CN207215898U - 一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪 - Google Patents
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Abstract
一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其包括FPGA芯片、DSP处理器、交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块；交流模拟信号采集模块，用于采集交流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；开关分合信号采集模块，用于采集开关的分合闸信号后并输送至FPGA芯片；高频直流信号采集模块，用于采集直流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；FPGA芯片，用于控制所述交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块进行同步数据采集，并将上述数据加上时标后输送至DSP处理器；DSP处理器，用于进行录波分析和断路器动特性分析。本实用新型提高了设备的利用效率，降低了电力设备的采购成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及到电力监测技术领域，具体涉及到一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪。
背景技术
便携式录波仪用于电力系统，可接入二次侧的电压、电流等电气量。通过对这些电气量进行分析和比较，即可获得电力系统安全运行的具体情况。
断路器在电力系统中起着两方面的作用：一是控制作用，即根据电网运行要求，将一部分电气设备或线路投入或退出运行状态，转为备用或检修状态；二是保护作用，即电气设备或线路发生故障时，通过继电保护及自动装置动作高压断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保护电网的正常运行。断路器分合闸线圈时间特性分析仪主要在线监测断路器。通过监测断路器分合闸线圈的电流的变化，来判断断路器是否存在安全隐患。
目前传统的便携式录波仪主要监测交流量，只能对输电线路的电压电流监测与分析，更无断路器的分析功能。而断路器分合闸线圈时间特性分析仪只能接入直流信号，更无输电线路分析功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，综合故障录波和断路器动特性分析功能于一体，提高了设备的利用效率，降低了电力设备的采购成本。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其包括FPGA芯片、DSP处理器、交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块；
交流模拟信号采集模块，用于采集交流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；
开关分合信号采集模块，用于采集开关的分合闸信号后并输送至FPGA芯片；
高频直流信号采集模块，用于采集直流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；
FPGA芯片，用于控制所述交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块进行同步数据采集，并将上述数据加上时标后输送至DSP处理器；
DSP处理器，用于进行录波分析和断路器动特性分析。
由上可知，本实用新型综合便携式录波仪和断路器动特性分析功能于一体，提高了设备的利用效率，降低了电力设备的采购成本。采用本实用新型进行电力数据采集录波时，利用本实用新型获得二次侧的电压、电流等电气量，可分析电压/电流有效值、功率、序分量、矢量、差流，即可获得电力系统安全运行的具体情况。采用本实用新型对断路器分合闸线圈时间特性进行分析时，利用本实用新型获得断路器开关的分合闸信号以及断路器开关的电气信息，从而得到断路器分合闸线圈时间特性并绘制曲线波形。
作为本实用新型的一种改进，所述交流模拟信号采集模块包括霍尔交流电感器、第一保护电路、滤波电路和第一ADC转换模块，所述霍尔交流电感器、第一保护电路、滤波电路和第一ADC转换模块依次连接，第一ADC转换模块与FPGA芯片的输入接口连接。
作为本实用新型的一种改进，所述开关分合信号采集模块包括光电隔离器和CPLD芯片，光电隔离器的输出端与CPLD芯片的输入接口连接，CPLD芯片的输出接口与与FPGA芯片的输入接口连接。
进一步地，所述光电隔离器数量为两个，分别第一光电隔离器和第二光电隔离器，第一光电隔离器和第二光电隔离器的输出端分别与CPLD芯片的输入接口连接。
作为本实用新型的一种改进，所述高频直流信号采集模块包括霍尔直流电感器、第二保护电路、分压电路、隔离放大电路和第二ADC转换模块，所述霍尔直流电感器、第二保护电路、分压电路、隔离放大电路和第二ADC转换模块依次连接，ADC转换模块与FPGA芯片的输入接口连接。
进一步地，所述霍尔直流电感器的数量为两个，分别为第一霍尔直流电感器和第二霍尔直流电感器，其量程分别为0～1.2A和0～50A。
进一步地，所述隔离放大电路为AD210隔离放大器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型综合便携式录波仪和断路器动特性分析功能于一体，提高了设备的利用效率，降低了电力设备的采购成本。
附图说明
图1为本实用新型兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
实施例
请参照图1，一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其包括FPGA芯片10、DSP处理器20、交流模拟信号采集模块40、开关分合信号采集模块30和高频直流信号采集模块50；
交流模拟信号采集模块40，用于采集交流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片10；
开关分合信号采集模块30，用于采集开关的分合闸信号后并输送至FPGA芯片10；
高频直流信号采集模块50，用于采集直流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片10；
