符。
R3 16個八位字節用戶數據由一個16比特校驗序列結束。需要時，幀應填滿緩衝字節，以完成給定的字節數。
R4 由下列多項式生成校驗序列碼：
X16＋X13＋X12＋X11＋X10＋X8＋X6＋X5＋X2＋1
此規範生成的16比特校驗序列是取反的。
R5 接收器檢驗信號品質、起始符、各校驗序列和幀長度。如果這些檢驗中任一項有誤，該幀將廢棄，反之交付給用戶。
3）應用層
FT3通用數據幀存儲內容見表F-1。
表F-1 FT3通用數據幀存儲內容
序號 名稱 描述
字1 前導 0564（十六進制）
字2 數據集長度（Length） 長度字段包括數據集的長度，本標準定義的點對點鏈接的長度是44（十進制）。
字3 邏輯節點名（LNName） 本標準定義的點對點鏈接的邏輯節點名（LNName）值是02。
字4 數據集（DataSetName） 識別數據集結構的一個獨定數，即數據通道分配。其允許值爲01和FE H（十進制254），本標準定義DataSetName=01。
字5 額定相電流（PhsA.Artg） 按照未來的IEC 6185074，各相可以有自身的額定值。此值的傳輸爲任選。如果不發送，則應以傳輸0值代替。
字6 額定中性點電流（Neut.Artg） 按照未來的IEC 6185074，額定中性點電流以安培（方均根值）數給出。此值的傳輸爲任選。如果不發送，則應以傳輸0值代替。
字7 額定相電壓（PhsA.Vrtg） 按照未來的IEC 6185074，各相可以有自身的額定值。
此傳輸值爲任選。如果不發送，則應以傳輸0值代替。
字8 額定延遲時間 額定延遲時間以微秒（μs）數給出。
字9 CRC校驗字1 字1-8的16位CRC校驗字。
字10 DataChannel #1 A相電流，保護
字11 DataChannel #2 B相電流，保護
字12 DataChannel #3 C相電流，保護
字13 DataChannel #4 中性點電流
字14 DataChannel #5 A相電流，測量
字15 DataChannel #6 B相電流，測量
字16 DataChannel #7 C相電流，測量
字17 DataChannel #8 A相電壓
字18 CRC校驗字2 字10-17的16位CRC校驗字
字19 DataChannel #9 B相電壓
字20 DataChannel #10 C相電壓
字21 DataChannel #11 中性點電壓
字22 DataChannel #12 母線電壓
字23 狀態字1（StatusWord#1） 狀態字1的說明見表F-2。
字24 狀態字2（StatusWord#2） 狀態字2的說明見表F-3。
字25 樣本計數器（SmpCtr） 此16比特計數用以檢查連續更新的幀數。此計數應在每出現一個新幀時加1。連續運行中一旦溢出，它應以0值重新開始。
字26 保留字 爲IEC 6185091未來的規範保留。
字27 CRC校驗字3 字19-26的16位CRC校驗字。
表F-2 StatusWord #1（狀態字1）說明
比特位 說明 註釋
比特0 LPHD.PHHealth 0：良好
1：警告或報警
比特1 LLN0.Mode 0：接通（正常運行）
1：試驗
比特2 喚醒時間指示
喚醒時間數據的有效性 0：接通（正常運行），數據有效
1：喚醒時間，數據無效 喚醒時間期間應設置
比特3 合併單元的同步方法 0：數據集不採用插值法
1：數據集適用於插值法
比特4 對同步的各合併單元 0：樣本同步
1：時間同步消逝／無效 合併單元用插值法也要設置
比特5 對DataChannel #1 0：有效
1：無效
比特6 對DataChannel #2 0：有效
1：無效
比特7 對DataChannel #3 0：有效
1：無效
比特8 對DataChannel #4 0：有效
1：無效
比特9 對DataChannel #5 0：有效
1：無效
比特10 對DataChannel #6 0：有效
1：無效
比特11 對DataChannel #7 0：有效
1：無效
比特12 電流互感器輸出類型
i(t) 或 d (i(t) / d t) 0：i(t)
1：d (i(t) / d t) 對空心線圈應設置
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皆無作用
比特14 備用
比特15 備用
表F-3 StatusWord #2（狀態字2）說明
比特位 說明 註釋
比特0 對DataChannel #8 0：有效
1：無效
比特1 對DataChannel #9 0：有效
1：無效
比特2 對DataChannel #10 0：有效
1：無效
比特3 對DataChannel #11 0：有效
1：無效
比特4 對DataChannel #12 0：有效
1：無效
比特5 分位 0：接點閉合
1：接點斷開
比特6 合位 0：接點閉合
1：接點斷開
比特7 未儲能位 0：接點閉合
1：接點斷開
比特8 低氣壓閉鎖 0：接點閉合
1：接點斷開
比特9 備用
比特10 備用
比特11 備用
比特12 備用
比特13 備用
比特14 備用
比特15 備用