CN1249435A - 电力系统事故记录仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力系统事故记录仪,包括由隔离放大电路、通道转换电路、模数转换电路和整形电路组成的数据采集部分,由单片微处理器和存储器组成的数据处理部分,由存储器和掉电保护电路组成的大容量随机存储器部分,以及由键盘接口电路、显示器接口电路、打印机接口和电路通讯接口组成的电路外围接口设备。本装置具有集成化程度高、体积小、功能强、操作简便、适用范围广、成本低等特点。

Description

电力系统事故记录仪

本发明涉及一种电力系统事故记录仪，属电气测量技术领域。

实时记录电量的变化波形是事故后科学分析的重要手段。目前国内外使用的各种电量记录仪主要用于测量记录被测电量的瞬时值波形。如果要观察电压、电流的有效值或有功功率、无功功率、频率等电量的变化情况，则必须借助于相应的电量变送器，把变送器的输出作为记录仪的输入，这使得系统接线复杂，使用起来很不方便，而且变送器的时间常数大，对电压或功率的跃变不能准确记录，大大影响了事故后科学分析的准确性。

本发明的目的是设计一种电力系统事故记录仪，以解决上述电量记录中存在的问题，该装置具有正常电量的测量显示功能和异常电量的自动录波打印功能，不仅能记录电压、电流的瞬时值波形，还能直接记录电压、电流的有效值以及有功功率、无功功率、频率等电量的变化波形；既可以人工起动录波，也能自动录波；装置采用具有掉电保护功能的大容量存储器以及故障追忆技术，可将故障过程完整地记录下来。极大地提高了事故后科学分析的准确性。装置还具有集成化程度高、体积小、功能强、操作简便、适用范围广、成本低等特点。

本发明设计的电力系统事故记录仪，由数据采集部分、数据处理部分、大容量随机存储器部分和外围接口设备组成，其中的数据采集部分包括：

(1)隔离放大电路。对外部输入的电压、电流信号进行隔离、放大及滤波。由电流互感器(T1-T3)、电压互感器(T4-T6)、直流信号变换器(T7-T8)和运算放大器(U30B-U32C)组成；

(2)通道转换电路。将外部输入的8路信号依次进行转换，并将结果送模数转换电路。由16选1多路转换器AD7506(U18)组成。

(3)模数转换电路。对上述信号进行模数转换，并将转换结果送80C196KC单片机。由12位模数转换器AD1674(U17)组成。

(4)整形电路。对隔离放大后的信号进行波形整形，并将整形后的信号送80C196KC的外部中断引脚用于频率测量。由施密特触发器(U21A)、RC滤波电路及与非门(U22A)组成。

数据处理部分包括：

(5)单片微处理器机。对采集的数据进行运算处理，是整个装置的核心。出16位单片机80C196KC(U0)组成。

(6)存储器及总线扩展电路。由程序存储器(U7，U8)数据存储器(U5，U6)和总线扩展电路(U1-U4，U9-U15)组成。

大容量随机存储器部分包括：

(7)2M字节的存储器。用于对录波数据进行存储。由16片存储容量为128K字节的RAM芯片(U41-U56)及地址译码芯片(U57)组成。

(8)掉电保护电路。用于对录波数据进行保护。由电压比较器(U59)、备用电池(B1)、与非门(U58A-U58D)组成。

外围接口设备部分包括：

(9)键盘接口电路。用于操作装置的起动、停止及修改录波起动值。键盘为4×6专用键盘，带8位LED显示器。接口电路由键盘显示器接口芯片82C79(U19)及驱动电路组成。

(10)显示器接口电路。用于显示测量数据，为2组8位LED显示器。接口电路由键盘显示器接口芯片82C79(U20)及驱动电路组成。

(11)打印机接口电路。用于输出录波曲线。打印机采用PP40四色绘图打印机。接口电路由并行I/O接口芯片82C55(U16)组成。

(12)通讯接口电路。用于录波数据的传输。数据传输采用串行通讯方式，由串行接口芯片1488(U12)，1489(U13)构成。

本发明的优点是测量方便，系统简练，而且，测量录波过程中的参数可以很方便的进行修改，如改变电压放大倍数，改变录波起动值，改变显示和打印内容等。本机还可通过通用的RS232接口和各种通用微机相连，适用性广，通用性强。

