CN2195781Y

CN2195781Y - 一种电力系统故障录波分析装置

Info

Publication number: CN2195781Y
Application number: CN 94214419
Authority: CN
Inventors: 孙扬声; 聂为清; 李学平; 涂桂勤; 聂先金
Original assignee: JITEWEI ELECTRONIC CO Ltd GUANGZHOU
Current assignee: JITEWEI ELECTRONIC CO Ltd GUANGZHOU
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2004-06-14

Abstract

一种电力系统故障录波分析装置，采用多微机，主从式分层网络结构，由数据采集站和分析站组成。分析站由80386主机配以超高分辨率显示器组成，数据采集站由80286工控机配以若干专用智能采集模块组成；各从机模块采用单片机作智能化零部件；数据采集站和分析站通过实时网络传递。它主要用于记录波形，当电力系统发生短路故障、振荡、频率崩溃、电力崩溃时系统电流、电压、频率及其道出量加以故障分析和故障测距。

Description

本实用新型涉及一种电力系统故障录波分析装置，它主要用于记录，当电力系统发生短路故障、振荡、频率崩溃、电力崩溃时系统电流、电压、频率及其道出量如有功功率、无功功率等变化的全过程，并加以故障分析和故障测距。

众所周知，电力是国民经济发展的基本保障，电力系统的安全、可靠和高品质运行则是国计民生的保证，随着我国经济的不断发展，电力系统运行的控制、监视、检测和记录越来越重要，根据我国能源部规定：220KV及以上的变电站必须装电力系统故障录波装置，然而，我国目前普遍使用的仍是常规光线式故障录波装置，这种装置无法有效地实现故障的时实记录，更不能完整地记录故障前后的所有运行状态，且无法并入自动化调度网，因此，它远远不能满足我国现阶段电力系统发展的需要。本申请人多年来一直从事微机型电力系统故障录波装置的研究，第一代装置是基于单片微机处理的8031而设计的，数据采集系统为被动扫描式。这一代装置的主要缺点在于数据采集和故障记录时实性差，微处理器的处理能力和分析能力差。第二代装置是基于PC机型微处理器8088而设计的。数据采集系统仍然是被动扫描式。这一代装置尽管在处理能力和分析能力方面有了较大的提高，但仍然无法有效地保证数据采集和故障的实时性，而国内外厂家如南京自动化研究所，华北电力学院，武汉电力仪表厂，中电深圳工贸公司，法国TS公司生产开发的同类产品在主控制系统结构均为单片机结构，其性能存有故障时处理速度慢，内、外存量小，显示为数码管方式，可靠性和全性较差，通道数少，精确性，实时性差等缺点。

本实用新型的目的是针对现有技术之不足而提供的一种改进的电力系统故障录波分析装置，它采用目前世界上流行的ISA总线工业控制机，并设计了自带CPU而成为独立子系统的数据采集系统，从而确保数据采集和波形记录的实时和同步性，保证了记录波形的真实可靠性，在分析方面采用了80386，从而增加了本装置的分析功能，从而有效地克服了现有技术之不足。

本实用新型的目的是通过以下技术措施来加以实现的：

它采用多微机，主从式分层网络结构，整个装置由数据采集站和分析站组成；分析站由IBM主机386配以超高分辨率显示器组成，主机CPU为32位INTEL 80386DX；所述的数据采集站由ADVANTECH工控机IPC配以若干专用智能采集模块组成；主机CPU为16位INTEL80286；各从机模块采用MCS－51单片机作智能化零部件；主机板和多块从机板均插设在一个箱体内，构成完全标准的模块化结构，所述的数据采集站和分析站通过实时网络传递，此外，该装置还设有专用键盘，变送器，打印机，高抗干扰不间断电源以及远传通讯接口。

所述的数据采集站是标准模块化结构，PCA－6126型的主机板为ALL－IN－ONE 286 CPU板；采集系统，包括模拟量采集、开关量采集和智能化测频模块均为MCS－51系列单片机8031，主从机间采用双端口RAM和DMA传送。

