專利名稱：串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種故障錄波裝置，特別涉及一種用于小電流信號的采集的電力系統(tǒng)串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置。
背景技術(shù)：
[0002]故障錄波器是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時能自動記錄的一種裝置，可以記錄因短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導(dǎo)出量，如有功、無功以及系統(tǒng)頻率的全過程變化現(xiàn)象。[0003]故障錄波器主要用于檢測繼電保護與安全自動裝置的動作行為，了解系統(tǒng)暫態(tài)過程中系統(tǒng)中各電參量的變化規(guī)律，校核電力系統(tǒng)計算程序及模型參數(shù)的正確性。多年來，故障錄波已成為分析系統(tǒng)故障的重要依據(jù)。[0004]故障錄波裝置可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、 提高電力系統(tǒng)安全運行水平均有著重要作用。[0005]目前，故障錄波裝置已經(jīng)在電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。通常，普通線路系統(tǒng)的故障錄波裝置具有以下特征[0006]1)采用圖形化的彩色液晶顯示界面作為人機交互接口 ；[0007]2)具有對錄波數(shù)據(jù)的波形顯示、故障分析的能力；[0008]3)具有網(wǎng)絡(luò)接入功能，可以通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)向多級調(diào)度傳送多種信息和數(shù)據(jù)；[0009]而以上特征都是串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置所缺乏的。且由于串聯(lián)補償設(shè)備平臺CT采集一次系統(tǒng)電流等信號并通過光信號傳送到保護裝置，在保護側(cè)將CT信號變換為弱電流(0 20mA)信號，供故障錄波裝置使用。然而普通線路系統(tǒng)的故障錄波裝置不具備采集弱電流信號的能力。因此，普通線路系統(tǒng)的故障錄波裝置不能應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。實用新型內(nèi)容[0010]本實用新型提供一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置；在普通線路系統(tǒng)中故障錄波裝置能夠?qū)崿F(xiàn)采集弱電流信號，從而使得普通線路系統(tǒng)的故障錄波裝置能夠應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。[0011]為解決上述問題，本實用新型提供一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置，包括[0012]隔離放大單元，接收串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號進行放大；[0013]與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式錄波單元；以及[0014]與所述嵌入式錄波單元輸出端連接的錄波管理機。[0015]優(yōu)選地，所述嵌入式錄波單元接收串聯(lián)補償設(shè)備的模擬量和開關(guān)量信號。[0016]優(yōu)選地，所述隔離放大單元為直流電流變送器。[0017]優(yōu)選地，所述嵌入式錄波單元，包括[0018]與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式DSP插件；[0019]與所述嵌入式DSP插件輸出端連接的嵌入式CPU插件。[0020]優(yōu)選地，所述嵌入式DSP插件，包括[0021]與所述隔離放大單元輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換器；[0022]連接于所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出端，采集所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA ；以及[0023]與所述現(xiàn)場可編程門陣列FPGA輸出端連接的數(shù)字信號處理器DSP。[0024]優(yōu)選地，還包括所述可編程門陣列FPGA采集GPS對時信號。[0025]優(yōu)選地，所述嵌入式CPU插件，包括[0026]與所述數(shù)字信號處理器DSP輸出端連接的CPU ；[0027]與所述CPU連接的硬盤；以及[0028]與所述CPU連接的網(wǎng)絡(luò)接口端。[0029]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)接口端為至少一個，用于連接至少一個的所述錄波管理機。[0030]優(yōu)選地，所述嵌入式錄波單元連接有遠方調(diào)度單元。[0031]優(yōu)選地，所述錄波管理機設(shè)置有與所述嵌入式錄波單元輸出端相連接的以太網(wǎng)交換機。[0032]本實用新型提供一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置，能夠?qū)⑵胀ň€路系統(tǒng)的故障錄波裝置應(yīng)用于串補補償設(shè)備中，從而使得故障錄波裝置在一般情況下實現(xiàn)的功能在串補補償設(shè)備中也能夠?qū)崿F(xiàn)，即串補補償設(shè)備的故障錄波裝置也能夠具有以下特征[0033]1)采用圖形化的彩色液晶顯示界面作為人機交互接口 ；[0034]2)具有對錄波數(shù)據(jù)的波形顯示、故障分析的能力；[0035]3)具有網(wǎng)絡(luò)接入功能，可以通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)向多級調(diào)度傳送多種信息和數(shù)據(jù)。

