CN203365559U - 一种考虑冲击负荷的故障录波装置 - Google Patents
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Abstract
一种考虑冲击负荷的故障录波装置，包括录波数据采集单元、录波数据处理单元和录波通信单元，所述的录波数据采集单元包括电压、电流互感器、FPGA和模数转换器，所述的电压、电流互感器用于采集录波数据，所述的电压、电流互感器的信号输出端与FPGA的信号输入端相连，FPGA的信号输出端与模数转换器的模拟信号输入端相连，模数转换器的数字信号输出端作为录波数据采集单元的输出与录波数据处理单元的信号输入端相连，录波数据处理单元的信号输出端与录波通信单元的信号输入端相连，所述的录波通信单元与远程控制主站进行通信。本实用新型对传统故障录波装置进行改进，简单有效，记录数据全面，兼顾冲击负荷的数据监控。
Description
技术领域
本实用新型是涉及一种考虑冲击负荷的故障录波装置，具体地说是涉及一种记录涵盖普通负荷和冲击负荷运行数据的新型装置。
背景技术
智能电网是未来电力系统的发展方向，而变电站的智能化是实现智能电网的基本前提。在智能化变电站的建设中，提高一次设备和二次设备的数据信息的准确性和实时性显得尤为重要。
发明内容
本实用新型的目的在于变电站的智能化监测的不足，提出一种考虑冲击负荷的故障录波装置。该装置简单有效，记录数据全面，可以长期运行，具有很好的应用前景。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种考虑冲击负荷的故障录波装置，包括录波数据采集单元、 录波数据处理单元和录波通信单元，所述的录波数据采集单元包括电压、电流互感器、现场可编程阵列FPGA和模数转换器，所述的电压、电流互感器作为考虑冲击负荷的故障录波装置的信号采集端与电站变压器的进线端相连，用于采集录波数据，所述的电压、电流互感器的信号输出端与现场可编程阵列FPGA的信号输入端相连，现场可编程阵列FPGA的信号输出端与模数转换器的模拟信号输入端相连，模数转换器的数字信号输出端作为录波数据采集单元的输出与录波数据处理单元的信号输入端相连，录波数据处理单元的信号输出端与录波通信单元的信号输入端相连，所述的录波通信单元与远程控制主站进行通信。
本实用新型录波数据处理单元包括总线、数字信号处理器DSP和GPS对时装置，所述的数字信号处理器DSP通过总线与录波数据采集单元的输出端相连，所述的数字信号处理器DSP与GPS对时装置的信号输出端相连。
本实用新型录波通信单元包括ARM处理器。
本实用新型录波数据采集单元和录波数据处理单元之间通过第一双口RAM存储器连接，所述的录波数据采集单元的输出信号存储至第一双口RAM存储器，录波数据处理单元读取前述数据进行处理；录波数据处理单元和录波通信单元之间通过第二双口RAM存储器连接，所述的录波数据处理单元的输出信号存储至第二双口RAM存储器，录波通信单元读取前述数据进行处理。
本实用新型模数转换器采用16位模数转换器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的结构简单，通过电压电流的采集获取冲击负荷的故障信息，节约成本，简单易行。
2、本实用新型采用新的通信方案，摒弃现有录波装置的PC二级系统，避免了上位机传输数据的过程，提高了传输速度，改善了上传数据的安全可靠性和抗干扰性。
附图说明
图1是本实用新型的考虑冲击负荷的故障录波装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，一种考虑冲击负荷的故障录波装置采用分布式结构形式，由录波数据采集单元、 录波数据处理单元和录波通信单元构成。
录波数据采集单元主要由信号调理电路和模数转换电路组成，通过电压互感器和电流互感器等电力设备可以获得电压和电流等模拟量，将这些模拟量送入信号调理电路进行滤波和隔离变换等处理，再将处理后的模拟量送入16位模数转换器（A/D）转化为数字信号，其中为了实现高效的同步采样，引入可编程控制阵列（FPGA）进行编程控制，产生一定的控制时序，控制多路模拟切换开关，实现共用同一采样保持，放大和A/D转换电路的目的。开关量的采集同模拟量有一定的差别，采集的开关量首先通过前置检测通道进行光电隔离，然后接入16位三态数据收发器，这样就得到了可以上传的数字信号。汇总得到数字信号以后，由FPGA软件控制高速双口RAM存储器来存储这些数字信号，然后信号送入录波数据处理单元。
录波数据处理单元是故障录波装置的核心，主要由总线、数字信号处理器（DSP）和对时装置构成，DSP作为主控CPU，在GPS对时装置提供时间同步的前提下，采用中断形式实现对录波数据采集的控制，即实现对高速双口RAM存储器的数据的读入。数据进入DSP进行分析处理，包括数字滤波、相序分解变换、实时计算各路有效值等，并做出是否进行录波启动的判断以及对数据是否进行保存和上传等一系列的处理，若录波启动，录波数据还是采用高速双口RAM存储器进行临时存储。
录波数据保存以后需要向远方控制主站上传数据，录波通信单元可以高效可靠地实现这一功能。录波通信单元主要由ARM微处理器构成，采用基于以太局域网的网络通信方案，在主控板上采用独立的ARM控制网卡芯片实现TCP/IP协议网络通信，来完成录波设备与远方控制主站之间的数据上传工作。
本实用新型使用的可编程控制阵列（FPGA）为Actel公司的A42MX09，数字信号处理器（DSP）为TMS320F2812，16位模数转换器（A/D）为MAXIM公司的MAX1189，高速双口RAM存储器为CY7C024AV。
本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种考虑冲击负荷的故障录波装置，其特征是它包括录波数据采集单元、 录波数据处理单元和录波通信单元，所述的录波数据采集单元包括电压、电流互感器、现场可编程阵列FPGA和模数转换器，所述的电压、电流互感器作为考虑冲击负荷的故障录波装置的信号采集端与电站变压器的进线端相连，用于采集录波数据，所述的电压、电流互感器的信号输出端与现场可编程阵列FPGA的信号输入端相连，现场可编程阵列FPGA的信号输出端与模数转换器的模拟信号输入端相连，模数转换器的数字信号输出端作为录波数据采集单元的输出与录波数据处理单元的信号输入端相连，录波数据处理单元的信号输出端与录波通信单元的信号输入端相连，所述的录波通信单元与远程控制主站进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种考虑冲击负荷的故障录波装置，其特征是所述的录波数据处理单元包括总线、数字信号处理器DSP和GPS对时装置，所述的数字信号处理器DSP通过总线与录波数据采集单元的输出端相连，所述的数字信号处理器DSP与GPS对时装置的信号输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种考虑冲击负荷的故障录波装置，其特征是所述的录波通信单元包括ARM处理器。
4.根据权利要求1所述的一种考虑冲击负荷的故障录波装置，其特征是所述录波数据采集单元和录波数据处理单元之间通过第一双口RAM存储器连接，所述的录波数据采集单元的输出信号存储至第一双口RAM存储器，录波数据处理单元读取前述数据进行处理；录波数据处理单元和录波通信单元之间通过通过第二双口RAM存储器连接，所述的录波数据处理单元的输出信号存储至第二双口RAM存储器，录波通信单元读取前述数据进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种考虑冲击负荷的故障录波装置，其特征是所述的模数转换器采用16位模数转换器。
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