专利名称：手持式电力多功能录波分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统录波分析设备，特别涉及手持式电カ多功能录波分析装置。
背景技术：
多年来，电カ系统自动故障记录已成为分析系统事故，特别是分析继电保护动作行为的重要依据。尤其是以微机为基础的故障录波装置，能够记录电网故障发生前后电气量和状态变化过程信息，完整地反映故障后的瞬间变化及继电保护的动作行为，并有数据存档和数据再分析的能力。目前故障录波器多是集中式在线安装，而且接线复杂，也不具备电能质量监测功能。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种便携的手持式电カ多功能录波分析仪。本实用新型的目的可以这样实现，设计一种手持式电カ多功能录波分析仪，包括输入传感器、同步采样多功能数据采集卡、PCI数据总线、数据处理単元、电子盘、触摸显示屏，数据处理単元包括录波模块、电能质量模块、数据分析模块；所述输入传感器、同步采样多功能数据采集卡、PCI数据总线、数据处理単元、电子盘、触摸显示屏设置在ー个便携的壳体内；输入传感器，对电气量进行信号转换；同步采样多功能数据采集卡，采集输入传感器处理过的模拟信号，采集的数据汇总后放在PCI数据总线上；数据处理単元，通过PCI数据总线访问同步采样多功能数据采集卡，接收同步采样多功能数据采集卡汇总的数据，完成录波数据保存、分析及导出，电能质量实时监测及记录，并通过接ロ与触摸显示屏连接实现人机界面交互；电子盘，用于存储信息数据供数据处理単元使用；触摸显示屏，通过接ロ与数据处理单元连接实现人机界面交互；录波模块，记录电カ运行数据，录波模块读取所述同步采样多功能数据采集卡发送的采样数据，读到数据缓冲区进行数据格式转换、录波数据保存和故障分析，并将录波文件信息保存到电子盘；电能质量模块，接受所述同步采样多功能数据采集卡发送的采样数据，进行实时运算，计算电能质量稳态指标并将计算结果在触摸显示屏显示，同时将计算值保存到电子盘上；数据分析模块，分析录波文件波形，对录波数据进行在线分析和离线分析。本实用新型是集数据采集、波形记录、实时监测、计算及分析处理于一体的智能式实时仪器设备，具有其体积小、功能丰富及高采样率的特点，可作为集中式录波器的有效备用和校验手段，为电カエ作人员提供了一种机动、灵活、能在多种环境下捕捉系统特殊故障和试验记录的工具，具有广阔的应用前景。

图I是本实用新型较佳实施例的框架结构示意图；图2是本实用新型较佳实施例同步采样多功能数据采集卡的组成方框图；图3是本实用新型较佳实施例数据处理単元的组成方框图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型作进ー步的描述。如图I所示，一种手持式电カ多功能录波分析仪，包括输入传感器I、同步采样多 功能数据采集卡2、PCI数据总线3、数据处理単元4、电子盘5、触摸显示屏6，数据处理単元4包括录波模块401、电能质量模块402、数据分析模块403 ;所述输入传感器I、同步采样多功能数据采集卡2、PCI数据总线3、数据处理単元4、电子盘5、触摸显示屏6设置在ー个便携的壳体内；输入传感器I，对电气量进行信号转换；同步采样多功能数据采集卡2，采集输入传感器处理过的模拟信号，采集的数据汇总后放在PCI数据总线3上；数据处理単元4，通过PCI数据总线3访问同步采样多功能数据采集卡2，接收同步采样多功能数据采集卡2汇总的数据，完成录波数据保存、分析及导出，电能质量实时监测及记录，并通过接ロ与触摸显示屏6连接实现人机界面交互；电子盘5，用于存储信息数据供数据处理単元4使用；触摸显示屏6，通过接ロ与数据处理単元4连接实现人机界面交互；录波模块401，记录电カ运行数据，录波模块读取所述同步采样多功能数据采集卡2发送的采样数据，读到数据缓冲区进行数据格式转换、录波数据保存和故障分析，并将录波文件信息保存到电子盘5;电能质量模块402，接受所述同步采样多功能数据采集卡2发送的采样数据，进行实时运算，计算电能质量稳态指标并将计算结果在触摸显示屏显示，同时将计算值保存到电子盘上5 ；数据分析模块403，分析录波文件波形，对录波数据进行在线分析和离线分析。