FPGA芯片10，用于控制所述交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块进行同步数据采集，并将上述数据加上时标后输送至DSP处理器20。
DSP处理器20，用于进行录波分析和断路器动特性分析。
由上可知，本实用新型综合便携式录波仪和断路器动特性分析功能于一体，提高了设备的利用效率，降低了电力设备的采购成本。采用本实用新型进行电力数据采集录波时，利用本实用新型获得二次侧的电压、电流等电气量，通过分析电压/电流有效值、功率、序分量、矢量、差流，即可获得电力系统安全运行的具体情况。采用本实用新型对断路器分合闸线圈时间特性进行分析时，利用本实用新型获得断路器开关的分合闸信号以及断路器开关的电气信息，从而得到断路器分合闸线圈时间特性并绘制曲线波形。
在本实施中，所述交流模拟信号采集模块40包括霍尔交流电感器41、第一保护电路42、滤波电路43和第一ADC转换模块44，所述霍尔交流电感器41、第一保护电路42、滤波电路43和第一ADC转换模块44依次连接，第一ADC转换模块44与FPGA芯片10的输入接口连接。
在本实施中，所述开关分合信号采集模块30包括光电隔离器和CPLD芯片31，光电隔离器的输出端与CPLD芯片31的输入接口连接，CPLD芯片31的输出接口与与FPGA芯片10的输入接口连接。电网线路开关的分合闸信号经过光电隔离模块后，由CPLD芯片采集信号的电平，从而得到当前开关状态。
其中，所述光电隔离器数量为两个，分别第一光电隔离器32和第二光电隔离器33，第一光电隔离器32和第二光电隔离器33的输出端分别与CPLD芯片31的输入接口连接。第一光电隔离器和第二光电隔离器分别用于接入220V和24V开关的信号。
在本实施中，所述高频直流信号采集模块50包括霍尔直流电感器、第二保护电路53、分压电路54、隔离放大电路55和第二ADC转换模块56，所述霍尔直流电感器、第二保护电路53、分压电路54、隔离放大电路55和第二ADC转换模块56依次连接，ADC转换模块56与FPGA芯片10的输入接口连接。
其中，所述霍尔直流电感器的数量为两个，分别为第一霍尔直流电感器51和第二霍尔直流电感器52，其量程分别为0～1.2A和0～50A。针对断路器分合闸线圈直流线圈的量程特点0～2A，及精度要求1％，目前现有的霍尔元件直流传感器都无法满足此量程及精度要求，故采用了双路采集原理，用两种量程的霍尔直流传感器0～1.2A，0～50A，并采用软件算法平稳整合通道数据即保证直流霍尔元件(电流传感器)测量精度，又解决量程饱和问题。
其中，隔离放大电路55为AD210隔离放大器，隔离放大电路由AD210器件实现。AD210为高精度、宽带宽的三端隔离放大器。可实现输入、输出、电源之间的三端隔离，最大峰值隔离电压±3500V。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (7)
1.一种兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：包括FPGA芯片、DSP处理器、交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块；
交流模拟信号采集模块，用于采集交流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；
开关分合信号采集模块，用于采集开关的分合闸信号后并输送至FPGA芯片；
高频直流信号采集模块，用于采集直流电压和电流数据后并输送至FPGA芯片；
FPGA芯片，用于控制所述交流模拟信号采集模块、开关分合信号采集模块和高频直流信号采集模块进行同步数据采集，并将上述数据加上时标后输送至DSP处理器；
DSP处理器，用于进行录波分析和断路器动特性分析。
2.根据权利要求1所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述交流模拟信号采集模块包括霍尔交流电感器、第一保护电路、滤波电路和第一ADC转换模块，所述霍尔交流电感器、第一保护电路、滤波电路和第一ADC转换模块依次连接，第一ADC转换模块与FPGA芯片的输入接口连接。
3.根据权利要求1所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述开关分合信号采集模块包括光电隔离器和CPLD芯片，光电隔离器的输出端与CPLD芯片的输入接口连接，CPLD芯片的输出接口与FPGA芯片的输入接口连接。
4.根据权利要求3所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述光电隔离器数量为两个，分别第一光电隔离器和第二光电隔离器，第一光电隔离器和第二光电隔离器的输出端分别与CPLD芯片的输入接口连接。
5.根据权利要求1所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述高频直流信号采集模块包括霍尔直流电感器、第二保护电路、分压电路、隔离放大电路和第二ADC转换模块，所述霍尔直流电感器、第二保护电路、分压电路、隔离放大电路和第二ADC转换模块依次连接，ADC转换模块与FPGA芯片的输入接口连接。
6.根据权利要求5所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述霍尔直流电感器的数量为两个，分别为第一霍尔直流电感器和第二霍尔直流电感器，其量程分别为0～1.2A和0～50A。
7.根据权利要求5所述的兼具有断路器动特性分析功能的便携式录波仪，其特征在于：所述隔离放大电路为AD210隔离放大器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020019801A1 (zh) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 南京瑞贻电子科技有限公司 | 一种具有断电保护功能的便携式录波仪 |
| CN111239599A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-05 | 四川明星电力股份有限公司 | 断路器分合闸时间在线监测装置和方法 |
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- 2017-09-29 CN CN201721273389.2U patent/CN207215898U/zh active Active
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