专利名称：串联补偿设备的故障录波装置的制作方法
技术领域：
串联补偿设备的故障录波装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种故障录波装置，特别涉及一种用于小电流信号的采集的电力系统串联补偿设备的故障录波装置。
背景技术：
[0002]故障录波器是电力系统发生故障及振荡时能自动记录的一种装置，可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功以及系统频率的全过程变化现象。[0003]故障录波器主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统中各电参量的变化规律，校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。多年来，故障录波已成为分析系统故障的重要依据。[0004]故障录波装置可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、 提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。[0005]目前，故障录波装置已经在电力系统得到了广泛的使用。通常，普通线路系统的故障录波装置具有以下特征[0006]1)采用图形化的彩色液晶显示界面作为人机交互接口 ；[0007]2)具有对录波数据的波形显示、故障分析的能力；[0008]3)具有网络接入功能，可以通过电力数据网向多级调度传送多种信息和数据；[0009]而以上特征都是串联补偿设备的故障录波装置所缺乏的。且由于串联补偿设备平台CT采集一次系统电流等信号并通过光信号传送到保护装置，在保护侧将CT信号变换为弱电流(0 20mA)信号，供故障录波装置使用。然而普通线路系统的故障录波装置不具备采集弱电流信号的能力。因此，普通线路系统的故障录波装置不能应用于串联补偿设备中。实用新型内容[0010]本实用新型提供一种串联补偿设备的故障录波装置；在普通线路系统中故障录波装置能够实现采集弱电流信号，从而使得普通线路系统的故障录波装置能够应用于串联补偿设备中。[0011]为解决上述问题，本实用新型提供一种串联补偿设备的故障录波装置，包括[0012]隔离放大单元，接收串联补偿设备的电流信号进行放大；[0013]与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式录波单元；以及[0014]与所述嵌入式录波单元输出端连接的录波管理机。[0015]优选地，所述嵌入式录波单元接收串联补偿设备的模拟量和开关量信号。[0016]优选地，所述隔离放大单元为直流电流变送器。[0017]优选地，所述嵌入式录波单元，包括[0018]与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式DSP插件；[0019]与所述嵌入式DSP插件输出端连接的嵌入式CPU插件。[0020]优选地，所述嵌入式DSP插件，包括[0021]与所述隔离放大单元输出端连接的A/D转换器；[0022]连接于所述A/D转换器输出端，采集所述A/D转换器输出的数字信号的现场可编程门阵列FPGA ；以及[0023]与所述现场可编程门阵列FPGA输出端连接的数字信号处理器DSP。[0024]优选地，还包括所述可编程门阵列FPGA采集GPS对时信号。[0025]优选地，所述嵌入式CPU插件，包括[0026]与所述数字信号处理器DSP输出端连接的CPU ；[0027]与所述CPU连接的硬盘；以及[0028]与所述CPU连接的网络接口端。[0029]优选地，所述网络接口端为至少一个，用于连接至少一个的所述录波管理机。[0030]优选地，所述嵌入式录波单元连接有远方调度单元。[0031]优选地，所述录波管理机设置有与所述嵌入式录波单元输出端相连接的以太网交换机。[0032]本实用新型提供一种串联补偿设备的故障录波装置，能够将普通线路系统的故障录波装置应用于串补补偿设备中，从而使得故障录波装置在一般情况下实现的功能在串补补偿设备中也能够实现，即串补补偿设备的故障录波装置也能够具有以下特征[0033]1)采用图形化的彩色液晶显示界面作为人机交互接口 ；[0034]2)具有对录波数据的波形显示、故障分析的能力；[0035]3)具有网络接入功能，可以通过电力数据网向多级调度传送多种信息和数据。

[0036]为了更清楚地说明本实用新型实施例和现有技术中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0037]图1为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的结构示意图；[0038]图2为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的第一实施例示意图；[0039]图3为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的第二实施例示意图；[0040]图4为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置中录波管理机的结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0042]请参考图1所示，图1为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的结构示意图。[0043]本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置，包括接收串联补偿设备的电流信号并进行放大的隔离放大单元11 ；与所述隔离放大单元11输出端连接的嵌入式录波单元12 ；以及与所述嵌入式录波单元12输出端连接的录波管理器13。[0044]参考图2所示，其中图2为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的第一实施例示意图。[0045]所述隔离放大单元11可以为42路直流电流变送器，通过该直流电流变送器将串联补偿设备中的小电流信号放大为3. 3V信号，此处提到的串联补偿设备中的电流信号可以为20mA模拟量信号。因为，通过隔离放大单元11将弱电流信号放大，从而能够实现普通线路系统中的故障录波单元应用于串联补偿设备中。[0046]进一步参考图2所示，所述嵌入式录波单元12，包括与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式DSP插件14 ；与所述嵌入式DSP插件14输出端连接的嵌入式CPU插件15，所述嵌入式DSP插件14主要实现信号的采集、处理、计算、控制等，而嵌入式CPU插件15则主要负责将录波数据存储并发送给录波管理机13。