本实用新型为可手持的分析仪，所有的元器件都设置在一个可手持的便携壳体内，为使用者提供了一种机动、灵活、能在多种环境下捕捉系统特殊故障和试验记录的エ具。本实用新型采用高精度电压电流输入传感器、同步采样多功能数据采集卡、数据处理单元为エ业级嵌入式主板和彩色触摸显示屏，具备体积小、低功耗和高性能的特点。所述输入传感器I包括隔离放大器101、高精度钳形传感器102，对模拟量输入信号进行隔离转换、滤波、模拟数字转换生成数字量。本实用新型采用高精度电压、电流输入传感器1，电压输入采用隔离放大器，可提供从零到满量程的高精度測量，同时具备较快的响应速度；电流输入采用高精度钳形传感器，在保证测量精度的同时能极大的简化现场测量电流的接线。同步采样多功能数据采集卡2，具有高至每通道IOOkHz的采集频率，特别适用于各种电气设备试验，以及对电カ系统各种内部过电压的监测记录，还可以准确记录雷击过电压及其他瞬变信号。本实用新型采用彩色触摸显示屏6实现人机交互，界面丰富，使用方便。本实用新型采用嵌入式操作系统和应用软件，嵌入式操作系统具备内核可裁減，高实时性和高可靠性的特点。录波模块401，录波模块读取所述同步采样多功能数据采集卡2发送的采样数据，读到数据缓冲区进行数据格式转换、录波数据保存和故障分析，并将录波文件信息保存到数据库中，以方便用户快速检索数据。录波模块401按照两种模式记录数据，一种是触发录波，即预设启动阀值，在电力系统发生暂态事件时启动录波，生成故障文件；另ー种是连续录波，根据配置或手动控制，连续记录电カ系统运行数据，为数据检索方便，可以设置扰动标记，生成标记事件文件。电能质量模块402，电能质量模块402接受所述同步采样多功能数据采集卡2发送 的采样数据，进行实时运算，计算谐波、电压、三相不平衡度、频率、电压波动、闪变、功率等电能质量稳态指标，并将计算结果按照一定的刷新频率在触摸显示屏6显示，同时将计算值保存到电子盘5上。电能质量模块402提供事件记录功能，电能质量稳态指标超出范围吋，以及发生电压暂降、暂升、短时中断等电能质量暂态事件时，均以事件记录方式保存到电子盘5，以方便用户对所关心的指标进行查询。数据分析模块403，数据分析模块403可以分析录波文件波形，对录波数据进行故障分析、重入分析、启动原因分析、谐波分析、序量分析、矢量分析、频率分析和功率分析，也可以统计分析各种电能质量參数。所述录波模块401、电能质量模块402和数据分析模块403，三者是相互独立工作模块，可以实现三个模块同时工作，也可以其中ー个工作或两个同时工作。所述同步采样多功能数据采集卡2包括差分输入信号处理模块201、模拟/数字采样模块 202、现场可编程门阵列 FPGA(Field Programmable Gate Array) 203 ；所述差分输入信号处理模块201接收模拟输入信号后，由现场可编程门阵列FPGA203控制每个通道的模拟/数字采样模块202进行同步采样，将每一路模拟信号转换为数字信号，并将采集数据汇总后放在PCI数据总线3上，供数据处理単元4读取采样数据。本实施例采用的同步采样多功能数据采集卡2，支持32位PCI总线，支持DMA模式，支持高至每通道IOOkHz的采集频率。所述数据处理单元4还包括微处理器404、芯片组405、LVDS接ロ 406、CF卡接ロ407、USB接ロ 408、GPIO接ロ 409、IDE接ロ 411、DDR内存410，通过PCI数据总线3访问同步采样多功能数据采集卡2，接收同步采样多功能数据采集卡传来的数据放入数据缓冲区，并实现对同步采样多功能数据采集卡的采集控制；完成录波数据保存、分析及导出，电能质量实时监测及记录，并通过LVDS接ロ实现人机界面交互。该数据处理单元4具备低功耗，高性能的特点。本实施例的数据处理单元采用エ业级嵌入式主板，同步采样多功能数据采集卡配合，完成数据采集、启动量的计算、触发录波、连续录波及电能质量监测。输入信号包括交流电流信号、交流电压信号和直流信号，输入信号经传感器传变后，由同步采样多功能数据采集卡完成数据采集，主板经由PCI总线读取采集数据，放入数据缓冲区。主板除了完成通信和数据分析处理外，还负责人机交互，告警指示，外部按键信号处理，以及USB接ロ管理等工作。本实用新型既可以实现传统在线式录波器的功能，也具备电能质量监测分析功 能，也能在各种场合下，比如各种高压试验、继电保护试验、继电器校核试验、CT伏安特性试验、假同期试验等，完整记录试验过程各电气量的变化，并进行相应分析。