一台分析站可接多个采集站，分析站和采集站之间通过实时网络传送。

所述的高抗干扰不间断电源是交直两用高抗干扰电源。

所述的远传通讯接口是标准的RS－232C远传通讯接口。

所述的远传通讯接口是标准的MODER／FAX接口。

所述的采集站功能程序执行下述工作：主程序首先完成初始化工作，从所设置的各模拟量、开关量启动判断数据参数的设置等进行初始化处理，并不断地接收各卡发送来的数据，看是否启动判据，如果启动就将传送来的故障数据存盘，并通过网络传送给分析站。

所述的分析站功能程序为在线式或离线式，其执行下述工作：在线式程序提供各种菜单或键盘输入方式，并完成网络传送，显示波形图，打印故障简表；离线式程序除完成在线式的功能外，还完成网络系统内采集站故障点的显示，打印，测距，远传通讯。

本装置整体为相对独立的上下分层结构，上部为弱电部分，下部为强电部分；其中打印机的托板为导轨插入式结构。

从以上技术方案的描述可以看出：由于采用高速实时网将双微机联通，可以确保装置运行无死区，同时扩展性极好，而由于采用ISA总线与传统的STD总线相比，它结构更合理更可靠，数据传送更方便，可靠性好。与现有的PC机，包括386、486是有相同的总线结构。从而使其数据通信十分简单，数据位长高一倍。数据采集系统采用独立的CPU带存储的工作方式，即本身构成一个独立的完整子系统，可独立地完成初始化、数据采集、转换和存储等功能。

图1是电力系统故障录波分析装置的系统构成框图；

图2是电力系统故障录波分析装置的采集站构造示意图；

图3是电力系统故障录波分析装置的分析站程序流程图；

图4是电力系统故障录波分析装置的采集站程序流程图；

图5是电力系统故障录波分析装置的正面配置图；

图6是电力系统故障录波分析装置的背面配置图；

图7是电力系统故障录波分析装置的电流变送器电路原理图；

图8是电力系统故障录波分析装置的电压变送器电路原理图。

下面结合附图详细说明本装置的构成和实施方式以及具体细节。

参见附图1、2，由各测试采样点来的外部信号通过电流、电压、测频变送器送至模拟量采集板，显示器、按键信号送至显示器及键盘控制板。这些采集模板接总线电源，通过各端子排接口槽与采集站工控机80286相连（其中包括286CPU，主频16M主内存2M，EPROM盘>360K，自恢复电路WATCHDOG 磁盘控制器2F和2H，实时网卡NE2000，打印机并口控制器，通用键盘控制器）各采集卡程序用MCS－51系列单片机汇编语言编制，80286工控机的采集站程序用C语言编制。该主程序置于80286工控机硬盘内，其动作为全自动。它首先完成初始化工作，不断接收从采集模板来的数据，看是否启动判据，如果启动就将传送来的故障数据存盘，并通过实时网络传送给分析站。

参见附图3分析站主机80386内置有分析站功能程序，它收集到故障数据后即停止人工干预，立即进行分析处理，自动识别故障，并记录系统振荡过程直至振动平息。同时可对故障地点的距离进行自动测定，误差不超过5％，可紧急输出或制表输出。内容有故障线路及相别，跳闸相别故障距离，故障开始与持续时间，每个保护由故障开始到给出跳闸信号的动作时间，故障或第一周波的故障电源峰值及有效值和母线电压有效值，重合闸绝对时间，再次故障相别及跳闸相别，各个保护动作时间，再次跳闸绝对时间，再次故障后第一周波的故障电流峰值及有效值和母线电压有效值，同时，分析站主机可保存50次以上故障数据；它也负责对采集站工控机的参数和时间进行设定。

参见图4，采集站工控机设有功能程序。它接收分析站主机对之的参数和时间设定，完成初始化，接收采集模块送来的数据，进行滤波，启动判断数据。电力系统发生故障时进行判断，并将数据存盘，同时通过实时网络将故障数据传送至分析站，再返回不断地接收数据；无故障时，不启动判断数据，直接返回接收数据。

