CN218727569U - 一种用于故障录波器的信号调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于故障录波器的信号调节装置，涉及故障录波器技术领域。包括电源模块、数据采集模块、处理模块以及存储模块；其中，所述数据采集模块与所述处理模块、所述存储模块相连，所述数据采集模块、所述处理模块、所述存储模块均与所述电源模块相连；所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元和开关量信号采集单元，所述模拟量信号采集单元，用于采集电压电流信号并转换为第一数字信号，所述开关量信号采集单元，用于采集开关量信号并经过光耦合器隔离后传输到所述处理模块。本实用新型的信号调节装置更加安全合理，减少外界对其产生的扰动，确保采集到的数据的准确性，采用锁存器降低实时计算能力以及存储能力。

Description

一种用于故障录波器的信号调节装置

技术领域

本实用新型涉及故障录波器技术领域，更具体的说是涉及一种用于故障录波器的信号调节装置。

背景技术

故障录波器在电力系统各个领域常年投入使用，自动实时监测相电流、温度等相关信息，这些现场原始数据是电力系统进行短路电流分析、高阻接地故障分析、继电保护整定及故障测距等的基础资料。配电网线路发生单相运行故障或转换性故障时，录波器记录数据对于正确评定继电保护和重合闸装置的工作极为重要。因此故障录波器是研究现代电网的基础，其主要功能是系统故障动态过程记录，能够高速记录电网多参数的全过程变化情况，是电力系统中绝对不可以缺少的一种设备。当前，在故障录波器信号调节过程中存在以下问题：

1、信号调节模块的数据来自电力系统中电压互感器和电流互感器二次侧，而二次侧的幅值相对于一次二测已经较小，但模拟数字转换器依旧无法承受，如果不经变换后输入，将导致器件的损坏。

2、由于在采集过程中，采集到的开关量会受到采集过程中的噪声的干扰，从而影响采集到的数据质量，最后影响在进行电能质量复合扰动识别时的准确率，无法精准辨别扰动是否发生。

3、在数据信号接收的过程中，存在一些外部数据采集与内部缓存不同步的问题，且故障录波器仅针对发生故障时才进行录波的动作，若时刻进行数据记录，则会影响对数据的及时处理，增加对实时计算能力以及和存储能力要求，导致无法及时对故障进行录波及分析。

因此，对本领域技术人员来说，如何克服上述缺陷设计一种更加安全合理的信号调节装置是亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于故障录波器的信号调节装置，以解决背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于故障录波器的信号调节装置，包括电源模块、数据采集模块、处理模块以及存储模块；其中，所述数据采集模块与所述处理模块、所述存储模块相连，所述数据采集模块、所述处理模块、所述存储模块均与所述电源模块相连；

所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元和开关量信号采集单元，所述模拟量信号采集单元，用于采集电压电流信号并转换为第一数字信号，所述开关量信号采集单元，用于采集开关量信号并经过光耦合器隔离后传输到所述处理模块。

可选的，所述模拟量信号采集单元包括电压检测子单元、电流检测子单元、电压变换器、电流变换器、第一AD转换子单元；所述电压检测子单元、所述电流检测子单元均与电力系统中电压互感器和电流互感器的二次侧相连，所述电压变换器与所述电压检测子单元相连，所述电流变换器与所述电流检测子单元相连，所述电压变换器、所述电流变换器的输出均与所述第一AD转换子单元的输入接口相连，所述处理模块与所述第一AD转换子单元的输出接口电性连接，以获取第一数字信号并处理。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：在模拟数字转换芯片前增加电压变换器和电流变换器，通过变换器将二次侧的输入量变为模拟数字转换芯片可以承受的范围内的值，从而保护模拟数字转换，以更好的完成数据的采集等功能。

可选的，所述开关量信号采集单元包括开关量采集板、光耦合器、第二AD转换子单元；所述光耦合器与所述开关量采集板相连，用于进行开关量的输入输出隔离，所述光耦合器还与所述第二AD转换子单元相连，所述第二AD转换子单元与所述处理模块相连。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：采用光耦合器进行开关量的输入输出隔离，通过其输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。完成了电—光—电的转换的特性，从而起到对输入开关量信号进行隔离保护的作用，减少外界对其产生的扰动，确保采集到的数据的准确性。

可选的，所述存储模块为锁存器，用于对所述数据采集模块采集的信号进行数据锁存。

通过采用上述技术方案，具有以下有益的技术效果：采用锁存器对采样的信号进行数据锁存，利用电平控制数据的输入，将信号暂存，以解决数据不同步问题以及只在启动故障录波时进行数据缓存功能，降低实时计算能力以及和存储能力。

可选的，所述锁存器包括选通控制单元、数据锁存单元、滤波单元；所述选通控制单元的输出端连接所述数据锁存单元的输入端；所述数据锁存单元的输出端连接所述滤波单元的待滤波数据输入端，且连接所述选通控制单元的输出端。

可选的，所述处理模块为单片机、数字信号处理芯片或者嵌入式处理器。

可选的，所述数据采集模块还包括温度采集器，所述温度采集器分别与所述处理模块、所述存储模块相连；所述温度采集器用于采集电力系统的温度波形。

可选的，还包括报警模块，所述报警模块与所述处理模块电性连接，用于根据数据处理结果输出报警信号。

可选的，还包括显示器，所述显示器与所述处理模块相连，用于显示所述处理模块分析后的数据。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种用于故障录波器的信号调节装置，具有以下有益的技术效果：将采集到的电气数据经过电压变换器和电流变换器的方式，将数据转换到模拟数字转换芯片可承受的范围内，保护器件；其次采取光耦合器进行开关量的输入输出隔离，减少外界对采集到的数据的干扰，确保采集到的数据的准确性；最后利用锁存器对采样的信号进行数据锁存，控制输入，降低实时计算能力以及和存储能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的模拟量信号采集单元结构图；

