一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器的制造方法
【專利摘要】一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元，數(shù)據(jù)管理單元和數(shù)據(jù)采集單元之間通過以太網(wǎng)通信。其中數(shù)據(jù)采集單元包括若干信號采集控制模塊，每塊信號采集控制模塊又包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路；數(shù)據(jù)管理單元包括主控制芯片ARM、Flash接口電路、SDRAM接口電路、以太網(wǎng)接口電路、硬盤接口電路、串口通信接口電路、觸摸屏接口電路、JTAG接口電路、USB接口電路、無線通信模塊。該發(fā)明解決了以往各個故障錄波器組網(wǎng)困難、不能夠分散式安裝，系統(tǒng)體積大等問題并且提高了運行速度、穩(wěn)定性能、通信能力。
【專利說明】一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電器信號記錄儀，特別是涉及一種電力系統(tǒng)故障信號記錄儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)故障錄波器多采用微機式錄波器，這種故障錄波器采用前后臺模式，前臺采集往往以DSP為核心的數(shù)據(jù)采集模塊為主，后臺是一臺工控機，這種微機式錄波器，在數(shù)據(jù)同步采集、數(shù)據(jù)通信、靈活性方面都存在不足，由于各個故障錄波器系統(tǒng)體積大，運行速度、穩(wěn)定性能、通信能力存在差異，組網(wǎng)困難、不能實現(xiàn)組網(wǎng)工作，也不能夠分散式安裝。隨著變電站的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，傳統(tǒng)的微機式故障錄波器已經(jīng)不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器用于解決上述技術(shù)問題。
[0004]一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)管理單元之間通過以太網(wǎng)進行通信。
[0005]當以太網(wǎng)不能組網(wǎng)時數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間還可以通過無線通信模塊進行通信。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集單元A包括若干數(shù)據(jù)采集控制模塊；數(shù)據(jù)管理單元B包括主控制芯片ARM、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路。
[0008]所述信號調(diào)理模塊包括電流信號變換電路、電壓信號變換電路。
[0009]所述A/D轉(zhuǎn)換模塊所采用的轉(zhuǎn)換芯片型號為MAX125。
[0010]所述主控制芯片ARM型號為S3C6410。
[0011]所述DSP數(shù)據(jù)采集板所用DSP型號為TWS320LF2407。
[0012]所述以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)主控制器采用芯片型號為RTL8019AS。
[0013]采用上述技術(shù)方案的優(yōu)點在于A/D轉(zhuǎn)換芯片采用MAX125，該芯片為8通道14位A/D轉(zhuǎn)換器，所以采集的數(shù)據(jù)位數(shù)可以是任意的8的倍數(shù)(如可采集8位、16位、24位、32位等)設(shè)計靈活；
[0014]本發(fā)明采用模塊化的設(shè)計思想使得各部分間相對獨立從而也使得設(shè)計方便靈活并且可以實現(xiàn)分布式安裝，便于以太網(wǎng)組網(wǎng)，便于協(xié)調(diào)工作等；
[0015]本發(fā)明采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸相比于以往的HPI接口通信方式提高了傳輸速率，增強了通信能力，避免了普通錄波器數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題；
[0016]此外，本發(fā)明增加了無線通信模塊，該模塊用于以太網(wǎng)出現(xiàn)故障不能進行通信時應(yīng)急之用，可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，根據(jù)zigbee通信協(xié)議可以經(jīng)無線傳輸將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)管理單元或者直接傳輸給調(diào)度中心的上位機，提高了通信的可靠性。[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為故障錄波器單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為數(shù)據(jù)采集控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為數(shù)據(jù)管理單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為電流信號變換電路示意圖。
[0022]圖5為電壓信號變換電路示意圖。
[0023]圖6為MAX125數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路連接示意圖。
[0024]圖7為光電隔離電路示意圖。
[0025]圖8為數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊電路連接示意圖。
[0026]圖9為DSP與以太網(wǎng)電路連接示意圖。
[0027]圖10為Flash存儲器擴展電路連接示意圖。
[0028]圖11為SDRAM電路連接示意圖。
[0029]圖12為以太網(wǎng)電路連接示意圖。
[0030]圖13為硬盤電路連接示意圖。
[0031]圖14為數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，兩部分之間通過以太網(wǎng)來完成數(shù)據(jù)傳輸，其中數(shù)據(jù)采集單元包括若干個數(shù)據(jù)采集控制模塊，并且有GPS同步時鐘實時同步各個數(shù)據(jù)采集控制模塊。
[0033]如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括DSP數(shù)據(jù)處理板、信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、以太網(wǎng)接口電路。信號調(diào)理器信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸入端，光電隔離模塊將開關(guān)量信號輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸入端，無線通信模塊連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸出端，以太網(wǎng)接口電路輸入端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸出端，GPS同步時鐘連接DSP數(shù)據(jù)處理板的時鐘端口。
[0034]所述信號調(diào)理器包括電壓信號變換電路和電流信號變換電路，分別完成對電壓信號、電流信號的處理調(diào)節(jié)使之處理后變成幅值大小適當?shù)男盘柌⑺腿階/D轉(zhuǎn)換器。
[0035]如圖4所示，圖中包括電流輸入端X1、電流輸出端X2、電流互感器BKl、運放Yl、運放Y2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容Cl、電容C2、電容C3、電流輸出端CHl等。電流互感器BKl的輸入端分別接電流輸入端X1、電流輸入端X2，電流互感器BKl的輸出端之間接入電阻Rl電阻Rl的一端接地另一端接電阻R2，電阻R2經(jīng)電容C12接地并且電阻R2接運放Yl的正相輸入端，運放Yl的輸出端經(jīng)電阻R3接入運放Y2的正相輸入端，且運放Y2的輸出端連接運放Y2的負相輸入端，運放Y2的輸出端連接電容C2，電容C串聯(lián)電阻R7后接地，同時電容C2串聯(lián)電阻R5、電容C3并接地運放Y2的負相輸入端經(jīng)電阻R6接地，電阻R5和電容C3之間引出端口 CH1，其中運放Yl為電壓跟隨器，運放Y2與電阻R4構(gòu)成運算放大器，電網(wǎng)中的電流由Xl進，X2出在電流互感器BKl的作用下電信號傳到電壓跟隨器的輸入端，經(jīng)電壓跟隨器輸出后進入運算放大器，放大到適合a/d轉(zhuǎn)換器的大小由輸出端CHl送入A/D轉(zhuǎn)換器MAX125。
[0036]如圖5所示，所述電壓信號變換電路包括電壓接入端口 X3、X4、電壓互感器BK2、電阻R8、電阻R9、電阻R10、二極管LED1、運放Y3、信號輸出端CH1，電壓互感器BK2的輸入端接入電壓信號，電壓互感器BK2的輸出端并聯(lián)發(fā)光二極管LED1，發(fā)光二極管LEDl的正極接地，LEDl的負極接電阻R8，與電阻R8和LEDl并聯(lián)有電阻R10，電阻R8和電阻RlO之間引出端口接電阻R9然后接運放Y3的正向輸入端，運放Y3的輸出端接運放Y3的負相輸入端，運放Y3的輸出端引出端口 CH2，其中電阻R8、R9、R10構(gòu)成分壓電路，運放Y3構(gòu)成電壓跟隨器，電網(wǎng)中的電壓經(jīng)X3、X4接入電壓互感器BK2，經(jīng)電壓互感器BK2后傳送到分壓電路，經(jīng)分壓后再進入電壓跟隨器，之后CH2輸入給A/D轉(zhuǎn)換器MAX125。
[0037]如圖6所示，所述A/D轉(zhuǎn)換電路主要采用MAX125芯片來實現(xiàn)的，包括一片A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125、第一電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A、第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A、一片DSP，A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125的CHlA引腳接A相電壓AV、CH2A引腳接A相電流AC、CH3A引腳接B相電壓BV、CH4A引腳接B相電流BC、CH5A引腳接C相電壓CV、CH6A引腳接C相電流CC、CH7A引腳接零序電壓DV、CH8A引腳接零序電流DC ；A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125的引腳D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13 分別接第一電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVC245A 的引腳 A0、Al、A2、A3、A4、A5、A6、A7，第一電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVC245A 的引腳 B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、DIR 分別接 DSP 的引腳 D13、D12、D11、D10、D9、D8、D7、D6、P0.1 ；MXA125 的引腳 D5、D4、D3、D2、DIO、DO 分別接第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的引腳A0、Al、A2、A3、A4、A5，第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的引腳 DIR、B0、B1、B2、B3、B4、B5 分別接 DSP 的引腳 P0.2、D5、D4、D3、D2、D1、D0 ;A/D 轉(zhuǎn)換芯片MAX125的引腳INT、CS、WR、RD分別接DSP的引腳P0.4、CSO、WE、0E，兩片電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的CE引腳接地、Vcc接電源。其中A/D轉(zhuǎn)換芯片MXA125用于模數(shù)轉(zhuǎn)換，電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A用于電平轉(zhuǎn)換，DSP用于數(shù)字信號分析處理。
[0038]如圖7所不,所述光電隔離電路主要包括信號輸入端InO、發(fā)光二極管LED2、光敏三極管FT、信號輸出端CH3、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C4。電阻R11、發(fā)光二極管、電容C4串接于第一回路電容C4和發(fā)光二極管LED2之間接地，電阻Rll和電容C4之間引出端口 InO ;電阻R13、電阻R12、光敏三極管FT依次連接形成第二回路光敏二極另一端接地，電阻Rl3另一端接電源，電阻R12和電阻R13之間引出端口 CH3。經(jīng)發(fā)光二極管LED2把開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換成光信號，再由光敏二極管FT感光將光信號轉(zhuǎn)化成電信號最后經(jīng)輸出端CH3輸入到DSP的數(shù)據(jù)輸入端。
[0039]如圖8所示，所述無線通信模塊包括無線通信模塊SZ05、DSP、指示燈L1、指示燈L2、指示燈L3、指示燈L4、跳針Pin、電阻R13?電阻R16，本實施例中無線通信模塊SZ05設(shè)置為數(shù)據(jù)發(fā)射狀態(tài)。無線通信模塊SZ05的RX、TX端口分別與DSP的TX、RX引腳相連接，DATA端口外接數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈LI并串聯(lián)有電阻R13和電源，當LI指示燈亮?xí)r表明此時有數(shù)據(jù)正在發(fā)送傳輸；RUN端口外接系統(tǒng)運行指示燈L2并串聯(lián)有電阻R14和電源，當L2亮?xí)r表明處于工作狀態(tài)；NET端口外接網(wǎng)絡(luò)指示燈L3并串聯(lián)有電阻R15和電源，當L3亮?xí)r表明SZ05處于組網(wǎng)通信狀態(tài)；ALARM端口外接系統(tǒng)警告指示燈L4并串聯(lián)有電阻R16和電源，當L4亮?xí)r表明系統(tǒng)工作異常，這四個端口都外接指示燈以便用戶觀察系統(tǒng)運行情況，CENTER為中間節(jié)點端口，若此端口接低電平則無線通信模塊具有中心節(jié)點功能，DEVICE為終端節(jié)點端口，若此端口接低電平，則此無線模塊具有終端模塊的功能，CONFIG為配置接口，其接低電平為配置無線通信狀態(tài)，在這個狀態(tài)下可以配置無線通信模塊的參數(shù)，這3個端口在硬件電路設(shè)計中均留有跳線帽以便功能的選擇。
[0040]當數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間以太網(wǎng)通信出現(xiàn)故障時，由DSP控制啟動該數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊開始工作，實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的無線發(fā)射。
