CN111308201B - 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 - Google Patents
一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111308201B CN111308201B CN202010172666.0A CN202010172666A CN111308201B CN 111308201 B CN111308201 B CN 111308201B CN 202010172666 A CN202010172666 A CN 202010172666A CN 111308201 B CN111308201 B CN 111308201B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collecting
- signals
- module
- follows
- fpga chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/165—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters
- G01R23/167—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters with digital filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/17—Spectrum analysis; Fourier analysis with optical or acoustical auxiliary devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/18—Spectrum analysis; Fourier analysis with provision for recording frequency spectrum
Abstract
本发明涉及一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，包括：管理机，管理机的信号输入端连接有若干采集终端，管理机的信号输出端连接有显示屏；所述的采集终端包括：采集模拟量信号的互感器，采集开关量信号的第一光耦电路，采集电B码信号的第一B码接口，第一电源供电模块；所述的SFP接口连接到管理机，所述的第一继电器连接有第一报警器；所述的管理机包括：接收采集终端采集信号的光接收模块，采集开关量信号的第二光耦电路，采集光电B码的第二B码接口，第二AD转换芯片，第二电源供电模块；所述的CPU模块还连接有COME工控模块，所述的COME工控模块连接所述的显示屏。
Description
技术领域
本发明属于电力系统监测技术领域，具体涉及一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统。
背景技术
目前110KV变电站很少装有录波器，即便已经安装，也只是采集高压侧(110kV)电压电流,10kV出线没有独立的录波。10kV出线保护带有录波，但采样频率低，记录时间短，且只能记录发生故障的一条线的数据，而其他非故障线路、变压器三侧电流不能同时记录，不利于进行详细故障分析。
现有技术中公开了一种采集单元依赖GPS对时同步的录波系统，该录波系统虽然将采集与录波分立，但其采集单元依赖于GPS同步且各间隔仍需要采集单元和分析单元，没有真正实现分布式录波，另一现有技术中公开了一种分布式同步录波系统，各采集终端只能采集模拟量，无法采集开关量，功能单一，只具备录波功能，不具备小电流接地选线功能。此为现有技术的不足之处。
有鉴于此，本发明提供一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统；以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，包括：
管理机，管理机的信号输入端连接有若干采集终端，管理机的信号输出端连接有显示屏；
所述的采集终端包括：
采集模拟量信号的互感器，采集开关量信号的第一光耦电路，采集电B码信号的第一B码接口，第一电源供电模块；
所述的互感器连接有第一AD转换芯片，所述的第一AD转换芯片、第一光耦电路以及第一B码接口均连接到第一FPGA芯片，所述的第一FPGA芯片还连接有SFP接口和第一继电器，所述的SFP接口连接到管理机，所述的第一继电器连接有第一报警器；
所述的管理机包括：
接收采集终端采集信号的光接收模块，采集开关量信号的第二光耦电路，采集光电B码的第二B码接口，第二AD转换芯片，第二电源供电模块；
所述的光接收模块通过第二FPGA芯片连接到CPU模块，所述的第二光耦电路和第二AD转换芯片均连接到第三FPGA芯片，所述的第三FPGA芯片连接到所述的CPU模块，所述的第二B码接口连接到所述的CPU模块，
所述的CPU模块还连接有COME工控模块，所述的COME工控模块连接所述的显示屏，所述的CPU模块还连接有第二继电器，所述的第二继电器连接第二报警器，所述的CPU模块还连接有网口接口，所述的网口接口连接到网站。
作为优选，所述的显示屏为液晶显示屏；提高显示精度和分辨率。
作为优选，采集终端对A/B/C三相数据处理如下：
其基波正交积分的实部、虚部及直流分量计算如下：
合成零序方向为：
作为优选，零序3次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序5次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序7次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序500Hz高频正交积分计算为，其实部和虚部计算为:
作为优选，采集模拟量信号的互感器对电压/电流信号采样，模拟信号经过互感器后接入第一AD转换芯片，并将转换结果发送到第一FPGA芯片，第一FPGA芯片下发控制命令到第一AD转换芯片，第一AD转换芯片和第一FPGA芯片之间通过SPI进行通讯。
本发明的有益效果在于，通过对电流电压模拟信号以及开关量进行采集，对A/B/C三相数据处理实现分布式录波。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明系统整体框图，
图2所示为采集终端框图，
图3为管理机框图，
图4为采集终端三相信号处理，
图5为采集终端零序信号处理，
图6为管理机小电流录波流程图，
图7为故障简报处理流程图。
其中，1-管理机，2-采集终端，3-显示屏，21-互感器，22-第一光耦电路，23-第一B码接口，24-第一电源供电模块，25-第一AD转换芯片，26-第一FPGA芯片，27-SFP接口，28-第一继电器，29-第一报警器，11-光接收模块，12-第二光耦电路，13-第二B码接口，14-第二AD转换芯片，15-第二电源供电模块，16-CPU模块，17-第三FPGA芯片，18-COME工控模块，19-第二继电器，110-第二报警器，111-网口接口，112-第二FPGA芯片。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1-7所示，本发明提供的一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，包括：
