[實用新型]一種基于DSP和CPLD的配電故障錄波器

有效

• 申請號: 201420128413.3
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN203858321U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 余南華;李傳健;趙永發;李瑞;周克林;郭晉楠;陶維青
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本實用新型涉及一種用于電力系統的配電故障錄波器，具體地說是一種基于DSP和CPLD的配電故障錄波器。

背景技術

在配電網自動化系統中，故障錄波器可以在電力系統發生故障及振蕩時自動記錄因短路故障、系統振蕩、頻率或電壓崩潰等擾動所產生的系統電流、電壓的變化過程。當前配電故障錄波系統由分散安裝在各個變電站開關柜內的錄波器構成的輻射式系統，采集的數據通過網絡發送到主站，主站再對接收到的故障數據進行處理分析，以確定故障類型和故障位置。

以往的故障錄波器方案，其缺陷在于長期以來大多數故障錄波器采用上位機和下位機的方式構成。前臺的采集系統采用工控機或者單片機架構的上位機，控制采集卡采集數據及判別故障類型，再將采集到的數據傳輸到遠端由PC機或工控機組成的上位機，上位機通過軟件進行原始數據分析處理和貯存。如此一來錄波器的各項功能需要靠軟件運行來實現，倘若采樣時間消耗整個運算時間的比例偏大，那么執行采樣數據分析處理運算的速度和效率就會大打折扣，甚至造成錄波失敗。限于錄波器CPU的性能，無法對故障量同時進行高速高帶寬的采樣和計算，所以故障定位功能無法實現。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種基于DSP和CPLD的配電故障錄波器，以克服現有技術中配電故障錄波器的硬件資源消耗大、工作速度低的問題。

解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種基于DSP和CPLD的配電故障錄波器，包括用于采集電力系統故障數據的數據采集模塊、用于處理采集到的故障數據的數據處理模塊、PCI總線和用于將處理后的故障數據傳輸到主站存儲的數據通信模塊，其特征在于：所述的數據采集模塊包括16路切換開關、采樣保持器、信號跟隨器、AD轉換器、數據緩沖器、雙口RAM和采樣CPLD芯片；所述16路切換開關采樣電力系統的模擬量，并將該模擬量依次通過采樣保持器、信號跟隨器和AD轉換器后存儲到雙口RAM中，所述數據緩沖器采樣電力系統的開關量并將其存儲到雙口RAM中，該雙口RAM在存滿數據后通過PCI總線向所述采樣CPLD芯片發出采樣中斷信號，使得采樣CPLD芯片通過PCI總線向所述數據處理模塊發送用于請求讀取雙口RAM中數據的采集狀態信號，并控制所述AD轉換器和數據緩沖器暫停向雙口RAM存儲數據。

作為本實用新型的一種改進，所述的數據采集模塊設有兩個或以上，所述的數據處理模塊包括DSP數據處理單元及其外圍電路、譯碼CPLD芯片和RAM芯片，所述DSP數據處理單元接收到任意一個數據采集模塊發送的采集狀態信號時，向所述譯碼CPLD芯片發出中斷信號，使得譯碼CPLD芯片選通相應的數據采集模塊，所述DSP數據處理單元讀取該相應的數據采集模塊中雙口RAM存儲的數據，經處理后通過所述RAM芯片傳輸給所述數據通信模塊。

作為本實用新型的優選方式，所述的數據采集模塊設有四個。

作為本實用新型的一種改進，所述DSP數據處理單元的外圍電路包括存儲有用于處理采集到的故障數據的引導程序的ROM芯片，該ROM芯片連接到DSP數據處理單元的相應接口。

作為本實用新型的一種改進，所述DSP數據處理單元的外圍電路還包括用于進行系統對時的GPS同步模塊，該GPS同步模塊連接到DSP數據處理單元的相應接口。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

第一，本實用新型的配電故障錄波器中數據采集模塊設有采樣CPLD芯片，將現有技術中由數據處理模塊中的DSP控制的采樣中斷、多路開關切換、AD轉換命令全部由該采樣CPLD芯片產生控制時序執行，協調DSP與數據采集模塊之間的工作邏輯時序，可以釋放DSP空間使系統的處理速度成倍提高，因此，大大的提高了配電故障錄波器的工作速度；

第二，本實用新型的配電故障錄波器可采集配網線路中各種電壓、電流模擬量及開關量，采集的數據通過網絡發送到主站，主站再對接收到的故障數據進行處理分析，以確定故障類型和故障位置，其并不僅僅記錄了故障時的線路參數信息，還可以為主站提供原始故障數據，以便于主站進行故障識別，依靠采集到的實時數據實現單端故障定位，因此，本實用新型的故障錄波器相比較以往，具有更高的時效性、精度以及可信度。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1為本實用新型的配電故障錄波器中數據采集模塊的原理框圖；

圖2為本實用新型的配電故障錄波器的原理框圖。

具體實施方式