[0041]如圖9所示，為DSP與以太網(wǎng)之間的電路連接示意圖，圖中包括DSP芯片TMS32LF2407、以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS、電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245、邏輯運算芯片AHCT139、雙絞線驅(qū)動/接收器2(F001N、RJ-45接口，DSP芯片TMS32LF2407的地址引腳AO~A15分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的地址引腳SAO~SA15相連接，DSP芯片TMS32LF2407的數(shù)據(jù)引腳DO~D15通過電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的數(shù)據(jù)引腳DAO~DA15相連接，DSP芯片TMS32LF2407的引腳INTO、引腳READY通過電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的引腳nINTO、引腳nREADY相連接，DSP芯片的引腳R、引腳IS、引腳IOSTRB分別依次與邏輯運算芯片ACH139的引腳A、引腳B1、引腳B2相連接，邏輯運算芯片ACH139的引腳Y0、引腳Yl分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS的引腳10W、引腳IOR相連接，以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS的引腳TPRX —、弓丨腳TPRX+分別通過雙絞線驅(qū)動/接收器接入RJ-45接口的引腳nTPRX —、引腳nTPRX+。DSP采集處理的信號流入以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS再由RJ-45接口傳往信號接收終端。[0042]如圖3所示，數(shù)據(jù)管理單元包括主控制芯片ARM、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。其中主控制芯片ARM型號為S3C6410，以太網(wǎng)模塊中網(wǎng)絡(luò)控制器型號為RTL8019AS。
[0043]如圖10所示，為Flash存儲器電路連接示意圖，包括ARM芯片S3C6410、SRAM存儲器芯片、Flash存儲器芯片，SRAM存儲器芯片采用IS61LV25616AL、Flash存儲器芯片采用SST39VF160。SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳AO~引腳A17分別連接S3C6410的引腳P3.1~引腳P3.18，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳1/00~引腳1/015分別連接S3C6410的引腳P2.0~引腳P2.15，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳CE、0E、WE、BHE、BLE分別依次連接ARM芯片S3C6410的引腳P3.26、引腳Pl.1、引腳P3.27、引腳P3.30、引腳P3.31，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳VCC、VSS分別依次接VDD和接地，VDD和地之間接有電容C9-1 ;Flash存儲器芯片SST39VF160的引腳AO~引腳A19分別接S3C6410的引腳P3.1~引腳P3.20，引腳DQO~引腳DQ15分別依次接S3C6410的引腳P2.0~引腳P2.15, Flash存儲器芯片SST39VF160的引腳CE、引腳0E、引腳WE分別依次接ARM芯片S3C6410的引腳Pl.0、引腳Pl.1、引腳P3.27，引腳VDD和引腳VSS分別接VDD和地，VDD和地之間接有電容C9-2。
[0044]如圖11所示，包括第一運算存儲器冊57￥561620和第二運算存儲器冊57￥561620。第一運算存儲器HY57V561620的數(shù)據(jù)端口 DQOO~數(shù)據(jù)端口 DQ15分別依次接S3C6410的數(shù)據(jù)引腳DATAOO~數(shù)據(jù)引腳DATA15 ;第二運算存儲器HY57V561620的數(shù)據(jù)端口 DQOO~數(shù)據(jù)端口 DQ15分別依次接S3C6410的數(shù)據(jù)引腳DATA16~數(shù)據(jù)引腳DATA31 ;兩片運算存儲器HY57V561620的端口 AO~端口 A12分別依次經(jīng)總線與主控制芯片S3C6410的地址引腳ADDROO~地址引腳ADDR12相連接；A13、A14分別接ADDR24、ADDR25，兩片運算存儲器HY57V561620 的端口 WE、CAS、RAS, CS、CLK, CLKE 分別接 S3C6410 的引腳 nWE、nCAS、nRAS、nGCS6、SCLKO, SCKE，兩片運算存儲器HY57V561620的端口 DQMH、DQML分別接主控制芯片S3C6410 的引腳 nWBEl、nWBEO，兩片運算存儲器 HY57V561620 的端口 VSSO、VSS1、VSS2、VSSQO, VSSQl、VSSQ2、VSSQ3 接地，兩片運算存儲器 HY57V561620 的端 口 VCCO、VCC1、VCC2、VCCQO、VCCQ1、VCCQ2、VCCQ3 接 1.3V 電源。