管理机1，管理机1的信号输入端连接有若干采集终端2，管理机的信号输出端连接有显示屏3；
所述的采集终端2包括：
采集模拟量信号的互感器21，采集开关量信号的第一光耦电路22，采集电B码信号的第一B码接口23，第一电源供电模块24；
所述的互感器21连接有第一AD转换芯片25，所述的第一AD转换芯片25、第一光耦电路22以及第一B码接口23均连接到第一FPGA芯片26，所述的第一FPGA芯片26还连接有SFP接口27和第一继电器28，所述的SFP接口27连接到管理机1，所述的第一继电器28连接有第一报警器29；
所述的管理机1包括：
接收采集终端采集信号的光接收模块11，采集开关量信号的第二光耦电路12，采集光电B码的第二B码接口13，第二AD转换芯片14，第二电源供电模块15；
所述的光接收模块通过第二FPGA芯片112连接到CPU模块16，所述的第二光耦电路和第二AD转换芯片均连接到第三FPGA芯片17，所述的第三FPGA芯片17连接到所述的CPU模块16，所述的第二B码接口连接到所述的CPU模块，
所述的CPU模块16还连接有COME工控模块18，所述的COME工控模块连接所述的显示屏，所述的CPU模块还连接有第二继电器19，所述的第二继电器连接第二报警器110，所述的CPU模块还连接有网口接口111，所述的网口接口连接到网站。
所述的显示屏为液晶显示屏；提高显示精度和分辨率。
采集终端对A/B/C三相数据处理如下：
其基波正交积分的实部、虚部及直流分量计算如下：
合成零序方向为：
零序3次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序5次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序7次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序500Hz高频正交积分计算为，其实部和虚部计算为:
采集模拟量信号的互感器对电压/电流信号采样，模拟信号经过互感器后接入第一AD转换芯片，并将转换结果发送到第一FPGA芯片，第一FPGA芯片下发控制命令到第一AD转换芯片，第一AD转换芯片和第一FPGA芯片之间通过SPI进行通讯。
图4中为A/B/C三相数据处理，三相信号经过互感器后变为标准正弦电压信号，直接输入第一AD转换芯片中转换为数字信号并发送到第一FPGA芯片中，这时的采样信号是工频信号；将互感器输出信号进过模拟录波器(将工频信号衰减50dB)、平衡放大器(将剩余高频信号放大40dB)，然后输入AD芯片转换为数字信号并发送到第一FPGA芯片中，在第一FPGA芯片中经过一阶数字滤波器提取为高频带通通道数据。
A/B/C三相数据：其基波正交积分计算如下公式所示，其实部、虚部及直流分量计算如下：
合成零序方向为：
图5中为零序信号处理流程，零序信号经过互感器后变为标准正弦电压信号。可以直接输入AD芯片中转换为数字信号并发送到第一FPGA芯片中，这个时候的采样信号是工频信号。小电流接地选线功能需要零序信号中的高频部分信号。此时需要将互感器输出信号进过模拟录波器(将工频信号衰减50dB)、平衡放大器(将剩余高频信号放大20dB)，然后输入AD芯片转换为数字信号并发送到第一FPGA芯片中，在第一FPGA芯片中经过一阶数字滤波器提取为高频带通通道数据。在第一FPGA芯片中经过3阶数字滤波器提取为冲击通道数据，再经过峰值积分滤波器提取为峰值滤波通道,计算出冲击时间和冲击幅值。
零序3次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序5次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序7次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序500Hz高频正交积分计算为，其实部和虚部计算为:
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，其特征在于，包括：
管理机，管理机的信号输入端连接有若干采集终端，管理机的信号输出端连接有显示屏；
所述的采集终端包括：
采集模拟量信号的互感器，采集开关量信号的第一光耦电路，采集电B码信号的第一B码接口，第一电源供电模块；
所述的互感器连接有第一AD转换芯片，所述的第一AD转换芯片、第一光耦电路以及第一B码接口均连接到第一FPGA芯片，所述的第一FPGA芯片还连接有SFP接口和第一继电器，所述的SFP接口连接到管理机，所述的第一继电器连接有第一报警器；
所述的管理机包括：
接收采集终端采集信号的光接收模块，采集开关量信号的第二光耦电路，采集光电B码的第二B码接口，第二AD转换芯片，第二电源供电模块；
所述的光接收模块通过第二FPGA芯片连接到CPU模块，所述的第二光耦电路和第二AD转换芯片均连接到第三FPGA芯片，所述的第三FPGA芯片连接到所述的CPU模块，所述的第二B码接口连接到所述的CPU模块，
所述的CPU模块还连接有COME工控模块，所述的COME工控模块连接所述的显示屏，所述的CPU模块还连接有第二继电器，所述的第二继电器连接第二报警器，所述的CPU模块还连接有网口接口，所述的网口接口连接到网站；
采集终端对A/B/C三相数据处理如下：
其基波正交积分的实部、虚部及直流分量计算如下：
合成零序方向为：
零序3次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序5次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序7次谐波正交积分如下所示，其实部和虚部计算为：
零序500Hz高频正交积分计算为，其实部和虚部计算为：
2.根据权利要求1所述的一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，其特征在于，所述的显示屏为液晶显示屏。
3.根据权利要求2所述的一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统，其特征在于，采集模拟量信号的互感器对电压/电流信号采样，模拟信号经过互感器后接入第一AD转换芯片，并将转换结果发送到第一FPGA芯片，第一FPGA芯片下发控制命令到第一AD转换芯片，第一AD转换芯片和第一FPGA芯片之间通过SPI进行通讯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010172666.0A CN111308201B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010172666.0A CN111308201B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111308201A CN111308201A (zh) | 2020-06-19 |
| CN111308201B true CN111308201B (zh) | 2022-07-01 |
Family
