[發明專利]基于DSP的電力系統分布式故障錄波裝置

無效

• 申請號: 201010046548.1
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN101777796A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 陶維青;周儉節;李林;金冶夫;楊銳俊
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;上?？拼篝斈芗煽萍加邢薰?/a>
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種電力系統故障檢測錄波裝置，尤其是一種基于DSP的高性能分布式電力故障錄波裝置，屬于電力供應配套設施技術領域。

背景技術

電力系統的故障錄波裝置是常年投入監視電力系統運行狀況的一種自動記錄裝置，它可以記錄因短路故障、系統振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動引起的系統電流、系統電壓及其導出量，如系統頻率、有功、無功的全過程變化現象，同時還記錄繼電保護與安全自動裝置的動作行為。性能優良的故障錄波器對保證電力系統的安全可靠運行具有非常重要的作用。80年代后，微機型故障錄波器在電力系統中得到了廣泛的應用，錄波器的故障記錄進入已經成為分析事故發生原因，幫助尋找故障點，迅速處理事故，特別是分析繼電保護動作行為的依據。目前，它已成為電力系統自動化及系統管理的重要組成部分。

國內對故障錄波裝置的研制和開發已經有多年的歷史，早期的錄波裝置有機電式錄波裝置、光纖式錄波裝置和采用固態數據存儲器的錄波裝置，目前很多場合使用的錄波器正逐漸由基于PC機的集中式錄波器向基于微處理器的分布式錄波器發展，集中式系統除了其固有的體積大、安裝不靈活等缺陷外，還存在如下主要問題：a、同一個廠站內，系統采集器往往具有單一的動態存儲器，在數據尚未轉存的情況下，若系統又發生新的故障，受動態存儲器容量的限制，往往采用簡化記錄甚至覆蓋以前故障的方法，因此在現場，經常出現由于誤啟動覆蓋故障記錄的問題，沒有起到故障錄波系統的作用；b、對遠方錄波主站來說，由于各個廠站故障錄波裝置數據采集不同步，給分析系統故障，特別是超高壓環網或聯絡線故障帶來很大的困難。與集中式故障錄波系統不同，分布式故障錄波系統的錄波數據分布存儲在各個錄波裝置中，在錄波結束后，轉發到遠方的錄波主站中。分布式故障錄波裝置克服了上述集中式的很多缺陷，而且適應電力自動化技術光纖化、網絡化的發展趨勢。近幾年，很多分布式故障錄波裝置多以單片機為前置機，以工控機為后臺機的模塊化結構，其錄波數據存入工控機硬盤中，但是，采用單片機完成數據的采集、計算和判斷難以提高數據采集的速度和精度，難以保證裝置的準確啟動錄波，難以實現網絡功能和多種通信能力。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基于DSP的電力系統分布式故障錄波裝置，以期檢測錄波能力更為強大、從而使故障檢測錄波裝置功能更為完善、速度更快、精度更高，更好地滿足電力行業迅速發展的需求。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明基于DSP的電力系統分布式故障錄波裝置的特點是以數字信號處理器DSP為核心控制單元，所述數字信號處理器DSP的外圍模塊包括：交流采樣模塊、開關量輸入模塊、電壓/電流信號調理電路、過零點檢測電路、數據存儲模塊、CAN通訊模塊、RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、以太網控制模塊、GPS同步時鐘、實時時鐘、開關量輸出模塊、電源模塊、指示燈/按鍵模塊和LCD顯示模塊；

所述交流采樣模塊通過設置有電流互感器CT和電壓互感器PT的電壓/電流信號調理電路與被測電網耦合，以所述電壓/電流信號調理電路對被監測信號依次進行CT/PT變換、濾波和分壓處理，處理后的信號以差分方式輸入交流采樣模塊中的多片級聯采樣芯片AD73360進行采樣，所述多片級聯采樣芯片AD73360的采樣輸出數據由數字信號處理器DSP存入數據存儲模塊；

以所述數字信號處理器DSP接受啟動錄波的控制信號，并啟動錄波；在啟動錄波后，通過數字信號處理器DSP的SPI接口將故障錄波數據由數據存儲模塊中的外擴SDRAM轉存入存儲SD卡內，故障錄波數據通過RS485總線或以太網上傳至遠方錄波主站，各錄波裝置之間是以CAN接口相互級聯。

本發明基于DSP的電力系統分布式故障錄波裝置的特點也在于：

在未啟動錄波時，所述數字信號處理器DSP按照采樣率s1將采集數據更新在所述外擴SDRAM中的A段數據緩存區；錄波啟動后，所述數字信號處理器DSP按照采樣率s2將采樣數據存入緊隨A段數據緩存區后的地址空間中，并且有：s2＞s1；以接入故障信號的錄波裝置作為主錄波裝置，在故障條件被檢出后由所述主錄波裝置控制其余各錄波裝置的采樣頻率。

所述交流采樣模塊中的級聯采樣芯片AD73360與數字信號處理器DSP的高速同步緩沖接口McBSP連接，設置McBSP的FIFO有效，來自所述DSP接收通道的數據將被進行棧式緩存，緩存的數據在達到設置的值后，所述DSP以中斷方式取走緩存的數據，完成采樣數據接收。