图3为本实用新型的开关量信号采集单元结构图。

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。

本实用新型实施例公开了一种用于故障录波器的信号调节装置，如图1所示，包括电源模块、数据采集模块、处理模块以及存储模块；其中，数据采集模块与处理模块、存储模块相连，数据采集模块、处理模块、存储模块均与电源模块相连。

数据采集模块包括模拟量信号采集单元和开关量信号采集单元，模拟量信号采集单元，用于采集电压电流信号并转换为第一数字信号，开关量信号采集单元，用于采集开关量信号并经过光耦合器隔离后传输到处理模块。

进一步的，如图2所示，模拟量信号采集单元包括电压检测子单元、电流检测子单元、电压变换器、电流变换器、第一AD转换子单元；电压检测子单元、电流检测子单元均与电力系统中电压互感器和电流互感器的二次侧相连，电压变换器与电压检测子单元相连，电流变换器与电流检测子单元相连，电压变换器、电流变换器的输出均与第一AD转换子单元的输入接口相连，处理模块与第一AD转换子单元的输出接口电性连接，以获取第一数字信号并处理。

进一步的，如图3所示，开关量信号采集单元包括开关量采集板、光耦合器、第二AD转换子单元；光耦合器与开关量采集板相连，用于进行开关量的输入输出隔离，光耦合器还与第二AD转换子单元相连，第二AD转换子单元与处理模块相连。

进一步的，存储模块为锁存器，用于对数据采集模块采集的信号进行数据锁存。

进一步的，锁存器包括选通控制单元、数据锁存单元、滤波单元；选通控制单元的输出端连接数据锁存单元的输入端；数据锁存单元的输出端连接滤波单元的待滤波数据输入端，且连接选通控制单元的输出端。

选通控制单元接收输入数据，并将输入数据输入数据锁存单元，当选通控制单元为关断状态时，锁存电路为锁存模式，数据锁存单元对输入数据进行锁存，并将锁存的输入数据作为待滤波数据输入滤波单元，滤波单元对待滤波数据进行滤波处理得到输出数据。

进一步的，处理模块为单片机、数字信号处理芯片或者嵌入式处理器。

进一步的，数据采集模块还包括温度采集器，温度采集器分别与处理模块、存储模块相连；温度采集器用于采集电力系统的温度波形。

进一步的，还包括报警模块，报警模块与处理模块电性连接，用于根据数据处理结果输出报警信号。

报警模块包括告警单元、显示单元。显示单元包括上位机、WEB平台等。告警单元采用短信的方式告警，包括喇叭、数据传输单元DTU，数据传输单元DTU通过GPRS通信的方式将短信发送给运维人员。通过手机短信，可以及时知道变电站母线出现故障，提高了故障处理的时效性。

进一步的，还包括显示器，显示器与处理模块相连，用于显示处理模块分析后的数据。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，包括电源模块、数据采集模块、处理模块以及存储模块；其中，所述数据采集模块与所述处理模块、所述存储模块相连，所述数据采集模块、所述处理模块、所述存储模块均与所述电源模块相连；

所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元和开关量信号采集单元，所述模拟量信号采集单元，用于采集电压电流信号并转换为第一数字信号，所述开关量信号采集单元，用于采集开关量信号并经过光耦合器隔离后传输到所述处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述模拟量信号采集单元包括电压检测子单元、电流检测子单元、电压变换器、电流变换器、第一AD转换子单元；所述电压检测子单元、所述电流检测子单元均与电力系统中电压互感器和电流互感器的二次侧相连，所述电压变换器与所述电压检测子单元相连，所述电流变换器与所述电流检测子单元相连，所述电压变换器、所述电流变换器的输出均与所述第一AD转换子单元的输入接口相连，所述处理模块与所述第一AD转换子单元的输出接口电性连接，以获取第一数字信号并处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述开关量信号采集单元包括开关量采集板、光耦合器、第二AD转换子单元；所述光耦合器与所述开关量采集板相连，用于进行开关量的输入输出隔离，所述光耦合器还与所述第二AD转换子单元相连，所述第二AD转换子单元与所述处理模块相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述存储模块为锁存器，用于对所述数据采集模块采集的信号进行数据锁存。

5.根据权利要求4所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述锁存器包括选通控制单元、数据锁存单元、滤波单元；所述选通控制单元的输出端连接所述数据锁存单元的输入端；所述数据锁存单元的输出端连接所述滤波单元的待滤波数据输入端，且连接所述选通控制单元的输出端。

6.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述处理模块为单片机、数字信号处理芯片或者嵌入式处理器。

7.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括温度采集器，所述温度采集器分别与所述处理模块、所述存储模块相连；所述温度采集器用于采集电力系统的温度波形。

8.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块与所述处理模块电性连接，用于根据数据处理结果输出报警信号。

9.根据权利要求1所述的一种用于故障录波器的信号调节装置，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述处理模块相连，用于显示所述处理模块分析后的数据。

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