ID=71145638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010172666.0A Active CN111308201B (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111308201B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11313930B1 (en) | 2020-11-13 | 2022-04-26 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Alternation pulsed double resonance detection scheme for gapless detection in atomic vapor quantum sensors |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201623475U (zh) * | 2010-02-09 | 2010-11-03 | 保定华源电气新技术开发有限公司 | 小电流系统接地保护装置 |
| CN101995511A (zh) * | 2009-08-17 | 2011-03-30 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 电网接地选线的总线型零序电流现场处理系统 |
| CN201780321U (zh) * | 2010-03-18 | 2011-03-30 | 成都府河电力自动化成套设备有限责任公司 | 多功能电力故障录波装置 |
| CN103728538A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-16 | 国家电网公司 | 一种小电流接地系统的接地故障选线方法 |
| CN109901015A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-18 | 西安交通大学 | 基于离散正交s变换和信息散度的单相接地故障选线方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101482593A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-07-15 | 南京因泰莱配电自动化设备有限公司 | 小电流接地智能选线方法和装置 |
| CN107607805A (zh) * | 2017-07-31 | 2018-01-19 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种配电架空线路同步相量测量和运行监测终端及方法 |
-
2020
- 2020-03-12 CN CN202010172666.0A patent/CN111308201B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101995511A (zh) * | 2009-08-17 | 2011-03-30 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 电网接地选线的总线型零序电流现场处理系统 |
| CN201623475U (zh) * | 2010-02-09 | 2010-11-03 | 保定华源电气新技术开发有限公司 | 小电流系统接地保护装置 |
| CN201780321U (zh) * | 2010-03-18 | 2011-03-30 | 成都府河电力自动化成套设备有限责任公司 | 多功能电力故障录波装置 |
| CN103728538A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-16 | 国家电网公司 | 一种小电流接地系统的接地故障选线方法 |
| CN109901015A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-18 | 西安交通大学 | 基于离散正交s变换和信息散度的单相接地故障选线方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于互相关算法的小电流接地系统单相接地故障综合选线方法研究;高云;《工程科技Ⅱ辑》;20160215;第10-49页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111308201A (zh) | 2020-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103257280B (zh) | 基于电场传感器的容性设备介损监测方法 | |
| CN103033685B (zh) | 基于分频段双路滤波的宽频带谐波测量系统及方法 | |
| CN103344821A (zh) | 基于cvt内置低压电容的暂态过电压在线监测系统 | |
| CN105004943A (zh) | 一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置 | |
| CN111308201B (zh) | 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 | |
| CN106707075A (zh) | 一种基于arm和fpga的电能质量在线监测系统 | |
| CN109932619B (zh) | 配电网电子式传感器二次信号采集器 | |
| CN207215898U (zh) | 一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪 | |
| CN216900870U (zh) | 一种基于零序电压启动的故障指示器 | |
| CN115267417B (zh) | 输电线路故障的精确定位方法及输电线路行波测量装置 | |
| CN216350893U (zh) | 一种电容式电压互感器 | |
| CN105933079B (zh) | 针对不同频率载波信号通信性能的检测系统及其检测方法 | |
| CN102279344A (zh) | 配电线路状态智能传感器 | |
| CN204882734U (zh) | 一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置 | |
| CN103487721A (zh) | 基于电子式互感器的行波测距系统 | |
| CN211206748U (zh) | 一种新型套管监测设备 | |
| CN109839536B (zh) | 一种变电站cvt谐波测量判断装置 | |
| CN211402529U (zh) | 一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置 | |
| CN203490323U (zh) | 基于电子式互感器的行波测距系统 | |
| CN208588770U (zh) | 一种信号采样电路及信号采样装置 | |
| CN209728059U (zh) | 一种变压器负载损耗测量系统 | |
| CN210016321U (zh) | 一种配电台区出线支线开关跳闸告警装置 | |
| CN217427771U (zh) | 一种基于脉冲信号的电力设备状态智能在线监控系统 | |
| CN220399521U (zh) | 一种电能质量测试系统 | |
| CN205353201U (zh) | 直流偏磁谐波下交流滤波器谐振风险测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |