CN204758755U - 基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，包括数据采集模块、暂态、长态录波模块、采样同步脉冲发生器、实时时钟单元和分析终端，数据采集模块包括多块数据采集板，各数据采集板用于采集电力***的模拟量、开关量，各数据采集板的数据输出端分别与暂态析终端相连接，采样同步脉冲发生器的输出端分别与各数据采集板的同步脉冲输入端相连接，实时时钟单元的输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的时钟输入端相连接。本实用新型采用串行总线对暂态、长态录波并行同时记录，实现两种录波方式以各自独立硬件运行于同一故障录波器中，使用方便，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力***自动化技术领域，具体涉及一种基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器。
背景技术
在电力***中，作为“黑匣子”的录波器是研究现代电网不可缺少的工具，其主要任务是记录电力***中大扰动如短路故障、***震荡、电压崩溃等时候的一次***电压、电力及其导出量，用来分析故障，找出故障原因，传统触发式录波和长态录波是电力***的两种记录方式，目前，现有的“黑匣子”录波器，对传统触发式暂态录波和长态录波分别记录，暂态录波和长态录波需要共享在同一个交流回，对主CPU需要较大的开销，比较难实现，需要安装两组“黑匣子”录波器来记录传统触发式录波和长态录波，使用十分不便，还增加了成本。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是克服现有的录波器，对传统触发式暂态录波和长态录波分别记录，需要共享在同一个交流回，对主CPU需要较大的开销，难实现，需要安装两组“黑匣子”录波器来记录传统触发式录波和长态录波的问题。本实用新型的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，采用高速串行总线对暂态录波和长态录波并行同时记录，实现两种录波方式以各自独立硬件运行于同一故障录波器中，使用方便，节省成本，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：包括数据采集模块、暂态录波模块、长态录波模块、采样同步脉冲发生器、实时时钟单元和分析终端，所述数据采集模块包括多块数据采集板，各数据采集板用于采集电力***的模拟量、开关量，各数据采集板的数据输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接，所述暂态录波模块、长态录波模块的输出端与分析终端相连接，所述采样同步脉冲发生器的输出端分别与各数据采集板的同步脉冲输入端相连接，所述实时时钟单元的输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的时钟输入端相连接，
所述暂态录波模块、长态录波模块内均设有第一FPGA、DSP处理器、PowerPC处理器，所述第一FPGA通过高速串行总线与对应的数据采集板的数据输出端相连接，所述第一FPGA通过DSP处理器的内部总线与DSP处理器相连接，所述第一FPGA还通过PowerPC处理器内的60x内部总线与PowerPC处理器相连接，所述DSP处理器、PowerPC处理器的输出端分别与分析终端相连接。
前述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：所述数据采集模块包括五块数据采集板，各数据采集板包括24路模拟量采集输入和48路开关量采集输入。
前述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：各数据采集板均包括多路开关、AD转换电路和第二FPGA，所述多路开关的输入端分别外接电力***中的各二阶有源滤波回路，用于采集模拟量，所述多路开关的输出端通过AD转换电路与第二FPGA的模拟量输入端相连接，电力***中的开关量输出端直接与第二FPGA的开关量输入端相连接，所述第二FPGA的开关切换输出端还与多路开关的控制输入端相连接，所述第二FPGA的同步脉冲输入端作为数据采集板的同步脉冲输入端与采样同步脉冲发生器的输出端相连接，所述第二FPGA的采集时序输出端与AD转换电路相连接，所述第二FPGA的数据输出端作为数据采集板的数据输出端分别通过高速串行总线与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接。
前述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：所述DSP处理器为TMS320VC33处理器芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，采用高速串行总线对暂态录波和长态录波并行同时记录，实现两种录波方式以各自独立硬件运行于同一故障录波器中，使用方便，节省成本，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器的***框图。
图2是本实用新型的暂态录波模块的***框图。
图3是本实用新型的长态录波模块的***框图。
图4是本实用新型的数据采集板的***框图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，采用高速串行总线对暂态录波和长态录波并行同时记录，实现两种录波方式以各自独立硬件运行于同一故障录波器中，使用方便，如图1所示，包括数据采集模块、暂态录波模块、长态录波模块、采样同步脉冲发生器、实时时钟单元和分析终端，所述数据采集模块包括多块数据采集板，各数据采集板用于采集电力***的模拟量、开关量，各数据采集板的数据输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接，所述暂态录波模块、长态录波模块的输出端与分析终端相连接，所述采样同步脉冲发生器的输出端分别与各数据采集板的同步脉冲输入端相连接，所述实时时钟单元的输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的时钟输入端相连接，所述数据采集模块包括五块数据采集板，各数据采集板包括24路模拟量采集输入和48路开关量采集输入。