[0047]参考图3，图3为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置的第二实施例示意图。[0048]所述嵌入式DSP插件14，包括与所述隔离放大单元输出端连接的A/D转换器； 连接于所述A/D转换器输出端，采集所述A/D转换器输出的数字信号的现场可编程门阵列 FPGA ；以及与所述现场可编程门阵列FPGA输出端连接的数字信号处理器DSP。[0049]所述嵌入式CPU插件15包括与所述数字信号处理器DSP输出端连接的CPU ；与所述CPU连接的硬盘；以及与所述CPU连接的网络接口端。[0050]本实用新型通过隔离放大单元11，将小电流信号放大，并通过A/D转换器将放大信号转换为数字信号，数字信号处理器DSP通过可编程门阵列FPGA控制A/D转换器的工作，对模拟量信号精心采集，并将采集到的模拟量信号通过A/D转换器转换为数字信号，数字信号处理器DSP对数字信号进行处理，处理过程中包括启动判定数据的计算，录波过程控制，实时采样数据发送至嵌入式CPU插件15中的CPU，当串联补偿设备的电流信号满足触发录波的条件(触发条件可以为模拟量信号的数值大于或小于设定的定值)，则数字信号处理器DSP进入录波过程，并将录波数据发送至嵌入式CPU插件15中的CPU存储。[0051]其中，所述小电流信号可以为20mA模拟量信号，并可以将该模拟量信号通过隔离放大单元放大为3. 3V信号，此处仅为本实施例的举例说明，并不限于上述内容。[0052]进一步参考图3所示，本实用新型的嵌入式录波单元12的嵌入式DSP插件14中的可编程门阵列FPGA还可以接收串联补偿设备的开关量信号，进而对开关量信号进行扫描， 根据开关量信号的状态变化启动故障录波装置。[0053]嵌入式CPU插件15将接收到的录波数据存储后，通过网络接口与录波管理机13 通信。所述嵌入式CPU插件15中所具有多个网络接口，可以向多级调度传送录波数据，具备了将录波装置接入多级调度网的功能。也就是，实现了普通线路系统的故障录波装置的特征之一“具有网络接入功能，可以通过电力数据网向多级调度传送多种信息和数据”，应用于串联补偿设备中。[0054]上述与所述嵌入式CPU插件15连接的CPU网络接口端可以为多个，在本实施例中选用了 4个接口，但并不限于所列举的数量。[0055]参考图4所示，图4为本实用新型提供的串联补偿设备的故障录波装置中录波管理机的结构示意图。[0056]所述录波管理机13通过内部的以太网交换机与所述嵌入式录波单元12连接。为了便于操作，所述录波管理机13可以配置12’ 1寸工业级真彩色液晶显示器，录波管理机 13可以安装有图形化操作系统，可同时管理、显示多台录波单元的信息。从而实现了普通补偿线路系统的故障录波装置的特征之一“采用图形化的彩色液晶显示界面作为人机交互接口 ”应用于串联补偿设备中。[0057]考虑到所有装置都需要一定的安装空间，建议选用3台录波单元和1台录波管理机安装在一个机柜屏体上，当然实际操作过程中并不局限于上述建议的方案。[0058]通过录波管理机13配置的液晶显示器、键盘、鼠标等设备，继电保护人员可以查看、分析所有联网录波单元记录的录波数据，实现了将用于普通线路的故障录波装置的另一特征“具有对录波数据的波形显示、故障分析的能力”应用于串联补偿设备中。[0059]另外，嵌入式DSP插件14还接收GPS对时信号，以便可编程门阵列FPGA在采样时， 对每个采样点打上绝对时标，将串联补偿设备的电流信号(模拟量信号)或开关量信号变化与时标一一对应。[0060]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。[0061]以上所述仅为本实用新型提供的一种串联补偿设备的故障录波装置的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。该实施例中的电路搭建并不局限于实施例中的搭建方式，任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等， 均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1.一种串联补偿设备的故障录波装置，其特征在于，包括 隔离放大单元，接收串联补偿设备的电流信号进行放大； 与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式录波单元；以及与所述嵌入式录波单元输出端连接的录波管理机。
2.根据权利要求1所述的故障录波装置，其特征在于，所述嵌入式录波单元接收串联补偿设备的模拟量和开关量信号。
3.根据权利要求1所述的故障录波装置，其特征在于，所述隔离放大单元为直流电流变送器。
4.根据权利要求1所述的故障录波装置，其特征在于，所述嵌入式录波单元，包括 与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式DSP插件；与所述嵌入式DSP插件输出端连接的嵌入式CPU插件。
5.根据权利要求4所述的故障录波装置，其特征在于，所述嵌入式DSP插件，包括 与所述隔离放大单元输出端连接的A/D转换器；连接于所述A/D转换器输出端，采集所述A/D转换器输出的数字信号的现场可编程门阵列FPGA ；以及与所述现场可编程门阵列FPGA输出端连接的数字信号处理器DSP。
6.根据权利要求5所述的故障录波装置，其特征在于，还包括所述可编程门阵列FPGA 采集GPS对时信号。
7.根据权利要求4所述的故障录波装置，其特征在于，所述嵌入式CPU插件，包括 与所述数字信号处理器DSP输出端连接的CPU ；与所述CPU连接的硬盘；以及与所述CPU连接的网络接口端。
8.根据权利要求7所述的故障录波装置，其特征在于，所述网络接口端为至少一个，用于连接至少一个的所述录波管理机。
9.根据权利要求1所述的故障录波装置，其特征在于，所述嵌入式录波单元连接有远方调度单元。
10.根据权利要求1所述的故障录波装置，其特征在于，所述录波管理机设置有与所述嵌入式录波单元输出端相连接的以太网交换机。
专利摘要本实用新型提供一种串联补偿设备的故障录波装置，包括隔离放大单元，接收串联补偿设备的电流信号进行放大；与所述隔离放大单元输出端连接的嵌入式录波单元；以及与所述嵌入式录波单元输出端连接的录波管理机，从而使得用于普通线路的故障录波装置能够实现串联补偿设备的故障录波装置的功能。
文档编号G01R19/25GK202256544SQ201120133348
公开日2012年5月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者吴静平, 宋巍, 田建光, 贺俊杰, 赵波, 赵淑珍, 郑君林, 韩晓明, 顾颖, 马迎新 申请人:华北电网有限公司北京超高压公司