一种故障录波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种故障录波器，所述故障录波器包括采集模拟量信号的模拟量采集板，采集开关量信号的开入量采集板，采集数字信号的数字量采集板，判断并处理所采集的模拟量信号、开关量信号及数字量信号的DSP板及存储DSP处理信号并与后台通信的ARM板；所述模拟量采集板、开入量采集板、数字量采集板、ARM板及DSP板分别与背板总线相连接。该技术方案可有效实现对传统变电站及数字变电站的故障录波，满足传统变电站与数字变电站的混和状态时的故障录波需求，不再需要分别采用两种独立录波器，有效减小了产品设计、生产和维护成本。
【专利说明】一种故障录波器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力监测通信领域，尤其涉及一种故障录波器。
【背景技术】
[0002]电力系统故障录波器是研究现代电网的基础，也是评价继电保护动作行为及分析设备故障性质和原因的重要依据，故障录波器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、判断保护动作是否正确、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。
[0003]在传统变电站中，录波所采用的方法是将需要采样的各个节点通过硬电缆集中连接到专用的采集板上，采集板对电流电压值以及开关量进行A / D转换，再由其它板卡进行采集计算、判断录播和存储文件。近几年，随着电力系统自动化水平的提高，特别是光电式互感器、智能化开关等二次设备的发展，电力电缆，断路器等一次运行设备在线状态检测技术日趋成熟。结合当前成熟的高速以太网在实时系统中的开发应用，变电站中的数据监控可实现网络化。在IEC61850协议的框架下，可以通过订阅的方式实现全站数据对象的自由记录。
[0004]当前，变电站的发展正处于传统变电站向数字化变电站的过渡阶段，甚至有的变电站运行于传统站与数字站的混和状态。对于录波器制造公司来说，由于传统站和数字站同时有录波需求，需要同时有可用于传统站和数字站的两种设备，目前的录波器市场传统站和数字站是两种独立的设备，对于这种混合需求只能用两种独立的录波器来实现，这样大大增加了产品设计、生产和维护成本。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在解决现有技术中故障录波器不能满足传统变电站与数字变电站的混和状态时的故障录波的技术问题，提供一种故障录波器，能够满足传统站和数字站同时存在的录播需求。
[0006]一种故障录波器，所述故障录波器包括采集模拟量信号的模拟量采集板，采集开关量信号的开入量采集板，采集数字信号的数字量采集板，判断并处理所采集的模拟量信号、开关量信号及数字量信号的DSP板及存储DSP处理后的信号并与后台通信的ARM板；
[0007]所述模拟量采集板、开入量采集板、数字量采集板、ARM板及DSP板分别与背板总线相连接。
[0008]进一步地，所述故障录波器还包括用于输出工作状态信号的告警板，所述告警板与背板总线相连接。
[0009]进一步地，所述模拟量采集板包括依次连接的AD转换器、D触发器及双向总线收发器，所述双向总线收发器通过背板总线与DSP板相连接。
[0010]进一步地，所述开入量采集板包括依次连接的光耦隔离、D触发器及双向总线收发器，所述双向总线收发器通过背板总线与DSP板相连接。[0011]进一步地，所述数字量采集板包括依次连接第一 ARM处理器及第一双口 ARM，所述第一双口 ARM通过背板总线与DSP板相连接。
[0012]进一步地，所述ARM板包括依次连接的第二 ARM处理器及第二双口 ARM，所述第二双口 ARM通过背板总线与DSP板相连接。
[0013]进一步地，所述工作状态信号包括录波状态信号、故障状态信号、掉电状态信号及异常状态信号。
[0014]进一步地，所述模拟量采集板、开入量采集板、数字量采集板分别为多个。
[0015]以上技术方案中，通过在故障录波器中分别设置模拟量采集板采集模拟信号、开入量采集板采集开关信号及数字量采集板采集数字信号，可有效实现对传统变电站及数字变电站的故障录波，满足传统变电站与数字变电站的混和状态时的故障录波的需求，不再需要分别采用两种独立录波器，有效减小了产品设计、生产和维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一种实施例的故障录波器的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型故障录波器中模拟量采集板的结构框图；
[0018]图3是本实用新型故障录波器中开入量采集板的结构框图；
[0019]图4是本实用新型故障录波器中数字量采集板的结构框图；
[0020]图5是本实用新型故障录波器中ARM板的结构框图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]如图1所示，所述故障录波器包括采集模拟量信号的模拟量采集板30，采集开关量信号的开入量采集板40，采集数字信号的数字量采集板50，判断并处理所采集的模拟量信号、开关量信号及数字量信号的DSP板20及存储DSP处理后的信号并与后台通信的ARM板10。
[0023]所述模拟量采集板30、开入量采集板40、数字量采集板50、ARM板10及DSP板20分别与背板总线70相连接。
[0024]ARM板10负责存储录波文件和对后台通信,通过与后台软件通信可以将存储的文件及数据发送给后台管理系统，并将后台发送的控制指令传输给所述DSP板20。
[0025]DSP板20负责采集所有数据并进行判断，如果达到录波条件则通知ARM板10进行录波存储，本实施例中所述录波条件可根据参数设置的突变、越限等，一旦达到突变值或超过越限值，则DSP板20通过发送一个IO信号来通知ARM板10进行录波存储。
[0026]模拟量采集板30根据DSP板20发送过来的采样信号进行采集模拟量数据并上送给DSP板20。具体地，结合图2所示，所述模拟量采集板30包括依次连接的AD转换器31、D触发器32及双向总线收发器33，所述双向总线收发器33通过背板总线与DSP板20相连接，所采集的模拟量信号通过AD转换后，经过D触发器32和双向总线收发器33传输给所述DSP板20。[0027]开入量采集板40根据DSP板20发送过来的采样信号进行开关量数据的采集并上送给DSP板。具体地，结合图3所示，所述开入量采集板40包括依次连接的光耦隔离41、D触发器42及双向总线收发器43，所述双向总线收发器43通过背板总线与DSP板20相连接，开关量信号经过光耦隔离后，经过D触发器及双向总线收发器传输给DSP板20。
[0028]结合图4所示，所述数字量采集板50包括依次连接第一 ARM处理器51及第一双口ARM52，所述第一双口 ARM52通过背板总线70与DSP板20相连接。数字量采集板50根据参数的配置对收到的9-1、9-2或GOOSE报文进行解析并存放到第一双口 RAM52中等待DSP板取数据。这里所述的参数配置指预先配置的需要接收的报文信息及通道的配置。
[0029]结合图5所示，所述ARM板10内部包括第二 ARM处理器11及第二双口 ARM12，所述第二 ARM处理器11与后台进行时时通信，并通过第二双口 RAM12及背板总线70与DSP板进行信息交互。
[0030]作为本实施例的进一步改进，所述故障录波器还包括用于输出工作状态信号的告警板60，所述告警板60与背板总线70相连接。告警板60以开出的方式将录波、故障、掉电、异常这四种工作状态信息以空节点的形式输出，在故障录波器发生录波的时候输出录波告警，在故障录波器发生故障的时候输出故障告警，故障录波器掉电后输出掉电告警，故障录波器发生异常的时候输出异常告警。另外，所述告警板60将外部GPS设备发送过来的分脉冲、秒脉冲或B码的时间信息隔离后转发给DSP板20。
[0031]单个单元的时间是由DSP板20控制，如有外部校时时DSP板20接收告警板60发来的时间信息，将时间更新，如无外部校时时，DSP板20依靠自身的RTC计时。多个单元同步最主要的就是时间同步，设定一个单元为主单元，主单元将自己当前时间编码成B码格式，发送给从单元，由于B码的校时误差小于10us，所以可以认为主单元和从单元的时间是统一的，根据时标将主单元和从单元的文件合成一个文件，采用级联式校时，可级联任意多个单元。
[0032]传统变电站和智能变电站最主要的区别是信号的来源，传统变电站采集的模拟量是直接通过变压器转换成小信号采集，并进行AD转换，开关量通过空节点采集；智能变电站的模拟量采集是通过接收9-1或9-2报文直接得到已经做好AD转换的值，开关量通过GOOSE报文得到。
[0033]不论传统变电站还是数字变电站，在电网发生故障时，根据采集到的电压、电流、开入量和设定好的参数进行对比，一旦达到起跳条件，即开始录波，并同时形成文件，形成文件时根据参数设定的故障前时间将故障前的数据追加到文件中，故障结束后可对形成的文件进行故障分析，判断故障类型和故障距离。
[0034]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡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保护范围之内。
【权利要求】
1.一种故障录波器，其特征在于:所述故障录波器包括采集模拟量信号的模拟量采集板，采集开关量信号的开入量采集板，采集数字信号的数字量采集板，判断并处理所采集的模拟量信号、开关量信号及数字量信号的DSP板及存储DSP处理后的信号并与后台通信的ARM 板； 所述模拟量采集板、开入量采集板、数字量采集板、ARM板及DSP板分别与背板总线相连接。
2.根据权利要求1所述的故障录波器，其特征在于:所述故障录波器还包括用于输出工作状态信号的告警板，所述告警板与背板总线相连接。
3.根据权利要求1所述的故障录波器，其特征在于:所述模拟量采集板包括依次连接的AD转换器、D触发器及双向总线收发器，所述双向总线收发器通过背板总线与DSP板相连接。
4.根据权利要求1所述的故障录波器，其特征在于:所述开入量采集板包括依次连接的光耦隔离、D触发器及双向总线收发器，所述双向总线收发器通过背板总线与DSP板相连接。
5.根据权利要求1所述的故障录波器，其特征在于:所述数字量采集板包括依次连接第一 ARM处理器及第一双口 ARM，所述第一双口 ARM通过背板总线与DSP板相连接。
6.根据权利要求1所述的故障录波器，其特征在于:所述ARM板包括依次连接的第二ARM处理器及第二双口 ARM，所述第二双口 ARM通过背板总线与DSP板相连接。
7.根据权利要求2所述的故障录波器，其特征在于:所述工作状态信号包括录波状态信号、故障状态信号、掉电状态信号及异常状态信号。
8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的故障录波器，其特征在于:所述模拟量采集板、开入量采集板、数字量采集板分别为多个。
【文档编号】G01R31/00GK203519741SQ201320608243
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】孙忠耀, 徐飞, 汤盛润, 王亮, 赖晓明 申请人:航天科工深圳（集团）有限公司