[0045]如圖12所示，包括網(wǎng)絡(luò)控制器RTL8019AS、芯片HR901170A、電阻R19?電阻R51、電容C5?電容C12、晶振W。網(wǎng)絡(luò)控制器RTL8019AS的端口 SDO?端口 SD7分別依次經(jīng)電阻R19?電阻R26依次與S3C6410的引腳DO?引腳D7相連接；網(wǎng)絡(luò)控制器RTL8019AS的端口SD8?端口 SD15分別依次經(jīng)電阻R27?電阻R36依次與S3C6410的引腳D8?引腳D15相連接；網(wǎng)絡(luò)控制器RTL8019AS的端口 SAO、SAU SA2、SA3、SA4、I ORB, IOffB分別依次經(jīng)電阻R37?電阻R43依次與S3C6410的引腳Al?引腳A7相連接，S3C6410的引腳OSCO和引腳OSCT之間接入晶振W，引腳OSCO經(jīng)電容C12后接地，引腳OSCT經(jīng)電容Cll后接地，S3C6410的引腳HD、引腳LD分別依次經(jīng)電阻R49和電阻R50與芯片HR901170A的引腳TP0UT+、弓丨腳TPOUT—相連接，且引腳HD和引腳LD分別經(jīng)電容C5和電容C6接地，58號引腳和59號引腳分別經(jīng)電阻R48和電阻R49接地，且引腳R48和引腳R49分別與HR901170A的引腳TPIN—和引腳TPIN+相連接。
[0046]上述芯片HR901170A是漢仁電子有限公司生產(chǎn)的RJ45接口連接器(帶網(wǎng)絡(luò)變壓器/濾波器)，該連接器滿足IEEES02.3和IEEE902.3ab標準，能夠較好地抑制電磁干擾。通過HR901170A系統(tǒng)就可以連接到以太網(wǎng)上。
[0047]如圖13所示，圖中包括硬盤IDE、電平轉(zhuǎn)換芯片74LVT244A、緩沖器SN74LV16245。硬盤的數(shù)據(jù)引腳DO?D18分別經(jīng)總線依次接緩沖器的引腳IBl?引腳1B8和引腳2B1?引腳2B8，硬盤的引腳DMARQ、IODRY、DMACK, INTRQ分別接S3C6410芯片的引腳nDMARQ、nIODRY、nDMACK、nINTRQ，硬盤的引腳 D10W、DIOR、DA1、DAO、DA2、CSO、CSl 分別接電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVT244A 的引腳 1Y1、1Y2、1Y3、1Y4、2Y1、2Y2、3Y3 ；
[0048]電平轉(zhuǎn)換芯片74LVT244A的引腳1X1?1X4和引腳2X1?2X4分別接電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVT244A 的引腳 nWE、nOE、ADDR01、ADD00、ADD02、nGCS3、ADD03、IORDY
[0049]其中硬盤IDE用于數(shù)據(jù)存儲，電平轉(zhuǎn)換器74LVT244A用于轉(zhuǎn)化緩沖器和硬盤之間的電壓，緩沖器用于數(shù)據(jù)的存儲或讀取時起緩沖作用。
[0050]如圖14所示，圖中包括無線通信模塊SZ05、ARM芯片S3C6410、指示燈L01、指示燈L02、指示燈L03、指示燈L04、跳針PinO、電阻R55、電阻R56、電阻R57、電阻R58，本發(fā)明中無線通信模塊SZ05設(shè)置為數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。無線通信模塊SZ05的RX、TX端口分別與S3C6410的TX、RX引腳相連接，DATA端口外接數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈LOl并串聯(lián)有電阻R55和電源，當LOl指示燈亮?xí)r表明此時有數(shù)據(jù)正在發(fā)送傳輸；RUN端口外接系統(tǒng)運行指示燈L02并串聯(lián)有電阻R56和電源，當L02亮?xí)r表明處于工作狀態(tài)；NET端口外接網(wǎng)絡(luò)指示燈L03并串聯(lián)有電阻R57和電源，當L03亮?xí)r表明SZ05處于組網(wǎng)通信狀態(tài)；ALARM端口外接系統(tǒng)警告指示燈L04并串聯(lián)有電阻R58和電源，當L04亮?xí)r表明系統(tǒng)工作異常，這四個端口都外接指示燈以便用戶觀察系統(tǒng)運行情況，CENTER為中間節(jié)點端口，若此端口接低電平則無線通信模塊具有中心節(jié)點功能，DEVICE為終端節(jié)點端口，若此端口接低電平，則此無線模塊具有終端模塊的功能，CONFIG為配置接口，其接低電平為配置無線通信狀態(tài)，在這個狀態(tài)下可以配置無線通信模塊的參數(shù)，這3個端口在硬件電路設(shè)計中均留有跳線帽以便功能的選擇。
[0051]當數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間以太網(wǎng)通信出現(xiàn)故障時，由ARM芯片S3C6410控制啟動該數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊開始工作，接收數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送來的無線錄波數(shù)據(jù)。
[0052]本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器的具體工作過程為:
[0053]上電運行后，數(shù)據(jù)管理單元將設(shè)置系統(tǒng)運行方式，整定數(shù)據(jù)采集單元起動參數(shù)和通信參數(shù)。在對數(shù)據(jù)采集單元設(shè)置參數(shù)時，數(shù)據(jù)采集單元將退出錄波起動判斷程序。直到參數(shù)設(shè)置完畢，數(shù)據(jù)采集單元才恢復(fù)錄波起動判斷程序，并按新設(shè)置的定值進行采樣和起動錄波判斷。
[0054]接入的電壓、電流量經(jīng)過交流互感器轉(zhuǎn)換后，由A/D回路采樣，開關(guān)量經(jīng)光電隔離后輸入，數(shù)據(jù)采集控制模塊對模擬量和開關(guān)量進行高速實時采集，并計算各起動判據(jù)，判斷是否滿足起動定值，如果滿足起動條件，則立刻發(fā)出一個起動脈沖信號，該脈沖信號將被所有相關(guān)的采集控制單元接收，并作為起動錄波的起始信號，使不同采集控制單元同步開始錄波。
[0055]同時錄波數(shù)據(jù)通過高速以太網(wǎng)被實時傳到數(shù)據(jù)管理單元，由數(shù)據(jù)管理單元實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的存貯、分析、及遠傳；此外，當高速以太網(wǎng)出現(xiàn)故障不能正常工作時，數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊和數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊會自動啟動工作，實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的傳輸與接收工作，保障數(shù)據(jù)管理單元可以順利接收到錄波數(shù)據(jù)。
[0056]5秒鐘錄波后進行所有起動判據(jù)的判斷，如果整組復(fù)歸，則結(jié)束本次錄波，如果有突變量或開關(guān)量啟動，則重頭開始一次新的錄波，如果僅僅有穩(wěn)態(tài)量起動判據(jù)沒有復(fù)歸，則仍以原采樣率記錄有效值，直到穩(wěn)態(tài)量起動判據(jù)都不滿足而結(jié)束錄波。錄波結(jié)束后，數(shù)據(jù)管理單元將緩沖區(qū)中的故障數(shù)據(jù)進行整理、保存并生成硬盤數(shù)據(jù)文件和配置文件。隨后對故障數(shù)據(jù)進行分析，按照設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)對錄波數(shù)據(jù)進行相量圖分析、功率分析、諧波分析、故障測距、阻抗圖分析等，并將分析結(jié)果通過顯示屏顯示，最后數(shù)據(jù)管理單元將錄波數(shù)據(jù)遠傳。
[0057]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)管理單元之間通過以太網(wǎng)進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間通過無線通信模塊進行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元(A)包括若干數(shù)據(jù)采集控制模塊；數(shù)據(jù)管理單元(B)包括主控制芯片(ARM)、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路，信號調(diào)理器信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸入端，光電隔離模塊將開關(guān)量信號輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸入端，無線通信模塊連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸出端，以太網(wǎng)接口電路輸入端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸出端，GPS同步時鐘連接DSP數(shù)據(jù)處理板的時鐘端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述信號調(diào)理模塊包括電流信號變換電路、電壓信號變換電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊所采用的轉(zhuǎn)換芯片型號為MAX125。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述主控制芯片ARM型號為S3C6410。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述DSP數(shù)據(jù)采集板所用 DSP 型號為 TWS320LF2407。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型電路系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)主控制器采用芯片型號為RTL8019AS。
【文檔編號】H04L29/06GK103592549SQ201310611042
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】聶文艷, 王仲根 申請人:淮南師范學(xué)院