权利要求1.一种手持式电カ多功能录波分析仪，其特征在干包括输入传感器(1)、同步采样多功能数据采集卡(2)、PCI数据总线(3)、数据处理単元(4)、电子盘(5)、触摸显示屏(6)，数据处理単元(4)包括录波模块(401)、电能质量模块(402)、数据分析模块(403);所述输入传感器(1)、同步采样多功能数据采集卡(2)、PCI数据总线(3)、数据处理単元(4)、电子盘(5)、触摸显示屏(6)设置在ー个便携的壳体内； 输入传感器(I)，对电气量进行信号转换； 同步采样多功能数据采集卡(2)，采集输入传感器处理过的模拟信号，采集的数据汇总后放在PCI数据总线(3)上； 数据处理単元(4)，通过PCI数据总线(3)访问同步采样多功能数据采集卡(2)，接收同步采样多功能数据采集卡(2)汇总的数据，完成录波数据保存、分析及导出，电能质量实时监测及记录，并通过接ロ与触摸显示屏(6)连接实现人机界面交互； 电子盘(5)，用于存储信息数据供数据处理単元(4)使用； 触摸显示屏出)，通过接ロ与数据处理単元(4)连接实现人机界面交互； 录波模块(401)，记录电カ运行数据，录波模块读取所述同步采样多功能数据采集卡(2)发送的采样数据，读到数据缓冲区进行数据格式转换、录波数据保存和故障分析，并将录波文件信息保存到电子盘(5)； 电能质量模块(402)，接受所述同步采样多功能数据采集卡(2)发送的采样数据，进行实时运算，计算电能质量稳态指标并将计算结果在触摸显示屏显示，同时将计算值保存到电子盘上(5)； 数据分析模块(403)，分析录波文件波形，对录波数据进行在线分析和离线分析。
2.根据权利要求I所述的手持式电カ多功能录波分析仪，其特征在于所述同步采样多功能数据采集卡(2)包括差分输入信号处理模块(201)、模拟/数字采样模块(202)、现场可编程门阵列FPGA (203)； 所述差分输入信号处理模块(201)接收模拟输入信号后，由现场可编程门阵列FPGA(203)控制每个通道的模拟/数字采样模块(202)进行同步采样，将每一路模拟信号转换为数字信号，并将采集数据汇总后放在PCI数据总线(3)上，供数据处理単元(4)读取采样数据。
3.根据权利要求I所述的手持式电カ多功能录波分析仪，其特征在于所述数据处理单元(4)还包括微处理器(404)、芯片组(405)、LVDS接ロ(406)、CF卡接ロ(407)、USB接ロ(408)、GPIO接ロ (409)、DDR内存(410)、IDE接ロ (411)，通过PCI数据总线(3)访问同步采样多功能数据采集卡(2)，接收同步采样多功能数据采集卡传来的数据放入数据缓冲区，并实现对同步采样多功能数据采集卡的采集控制；完成录波数据保存、分析及导出，电能质量实时监测及记录，并通过LVDS接ロ实现人机界面交互。
4.根据权利要求I所述的手持式电カ多功能录波分析仪，其特征在于所述输入传感器(I)包括隔离放大器(101)、高精度钳形传感器(102)，对模拟量输入信号进行隔离转换、滤波、模拟数字转换生成数字量。
专利摘要一种手持式电力多功能录波分析仪，涉及电力系统录波分析设备。该录波分析仪包括输入传感器1、同步采样多功能数据采集卡2、PCI数据总线3、数据处理单元4、电子盘5、触摸显示屏6，数据处理单元4包括录波模块401、电能质量模块402、数据分析模块403；输入信号经输入传感器1传变后，由同步采样多功能数据采集卡2完成数据采集，数据处理单元4经由PCI数据总线3读取采集数据，放入数据缓冲区；完成数据采集、启动量的计算、触发录波、连续录波及电能质量监测。本实用新型集数据采集、波形记录、实时监测、计算及分析处理为一体的智能式实时仪器设备，具有其体积小、功能丰富及高采样率的特点。
文档编号G01R31/00GK202453431SQ201220014649
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘新萍, 张琳辉, 耿池勇, 陈铁明 申请人:刘新萍, 张琳辉, 耿池勇, 陈铁明