[發(fā)明專利]電力儀表的故障錄波方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410466374.2
• 申請日: 2014-09-13
• 公開（公告）號: CN104237827A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束龍勝;萬華潁;徐懷賓;張圣保;袁學(xué)超;潘吉利;祖兵;高暢;張昌鵬;高峰;吳小春;張希
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽鑫龍電器股份有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力儀表的故障錄波方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)日新月異的發(fā)展，安全保障和故障分析不斷呈現(xiàn)擴大化、復(fù)雜化的趨勢。傳統(tǒng)電力儀表的測量功能已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需求了，電力故障錄波裝置開始在越來越多的電力系統(tǒng)中使用，可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障(如線路短路、接地以及系統(tǒng)過電壓、過流等)時，自動的、準確的記錄電力系統(tǒng)故障發(fā)生前后電壓電流的波形，通過這些波形的分析比較，對分析故障的發(fā)生原因具有非常重要的作用。

市場上專門的故障錄波裝置功能復(fù)雜、價格昂貴，價格是傳統(tǒng)電力儀表的5～10倍，一般只有在安全級別較高的電力系統(tǒng)中才會被使用。如何在多功能電力儀表和故障錄波裝置中尋找到一種折中的解決方案，既兼顧了儀表的常規(guī)測量功能，又可以做簡單的故障錄波功能，這是具有巨大市場需求的。

目前市場上稍高端的電力儀表都采用了ARM或DSP內(nèi)核的處理器和專門的AD芯片，比原本的8位單片機的硬件資源和運行速度要提高很多，在此硬件基礎(chǔ)上這些電力儀表除了電量參數(shù)的測量精度提高外，就是在菜單界面的設(shè)計上豐富許多，但很多功能界面都沒有很強的實用性，而借此優(yōu)秀的硬件平臺，實現(xiàn)故障錄波功能則具有很高的實用性和指導(dǎo)價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在原有的電力儀表硬件基礎(chǔ)上增加故障錄波功能，本發(fā)明提供一種帶有故障錄波功能的電力儀表，在原有硬件的基礎(chǔ)上進行升級，采用合理算法和處理機制，從硬件和軟件兩方面重新設(shè)計來達到故障錄波的效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電力儀表的故障錄波方法，包括如下步驟：步驟一：對設(shè)備進行初始化，將故障觸發(fā)標志位清零“0”；步驟二：微控制器發(fā)送通道采集命令，啟動電能計量芯片進行AD采樣，并讀取緩存中的ADC采樣數(shù)據(jù)；步驟三：判斷故障觸發(fā)標志位的狀態(tài)，如果故障觸發(fā)標志位有觸發(fā)事件，則將觸發(fā)標志位置“1”，更新故障后緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，并退出故障錄波功能；如果故障觸發(fā)標志位沒有觸發(fā)事件，則將讀取到的ADC采樣數(shù)據(jù)更新故障前緩沖區(qū)數(shù)據(jù)并返回步驟二。所述步驟二還包括：對ADC采樣數(shù)據(jù)做offset校正和增益校正。所述步驟二中通道是指Ia+Ib+Ic通道。所述故障錄波方法還包括：將故障前后緩沖區(qū)數(shù)據(jù)保存到外部存儲器。所述故障錄波方法還包括：上位機讀取外部存儲器中的錄波數(shù)據(jù)，依照時間軸描繪出波形曲線，還原故障發(fā)生時記錄的通道波形數(shù)據(jù)。

本發(fā)明有如下積極效果：以低廉的成本實現(xiàn)故障錄波的功能，其成本只有專門故障錄波裝置的1/5；利用PC機實現(xiàn)錄波的波形處理，不僅畫面美觀而且大大減輕了CPU軟硬件負擔(dān)；AD芯片ATT7022C提供專門的采樣數(shù)據(jù)緩存存儲區(qū)，在實現(xiàn)錄波功能的同時，保留了電力儀表以往的測量功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式的方法流程圖。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的具體實施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。

主CPU采用PHILIPS公司32位ARM7TDMI-S內(nèi)核的高主頻處理器LPC2136，最高可支持60MHz時鐘頻率，大大提高了軟件代碼的執(zhí)行速率和軟件存儲量，同時ADC芯片使用16位高精度ATT7022C。ATT7022C是ATT7022B的升級版本，在電參測量的基礎(chǔ)增加了一個長度為240的ADC采樣數(shù)據(jù)緩存存儲區(qū)，用以實時保存原始采樣數(shù)據(jù)，采樣率為3.2K，支持單通道、雙通道或者三通道的同步采樣，用戶不需要頻繁的產(chǎn)生中斷來讀取實時的ADC數(shù)據(jù)，大大減小了CPU的負擔(dān)。

如此的硬件配置對于大多數(shù)功能稍強大的多功能電力儀表而言，都是可以達到的。如何規(guī)避不重要的硬件資源，突顯錄波所需的硬件資源，是該方案實現(xiàn)的重要方向。一般電力系統(tǒng)故障發(fā)生時，三相電流的波形變化是值得去記錄的，具有更高的實際故障診斷價值，在此方案中僅對Ia+Ib+Ic進行故障錄波。