参见附图5，本装置的装配设计为分层框架结构，各个部分相对独立，分布合理，便于操作维护。该装置总体上部分为弱电部分，下部分为强电部分。其中1放置高抗干扰不间断电源及指示灯，电源开关；2 放置分析站上位机386；3 放置显示器和专用键盘；4 放置采集站下位机286；5、6 均放置微机交流接口；7 放置打印机；8、9 分别为打印纸的进或出。3、4之间有钢托板，将强、弱电部分分开以减少相互的空中电磁干扰。打印机的托板为导轨插入式，可很方便的拉出或推进，需要打印时可随时拉出打印机。

参见附图6，端子排位于该装置后部两侧，左右对称，从上到下依次为开关量端子排11、高频保护端子排12、模拟量端子排13。

参见附图7、8，图中CT适用于电流变送器，PT适用于电压变送器、测频变送器。CT或PT均起隔离作用，即将强电变成弱电，从而使输入的强电与本装置全局运行的弱电从电气特性上完全隔离，起到确保本装置运行不受强电在电气上的干扰。图中的各电容C起强电抗干扰作用，它有效地防止了输入线路中雷电等各种干扰对本装置的侵入。

本实用新型内容和实施方式中未加以详细描述的部分与现有技术一致。

其中主要器件清单

分析站：

1.机箱电源 2.FAX／MOEM卡

3.主机板 80386 4.键盘 101K MK

5.彩显卡 8900C 6.软驱 1.44M

7.IDE卡 PMG540 8.硬盘 ALPDR 311 100M

9.网卡 NE2000

采集站：

1.机箱电源 IPC－610／250

2.AU－IN－ONE 主机板 80286／80386

3.网卡NE2000

4.硬盘SEAGATE351

电源：

SANTEK 500W／1000W不间断抗干扰电源

打印机：

CR 3200彩色打印机和LQ1600单色打印机

变送器：

1.PT电压送器 2.CT电流变送器

主要IC清单：

INTEL 30386.INTEL8031.AD1674

VM9001L.LF398.AD7506.HITACHI6116／6264

NS74LS373／245.NS2764／2732.

Claims

1、一种电力系统故障录波分析装置，其特征在于：它采用多微机，主从式分层网络结构，整个装置由数据采集站和分析站组成；分析站由IBM主机386配以超高分辨率显示器组成，主机CPU为32位INTEL 80386DX；所述的数据采集站由ADVANTECH工控机IPC配以若干专用智能采集模块组成；主机CPU为16位INTEL80286；各从机模块采用MCS-51单片机作智能化零部件；主机板和多块从机板均插设在一个箱体内，构成完全标准的模块化结构，所述的数据采集站和分析站通过实时网络传递，此外，该装置还设有专用键盘，变送器，打印机，高抗干扰不间断电源以及远传通讯接口。

2、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的数据采集站是标准模块化结构，PCA－6126型的主机板为ALL－IN－ONE 286 CPU板；采集站，包括模拟量采集，开关量采集和智能化测频模块均为MCS－51系列单片机8031，主从机间采用双端口RAM和DMA传送。

3、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：一台分析站可接多个采集站，分析站和采集站之间通过实时网络传送。

4、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的高抗干扰不间断电源是交直两用高抗干扰电源。

5、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的远传通讯接口是标准的RS－232C远传通讯接口。

6、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的远传通讯接口是标准的MODER／FAX接口。

7、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的采集站功能程序执行下述工作：主程序首先完成初始化工作，从所设置的各模拟量，开关量启动判断数据参数的设置等进行初始化处理，并不断地接收各卡发送来的数据，看是否启动判据，如果启动就将传送来的故障数据存盘，并通过网络传送给分析站。

8、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：所述的分析站功能程序为在线式或离线式，其执行下述工作：在线式程序提供各种菜单或键盘输入方式，并完成网络传送，显示波形图，打印故障简表；离线式程序除完成在线式的功能外，还完成网络系统内采集站故障点的显示，打印，测距，远传通讯。

9、据权利要求1所述的电力系统故障录波分析装置，其特征在于：本装置整体为相对独立的上下分层结构，上部为弱电部分，下部为强电部分；其中打印机的托板为导轨插入式结构。