CN207946475U - 电力系统故障录波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了电力系统故障录波装置，其使用光纤作为通信介质，光纤具有传输速率快，抗干扰性强的特点；使用百兆光纤以太网接口，支持IEC61850协议，同步采样信号通过光纤通信实现，相比电信号具有传输距离长且同步效果好的特点有利于现场分布式安装。本实用新型把系统的多路模拟数据采集通过光纤传输至一个高速FPGA上，FPGA接收到数据后通过光纤进行数据同步，最后把同步好的数据传输给CPU，本实用新型解决了多采样回路不在一起时，可通过光纤将分布式采样点传输至一个高速FPGA进行同步，可共享同一个主机实现高速、实时、同步采样数据；大大降低了电力系统复杂度和硬件成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统故障录波装置，属于电力系统故障监测设备技术领域，主要是解决电力系统故障录波装置的方便分布式布置问题且保证数据高速率速度传输及抗干扰性强。
背景技术
随着社会的发展，电力系统从发电、输电到配电的各个环节越来越复杂，系统容量也越来越大，难免使得电力系统故障的发生趋于复杂化。为不断提高电力系统的安全性、稳定性及对故障的可追溯型，故障的分析记录对电力系统显得极为重要。
故障录波装置是在电力系统发生故障或扰动是可自动记录故障信息的一种自动装置，故障录波装置实时、完整、准确地记录故障全过程的信息，通过分析故障信息，从中对故障进行追溯，分析其发生机理，不仅可以指导正确分析事故原因，而且还可正确评价继电保护和自动装置的工作，便于对继电保护和自动装置进行改进和完善。可有效减少及预防系统故障的发生，减少电网停电时间，对国民经济及居民生活具有重要的意义。
目前的故障录波装置一般使用导线进行数据同步及数据传输，这种方式采样传输速率低且容易受到外界电磁场干扰，不利于分布式布置。
发明内容
本实用新型针对现有的技术问题，提供电力系统故障录波装置，目的是解决电力系统故障录波装置的方便分布式布置问题且保证数据高速率速度传输及抗干扰性强，拟解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：电力系统故障录波装置，其包括现场可编程逻辑FPGA1控制器、FPGA2、光纤和CPU，其特征在于，分布式布置的多采样回路的多路模拟数据采集器分别通过各自的A/D数据采集电路与所述现场可编程逻辑FPGA1控制器采用所述光纤连接，所述现场可编程逻辑FPGA1控制器通过光纤与所述FPGA2连接，且FPGA2接收到数据后通过光纤进行数据同步，FPGA2与所述CPU连接以便将FPGA2同步好的数据传输给CPU。
进一步，作为优选，FPGA1为分布布置的6组。
进一步，作为优选，现场可编程逻辑FPGA1控制器采用ALTERA公司的EP4CE10E芯片。
进一步，作为优选，所述FPGA2采用ALTERA公司的EP4CGF50CF2317N芯片。
进一步，作为优选，A/D数据采集电路采用TI公司的AD7606芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型解决了多采样回路不在一起时，可通过光纤将分布式采样点传输至一个高速FPGA进行同步，可共享同一个主机实现高速、实时、同步采样数据；大大降低了电力系统复杂度和硬件成本。
附图说明
图1是本实用新型的电力系统故障录波装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种技术方案：电力系统故障录波装置，其包括现场可编程逻辑FPGA1控制器、FPGA2、光纤和CPU，其特征在于，分布式布置的多采样回路的多路模拟数据采集器分别通过各自的A/D数据采集电路与所述现场可编程逻辑FPGA1控制器采用所述光纤连接，所述现场可编程逻辑FPGA1控制器通过光纤与所述FPGA2连接，且FPGA2接收到数据后通过光纤进行数据同步，FPGA2与所述CPU连接以便将FPGA2同步好的数据传输给CPU。FPGA1为分布布置的6组。
本发明使用光纤作为通信介质，光纤具有传输速率快，抗干扰性强的特点；使用百兆光纤以太网接口，支持IEC61850协议，同步采样信号通过光纤通信实现，相比电信号具有传输距离长且同步效果好的特点有利于现场分布式安装。
本实用新型的设计原理具体为：把系统的多路模拟数据采集通过光纤传输至一个高速FPGA上，FPGA接收到数据后通过光纤进行数据同步，最后把同步好的数据传输给CPU。
本实用新型所要解决的技术问题是为电力系统自动装置提供一种高速、高效、抗干扰能力强的实时数据采集，且采样可分布式布置。
以下结合附图1对本实用新型作具体的介绍。
本实用新型的实现方法，由低廉的高速大规模现场可编程逻辑FPGA1控制器组成的一个嵌入式实时数据采集系统，FPGA1通过光纤把数据传输至性能增强数倍的FPGA2，FPGA2通过光纤发送同步发生指令，从而实现FPGA1的同步采样，同步的数据最后通过FPGA2再传输给CPU进行统一处理。FPGA1可分布布置6组；若采用多模光纤可实现2公里范围局域内的分布式布置，若采用单模光纤可实现广域的分布式布置；本实用新型兼容单模及多模光纤通信，从而实现了采样的分布式布置，大大节省了硬件成本及投入成本。
FPGA1采用ALTERA公司的EP4CE10E，FPGA2采用ALTERA公司的EP4CGF50CF2317N，AD采样采用TI公司的AD7606芯片，软件编程采用verilog语言，真正实现软件功能硬件化。
本实用新型解决了多采样回路不在一起时，可通过光纤将分布式采样点传输至一个高速FPGA进行同步，可共享同一个主机实现高速、实时、同步采样数据；大大降低了电力系统复杂度和硬件成本。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.电力系统故障录波装置，其包括现场可编程逻辑FPGA1控制器、FPGA2、光纤和CPU，其特征在于，分布式布置的多采样回路的多路模拟数据采集器分别通过各自的A/D数据采集电路与所述现场可编程逻辑FPGA1控制器采用所述光纤连接，所述现场可编程逻辑FPGA1控制器通过光纤与所述FPGA2连接，且FPGA2接收到数据后通过光纤进行数据同步，FPGA2与所述CPU连接以便将FPGA2同步好的数据传输给CPU。
2.根据权利要求1所述的电力系统故障录波装置，其特征在于：FPGA1为分布布置的6组。
3.根据权利要求1所述的电力系统故障录波装置，其特征在于：现场可编程逻辑FPGA1控制器采用ALTERA公司的EP4CE10E芯片。
4.根据权利要求3所述的电力系统故障录波装置，其特征在于：所述FPGA2采用ALTERA公司的EP4CGF50CF2317N芯片。
5.根据权利要求4所述的电力系统故障录波装置，其特征在于：A/D数据采集电路采用TI公司的AD7606芯片。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109633345A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-04-16 | 国网陕西省电力公司延安供电公司 | 一种二次设备在线监测与分析装置 |
| CN113949165A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-18 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于同步采集的分布式船舶电力监控系统和方法 |
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