[0036]為了更清楚地說明本實用新型實施例和現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0037]圖1為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0038]圖2為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的第一實施例示意圖；[0039]圖3為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的第二實施例示意圖；[0040]圖4為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置中錄波管理機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0041]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0042]請參考圖1所示，圖1為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0043]本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置，包括接收串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號并進行放大的隔離放大單元11 ；與所述隔離放大單元11輸出端連接的嵌入式錄波單元12 ；以及與所述嵌入式錄波單元12輸出端連接的錄波管理器13。[0044]參考圖2所示，其中圖2為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的第一實施例示意圖。[0045]所述隔離放大單元11可以為42路直流電流變送器，通過該直流電流變送器將串聯(lián)補償設(shè)備中的小電流信號放大為3. 3V信號，此處提到的串聯(lián)補償設(shè)備中的電流信號可以為20mA模擬量信號。因為，通過隔離放大單元11將弱電流信號放大，從而能夠?qū)崿F(xiàn)普通線路系統(tǒng)中的故障錄波單元應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。[0046]進一步參考圖2所示，所述嵌入式錄波單元12，包括與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式DSP插件14 ；與所述嵌入式DSP插件14輸出端連接的嵌入式CPU插件15，所述嵌入式DSP插件14主要實現(xiàn)信號的采集、處理、計算、控制等，而嵌入式CPU插件15則主要負責將錄波數(shù)據(jù)存儲并發(fā)送給錄波管理機13。[0047]參考圖3，圖3為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的第二實施例示意圖。[0048]所述嵌入式DSP插件14，包括與所述隔離放大單元輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換器； 連接于所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出端，采集所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA ；以及與所述現(xiàn)場可編程門陣列FPGA輸出端連接的數(shù)字信號處理器DSP。[0049]所述嵌入式CPU插件15包括與所述數(shù)字信號處理器DSP輸出端連接的CPU ；與所述CPU連接的硬盤；以及與所述CPU連接的網(wǎng)絡(luò)接口端。[0050]本實用新型通過隔離放大單元11，將小電流信號放大，并通過A/D轉(zhuǎn)換器將放大信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號處理器DSP通過可編程門陣列FPGA控制A/D轉(zhuǎn)換器的工作，對模擬量信號精心采集，并將采集到的模擬量信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號處理器DSP對數(shù)字信號進行處理，處理過程中包括啟動判定數(shù)據(jù)的計算，錄波過程控制，實時采樣數(shù)據(jù)發(fā)送至嵌入式CPU插件15中的CPU，當串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號滿足觸發(fā)錄波的條件(觸發(fā)條件可以為模擬量信號的數(shù)值大于或小于設(shè)定的定值)，則數(shù)字信號處理器DSP進入錄波過程，并將錄波數(shù)據(jù)發(fā)送至嵌入式CPU插件15中的CPU存儲。[0051]其中，所述小電流信號可以為20mA模擬量信號，并可以將該模擬量信號通過隔離放大單元放大為3. 3V信號，此處僅為本實施例的舉例說明，并不限于上述內(nèi)容。[0052]進一步參考圖3所示，本實用新型的嵌入式錄波單元12的嵌入式DSP插件14中的可編程門陣列FPGA還可以接收串聯(lián)補償設(shè)備的開關(guān)量信號，進而對開關(guān)量信號進行掃描， 根據(jù)開關(guān)量信號的狀態(tài)變化啟動故障錄波裝置。[0053]嵌入式CPU插件15將接收到的錄波數(shù)據(jù)存儲后，通過網(wǎng)絡(luò)接口與錄波管理機13 通信。所述嵌入式CPU插件15中所具有多個網(wǎng)絡(luò)接口，可以向多級調(diào)度傳送錄波數(shù)據(jù)，具備了將錄波裝置接入多級調(diào)度網(wǎng)的功能。也就是，實現(xiàn)了普通線路系統(tǒng)的故障錄波裝置的特征之一“具有網(wǎng)絡(luò)接入功能，可以通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)向多級調(diào)度傳送多種信息和數(shù)據(jù)”，應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。[0054]上述與所述嵌入式CPU插件15連接的CPU網(wǎng)絡(luò)接口端可以為多個，在本實施例中選用了 4個接口，但并不限于所列舉的數(shù)量。[0055]參考圖4所示，圖4為本實用新型提供的串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置中錄波管理機的結(jié)構(gòu)示意圖。[0056]所述錄波管理機13通過內(nèi)部的以太網(wǎng)交換機與所述嵌入式錄波單元12連接。為了便于操作，所述錄波管理機13可以配置12’ 1寸工業(yè)級真彩色液晶顯示器，錄波管理機 13可以安裝有圖形化操作系統(tǒng)，可同時管理、顯示多臺錄波單元的信息。從而實現(xiàn)了普通補償線路系統(tǒng)的故障錄波裝置的特征之一“采用圖形化的彩色液晶顯示界面作為人機交互接口 ”應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。[0057]考慮到所有裝置都需要一定的安裝空間，建議選用3臺錄波單元和1臺錄波管理機安裝在一個機柜屏體上，當然實際操作過程中并不局限于上述建議的方案。[0058]通過錄波管理機13配置的液晶顯示器、鍵盤、鼠標等設(shè)備，繼電保護人員可以查看、分析所有聯(lián)網(wǎng)錄波單元記錄的錄波數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了將用于普通線路的故障錄波裝置的另一特征“具有對錄波數(shù)據(jù)的波形顯示、故障分析的能力”應(yīng)用于串聯(lián)補償設(shè)備中。[0059]另外，嵌入式DSP插件14還接收GPS對時信號，以便可編程門陣列FPGA在采樣時， 對每個采樣點打上絕對時標，將串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號(模擬量信號)或開關(guān)量信號變化與時標一一對應(yīng)。[0060]需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。[0061]以上所述僅為本實用新型提供的一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的優(yōu)選實施方式，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。該實施例中的電路搭建并不局限于實施例中的搭建方式，任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等， 均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置，其特征在于，包括 隔離放大單元，接收串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號進行放大； 與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式錄波單元；以及與所述嵌入式錄波單元輸出端連接的錄波管理機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述嵌入式錄波單元接收串聯(lián)補償設(shè)備的模擬量和開關(guān)量信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述隔離放大單元為直流電流變送器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述嵌入式錄波單元，包括 與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式DSP插件；與所述嵌入式DSP插件輸出端連接的嵌入式CPU插件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述嵌入式DSP插件，包括 與所述隔離放大單元輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換器；連接于所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出端，采集所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA ；以及與所述現(xiàn)場可編程門陣列FPGA輸出端連接的數(shù)字信號處理器DSP。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的故障錄波裝置，其特征在于，還包括所述可編程門陣列FPGA 采集GPS對時信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述嵌入式CPU插件，包括 與所述數(shù)字信號處理器DSP輸出端連接的CPU ；與所述CPU連接的硬盤；以及與所述CPU連接的網(wǎng)絡(luò)接口端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)接口端為至少一個，用于連接至少一個的所述錄波管理機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述嵌入式錄波單元連接有遠方調(diào)度單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障錄波裝置，其特征在于，所述錄波管理機設(shè)置有與所述嵌入式錄波單元輸出端相連接的以太網(wǎng)交換機。
專利摘要本實用新型提供一種串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置，包括隔離放大單元，接收串聯(lián)補償設(shè)備的電流信號進行放大；與所述隔離放大單元輸出端連接的嵌入式錄波單元；以及與所述嵌入式錄波單元輸出端連接的錄波管理機，從而使得用于普通線路的故障錄波裝置能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)補償設(shè)備的故障錄波裝置的功能。
文檔編號G01R19/25GK202256544SQ201120133348
公開日2012年5月30日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者吳靜平, 宋巍, 田建光, 賀俊杰, 趙波, 趙淑珍, 鄭君林, 韓曉明, 顧穎, 馬迎新 申請人:華北電網(wǎng)有限公司北京超高壓公司