其中，所述暂态录波模块在电力***发生故障或振荡时可靠启动并开始录波，在故障消除或***振荡平息后，再经预先整定的时间停止记录。
所述长态录波模块，相对于暂态录波而言，长态录波避开了暂态录波对定值的高度依赖，上电即开始不间断录波，无记录死区，支持海量数据存储，可实现对规定时间段内历史数据的完全追溯，不依赖于后台管理机，每个采样点都带有精确的时标，当某个时刻发生电压突变启动、电压越限启动、负序电压越限启动、零序电压越限启动、电流突变启动、电流越限启动、负序电流越限启动、零序电流越限启动、开关量变位启动时都会在该时刻的数据上打上起动标志。
所述采样同步脉冲发生器，同步所有数据采集板，实现电力***故障录波器的采样数据精确同步；
所述实时时钟单元，用于维护分辨率在1微妙内的实时时标供暂、长态录波模块读取，这样暂、长态录波模块在中断获取每个采样数据时都能打上精确的时标；
所述分析终端，用于分析暂态录波数据和长态录波数据。
如图2及图3所示，所述暂态录波模块、长态录波模块内均设有第一FPGA、DSP处理器、PowerPC处理器，所述第一FPGA通过串行总线与对应的数据采集板的数据输出端相连接，所述第一FPGA通过DSP处理器的内部总线与DSP处理器相连接，所述第一FPGA还通过PowerPC处理器内的60x内部总线与PowerPC处理器相连接，所述DSP处理器、PowerPC处理器的输出端分别与分析终端相连接，所述DSP处理器为TMS320VC33处理器芯片，能够实现大量、实时数据计算；所述PowerPC处理器，负责波形记录；所述第一FPGA用于读取采集的数据；
如图4所示，各数据采集板均包括多路开关、AD转换电路和第二FPGA，所述多路开关的输入端分别外接电力***中的各二阶有源滤波回路，用于采集模拟量，所述多路开关的输出端通过AD转换电路与第二FPGA的模拟量输入端相连接，电力***中的开关量输出端直接与第二FPGA的开关量输入端相连接，所述第二FPGA的开关切换输出端还与多路开关的控制输入端相连接，所述第二FPGA的同步脉冲输入端作为数据采集板的同步脉冲输入端与采样同步脉冲发生器的输出端相连接，所述第二FPGA的采集时序输出端与AD转换电路相连接，所述第二FPGA的数据输出端作为数据采集板的数据输出端分别通过串行总线与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接，数据采集板充分利用FPGA的并行处理能力,对输入信号（模拟量、开关量）实行高速采样、分时进行AD转换，通过在FPGA片上构建的高速串行通讯进行数据的快速传输。
综上所述，本实用新型的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，采用高速串行总线对暂态录波和长态录波并行同时记录，实现两种录波方式以各自独立硬件运行于同一故障录波器中，使用方便，节省成本，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：包括数据采集模块、暂态录波模块、长态录波模块、采样同步脉冲发生器、实时时钟单元和分析终端，所述数据采集模块包括多块数据采集板，各数据采集板用于采集电力***的模拟量、开关量，各数据采集板的数据输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接，所述暂态录波模块、长态录波模块的输出端与分析终端相连接，所述采样同步脉冲发生器的输出端分别与各数据采集板的同步脉冲输入端相连接，所述实时时钟单元的输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的时钟输入端相连接，
所述暂态录波模块、长态录波模块内均设有第一FPGA、DSP处理器、PowerPC处理器，所述第一FPGA通过高速串行总线与对应的数据采集板的数据输出端相连接，所述第一FPGA通过DSP处理器的内部总线与DSP处理器相连接，所述第一FPGA还通过PowerPC处理器内的60x内部总线与PowerPC处理器相连接，所述DSP处理器、PowerPC处理器的输出端分别与分析终端相连接。
2.根据权利要求1所述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：所述数据采集模块包括五块数据采集板，各数据采集板包括24路模拟量采集输入和48路开关量采集输入。
3.根据权利要求1或2所述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：各数据采集板均包括多路开关、AD转换电路和第二FPGA，所述多路开关的输入端分别外接电力***中的各二阶有源滤波回路，用于采集模拟量，所述多路开关的输出端通过AD转换电路与第二FPGA的模拟量输入端相连接，电力***中的开关量输出端直接与第二FPGA的开关量输入端相连接，所述第二FPGA的开关切换输出端还与多路开关的控制输入端相连接，所述第二FPGA的同步脉冲输入端作为数据采集板的同步脉冲输入端与采样同步脉冲发生器的输出端相连接，所述第二FPGA的采集时序输出端与AD转换电路相连接，所述第二FPGA的数据输出端作为数据采集板的数据输出端分别通过高速串行总线与暂态录波模块、长态录波模块的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的基于高速串行通讯的并行录波的电力***故障录波器，其特征在于：所述DSP处理器为TMS320VC33处理器芯片。
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