[發(fā)明專利]基于雙CPU并行錄波存儲的故障錄波裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610055505.7
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105548777B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 趙小鳳;羅建國;程加強;董龍;鐘華蘭
• 申請（專利權）人: 成都府河電力自動化成套設備有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

本發(fā)明公開了一種基于雙CPU并行錄波存儲的故障錄波裝置，包括模擬信號調理模塊、開關量隔離模塊、AD轉換模塊、對時模塊、FPGA模塊、電源模塊和兩個CPU模塊，兩個所述CPU模塊各通過一條獨立的千兆網總線與所述FPGA模塊進行通信，所述FPGA模塊設置有RJ45接口，所述FPGA模塊的RJ45接口可通過千兆網向后臺或工控機傳送IEC61850?9?2報文格式的實時采集數(shù)據(jù)，所述對時模塊同時為所述AD轉換模塊、所述FPGA模塊和兩個所述CPU模塊提供時間基準信號，所述電源模塊為整個故障錄波裝置供電。本發(fā)明解決了目前故障錄波裝置運行可靠性低、數(shù)據(jù)存儲不合理等技術問題，提高了裝置運行、存儲可靠性和數(shù)據(jù)傳輸速率，具有性能高、兼容性好、可靠性高、穩(wěn)定性好、應用廣泛等特點。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種基于雙CPU并行錄波存儲的故障錄波裝置。

背景技術

故障錄波裝置是電力系統(tǒng)動態(tài)記錄過程必不可少的精密設備，是評價繼電保護動作行為及分析設備故障性質和原因的重要依據(jù)。其主要任務是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動并準確地記錄故障全過程各種電氣量的變化情況，通過記錄的電氣量進行分析處理，從而準確地判斷處理故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠地運行。

隨著電力系統(tǒng)IEC61850標準的頒布，計算機技術和光纖、網絡通信技術的迅猛發(fā)展，變電站自動化技術也逐漸由傳統(tǒng)變電站向數(shù)字化變電站方向發(fā)展。傳統(tǒng)故障錄波裝置存在硬件配置較低，系統(tǒng)容量小，實用性差等問題，已無法滿足電力系統(tǒng)故障錄波和數(shù)據(jù)通信的要求。為適應大容量電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，需要擁有高性能堅實硬件和豐富后臺軟件，具有穩(wěn)定存儲功能、強大網絡功能和通信能力的高可靠性故障錄波裝置。

目前，市場上的故障錄波裝置主要有以下兩種：

其一，大部分故障錄波裝置采用單個工控模塊(又稱CPU模塊)作為主控處理器，及多處理器并行處理技術來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、同步信號處理及網絡通信等功能；其中，CPU模塊與各模塊之間通過雙口RAM實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；CPU模塊主要用于對記錄數(shù)據(jù)進行分析處理存儲、顯示和打印輸出，通過聯(lián)網通訊接口(Ethernet、標準的RS-232等)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

其二，部分故障錄波裝置采用分布式結構設計，故障錄波裝置的采集單元采集故障數(shù)據(jù)后，通過高速PCI-E總線傳送到主CPU模塊進行分析、處理、存儲、顯示打印與數(shù)據(jù)共享。

上述兩種故障錄波裝置存在以下缺陷：

1)故障錄波裝置各模塊之間采用雙口RAM實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，當進行大量數(shù)據(jù)傳輸時，由于仲裁機制、時分復用的原因，影響數(shù)據(jù)傳輸和處理；

2)采用單CPU模塊作為主控處理器，用于數(shù)據(jù)分析處理、實現(xiàn)人機交互、故障判斷、數(shù)據(jù)存儲、遠程通訊等功能，一旦運行中CPU模塊出現(xiàn)故障，不僅會影響現(xiàn)場裝置正常運行，而且導致所有未存入硬盤的錄波數(shù)據(jù)全部丟失；

3)故障錄波裝置的應用程序和錄波數(shù)據(jù)都存儲在一個盤里，硬盤頻繁讀寫導致物理介質損壞，從而導致裝置宕機；

4)故障錄波裝置的分析處理單元采用的CPU處理器性能偏低，速度慢，支持的存儲容量小，已無法滿足大容量電力系統(tǒng)對故障錄波裝置的處理能力及存儲能力方面提出的更高的要求；

5)無硬件壓縮功能，硬盤采用2.5吋筆記本硬盤；

6)采集數(shù)據(jù)無法導出給其他裝置，系統(tǒng)擴展性差。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙CPU并行錄波存儲的故障錄波裝置，實現(xiàn)兩個硬件結構完全相同且各自獨立的CPU模塊在同一故障錄波裝置中以相同的操作系統(tǒng)和應用程序同步運行，以提高裝置運行和存儲的可靠性，解決上述技術問題。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：