[發明專利]一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統及方法

在審

• 申請號: 201811321646.4
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109100579A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 鄭琰;張延輝;朱莉;董銳;黃亮;郝慶水;張愛民;張中波;王榮建
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司鄭州供電公司;山東國信電力科技有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R29/16
• 分類號: G01R29/16
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

1.一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集方法，其步驟如下：

1）同步時鐘模塊接收GPS/北斗信號，并將準確的時間信息以IRIG-B碼的形式發送給FPGA模塊；

2）所述FPGA模塊解析時間數據，根據時間數據生成等間隔的采樣啟動信號，并將采樣啟動信號發送給AI模塊；

3）所述AI模塊接收到所述FPGA模塊的采樣啟動信號后啟動采樣，并將采樣數據通過LVDS總線發送給所述FPGA模塊；

4）所述FPGA模塊讀取采樣數據并打上時間標簽，緩存一個周波的帶時間標簽的采樣數據后發送中斷信號給主控模塊；

5）所述主控模塊響應所述FPGA模塊的中斷信號，讀取緩存在所述FPGA模塊內的一個周波的帶時間標簽的采樣數據，并進行后續的數據計算及處理。

2.一種用于權利要求1所述采集方法的三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統，其特征在于：由所述FPGA模塊分別連接所述AI模塊、所述同步時鐘模塊和所述主控模塊構成，所述FPGA模塊內部包括時間解析單元、采樣啟動單元、實時時間生成單元、數據接收單元和數據緩沖單元，所述AI模塊通過LVDS總線與所述FPGA模塊連接，所述AI模塊包括依次連接的電量變換單元、AD轉換單元、數據讀取單元、數據發送及數據接收單元。

3.根據權利要求2所述的一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統，其特征在于：所述FPGA模塊中，所述時間解析單元接收并解析所述同步時鐘模塊的時間信息，識別出每秒的起始時刻并計算每秒的間隔，將結果輸送到所述采樣啟動單元，所述采樣啟動單元根據每周波采樣點數生成等時間間隔的采樣啟動信號，所述數據接收單元通過LVDS總線接收所述AI模塊的采樣數據，所述實時時間生成單元根據解析的時間信息生成實時時間，所述數據緩沖單元根據實時時間信息給所述數據接收單元的采樣數據打時間標簽，并將帶時標的采樣數據進行緩沖。

4.根據權利要求2所述的一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統，其特征在于：所述AI模塊中，所述電量變換單元將外部的大電壓、大電流數據轉換成AD芯片可接受的信號，所述AD轉換單元進行A/D轉換，所述數據讀取單元讀取AD采樣數據并進行并/串轉換，所述數據發送及數據接收單元采用支持LVDS總線的芯片進行TTL電平和LVDS電平的轉換。

5.根據權利要求4所述的一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統及方法，其特征在于：所述電量變換單元采用電壓變比為120V/3.53V、電流變比為5A/3.53V、一二次側角差小于5′的高精度互感器，所述AD轉換單元采用可以同時采集8通道模擬量數據的AD7606芯片，所述數據讀取單元采用CPLD芯片LCMXO2-1200HC，通過可編程邏輯讀取AD芯片的數據，所述數據發送單元采用LVDS發送芯片DSLVDS1047，所述數據接收單元采用LVDS接收芯片DSLVDS1048。

6.根據權利要求2所述的一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統，其特征在于：所述FPGA模塊設置一個或多個所述AI模塊互聯，一個所述AI模塊互聯時，只需2個差分發送信號和2個差分接收信號，多個所述AI模塊互聯時，多個所述AI模塊共用所述FPGA模塊發送的采樣啟動信號，所述AI模塊發送給所述FPGA模塊的信號需一對一傳送。

7.根據權利要求2所述的一種三相不平衡監測裝置的高速數據采集系統，其特征在于：所述FPGA模塊采用FPGA模塊芯片LFXP2-5E，內部集成LVDS總線。