附图说明：

图1是本发明设计的电力系统事故记录仪的组成框图。

图2是电力系统事故记录仪的数据采集部分及外围设备接口部分的电路原理图。

图3是数据处理部分的电路原理图。

图4是大容量随机存储器的电路原理图。

下面结合附图详细介绍本发明的内容。

数据采集部分电路原理图如图2所示。外部输入信号信号共有8路，它们分别是：交流电压、电流信号各3路、直流电压、电流信号各1路。所有输入信号经各自的变换器T1-T8实现电路隔离后，再经过各自的运算放大器U30B-U32C(LM324)进行信号放大，然后送入多路转换器U18(AD7506)，U18根据数据处理部分送来的控制信息依次选择其中1路信号送入模数转换器U17(AD1674)，U17将转换结果送到数据总线上，由数据处理部分进行处理。外部输入的一路电压信号经过隔离放大后还送入由施密特触发器U21A(74HC14)及与非门U22A(74HC00)构成的波形整形电路，整形后的信号送入数据处理部分中的80C196KC单片机(U0)，进行频率测量。

数据处理部分的电路原理图如图3所示。其核心是INTEL公司的16位单片机U0(80C196KC)，并由总线驱动器U1，U2(74HC245)及地址锁存器U3，U3(74HC373)分别构成系统的外部16位数据、地址总线。系统还扩展了16K的外部程序存储器U7，U8(28C64)和16K的外部数据存储器U5，U6(6264)。U9(74HC133)，U10(74HC138)，U15(74HC139)，U11A(74HC04)等芯片构成地址译码电路。数据处理部分的主要功能是对采集数据进行分析、处理并控制显示器、打印机等外部设备。

大容量随机存储器部分的电路原理图如图4所示。它以16片大容量的RAM芯片为主构成U41-U56(HM628128)，并利用80C196KC的P1口来扩展了6根地址线，使系统总的存储容量达到2M字节。U57(74HC138)为扩展地址译码器。为保证录波数据在掉电后能够可靠保存，存储器设有后备电池B1(3.6V)，并由电压比较器U39(LM339)及与非门U58A-U58D(74HC00)构成掉电检测电路及掉电保护电路，即在系统掉电及上电的瞬间，封锁存储器的写允许线，使录波数据得到可靠保护。

外围设备接口部分的电路原理图如图2所示。系统的主要外部设备有：4×6专用键盘、两组8位LED显示器及PP40绘图打印机。其中键盘及显示器的接口电路由两片键盘显示器接口芯片U19，U20(82C79)构成，打印机接口由并行I/O接口芯片U16(82C55)构成。另外，系统还具有和上位机通讯的功能，可以将录波数据的传输到上位机中进行进一步分析处理，数据传输采用串行通讯方式，由串行接口芯片1488(U12)，1489(U13)构成。

Claims (1)

1、一种电力系统事故记录仪，其特征在于，该记录仪由数据采集部分、数据处理部分、大容量随机存储器部分和外围接口设备组成，其中所述的数据采集部分包括：

(1)对外部输入的电压、电流信号进行隔离、放大及滤波的隔离放大电路，由电流互感器(T1-T3)、电压互感器(T4-T6)、直流信号变换器(T7-T8)和运算放大器(U30B-U32C)组成；

(2)将外部输入的8路信号依次进行转换，并将结果送模数转换电路的通道转换电路，由16选1多路转换器AD7506(U18)组成；

(3)对上述信号进行模数转换，并将转换结果送80C196KC单片机的模数转换电路，由12位模数转换器AD1674(U17)组成；

(4)对隔离放大后的信号进行波形整形，并将整形后的信号送80C196KC的外部中断引脚用于频率测量的整形电路，由施密特触发器(U21A)、RC滤波电路及与非门(U22A)组成；

所述的数据处理部分包括：

(5)对采集的数据进行运算处理的单片微处理器机，由16位单片机80C196KC(U0)组成；

(6)存储器及总线扩展电路，由程序存储器(U7，U8)数据存储器(U5，U6)和总线扩展电路(U1-U4，U9-U15)组成；

所述的大容量随机存储器部分包括：

(7)用于对录波数据进行存储的2M字节的存储器，由16片存储容量为128K字节的RAM芯片(U41-U56)及地址译码芯片(U57)组成；

(8)用于对录波数据进行保护的掉电保护电路，由电压比较器(U59)、备用电池(B1)、与非门(U58A-U58D)组成；

所述的外围接口设备部分包括：

(9)用于操作装置的起动、停止及修改录波起动值的键盘接口电路，由键盘显示器接口芯片82C79(U19)及驱动电路组成；

(10)用于显示测量数据的显示器接口电路，为2组8位LED显示器，接口电路由键盘显示器接口芯片82C79(U20)及驱动电路组成；

(11)用于输出录波曲线的打印机接口电路，由并行I/O接口芯片82C55(U16)组成；

(12)用于录波数据的传输的通讯接口电路，由串行接口芯片1488(U12)，1489(U13)构成。

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