一种双处理器结构的电力故障录波装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电力领域，具体涉及一种双处理器结构的电力故障录波装置，包括：电压互感器和电流互感器、信号调理装置、A/D转换器、单片机从机、单片机主机、液晶显示器、人机交互装置、USB接口、时钟电路、开关量输入电路、光电隔离装置和施密特触发器。本装置采用高速采集输入的电压、电流和开关接点信号等电量转变成数字信号，采样频率高，适宜高速故障记录的要求；另外，采用双处理器控制实现数据处理、存储和人机交互，对故障数据的存储容量大，有利于升级和增容。
【专利说明】—种双处理器结构的电力故障录波装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力领域，具体涉及一种双处理器结构的电力故障录波装置。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的不断优化改造，我国电力系统的自动化程度越来越高，EMS(能量管理系统)，SCADA (数据采集与监视控制系统)，DMS (配电管理系统)，RlU (远程终端单元)等大部分设备经引进和消化后实现了国产化，供电系统的重要变电站已实现无人值守。将来的发展是逐步实现非重要变电站的全部无人值守。与此同时，在电力系统中，由于自然灾害、设备老化及各种人为原因，不可避免的会发生电力系统故障，它们对生产、生活、国民经济等都会造成巨大的影响和损失，所以分析、研究故障发生的规律，并采取相应的措施，从而有效地减少它们的发生。记录下故障发生前、发生时、发生后的波形和数据，是进行行之有效的故障规律研究的基础，故障录波装置就是达到这些要求的有力工具，它可以捕捉和分析瞬时暂态故障、长时问扰动，完成诸如有效值、谐波、频率、功率、功率因数等参数的数值记录。因此故障录波装置被称为电力系统的“黑匣子”。
[0003]现有的故障录波系统一般采用分布式结构，标准模块设计，可以分散安装在开关柜或保护室内，通过通信网可以连到一台所级计算机或数据远传到调度中心。计算机配有通用分析软件包，可集中进行数据处理，但是该障录波装置的价格太高，使得在变电站中的普遍安装存在一定的经济问题，另外该障录波装置需配置专门的故障分析软件，构建独立的录波网，投资大，技术要求高，不适合目前仍以集中组屏式结构为主，网络功能不健全的变电站系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种双处理器结构的电力故障录波装置，解决的问题。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:一种双处理器结构的电力故障录波装置，
[0006]包括采集被检测件电压电流的电压互感器和电流互感器；
[0007]包括对采集到的电压电流进行调理之后传输到A/D转换器的信号调理装置；
[0008]包括将信号转换成模数后传输给单片机从机的A/D转换器；
[0009]包括存储A/D转换器、时钟电路和施密特触发器传输数据的单片机从机；
[0010]包括读取单片机从机存储数据的单片机主机；
[0011]包括将单片机主机读取到的数据可视化的液晶显示器；
[0012]包括实时将命令输入到单片机主机，人机交互装置；
[0013]包括用于单片机主机和上位机进行数据交换的USB接口；
[0014]包括记录故障发生的准确时间并储存到单片机从机中的时钟电路；
[0015]还包括开关量输入电路、光电隔离装置和施密特触发器，所述开关量输入电路获取开关量信号并经过光电隔离装置和施密特触发器实现光电转化和消除干扰后将信号输入到单片机从机储存。
[0016]更进一步的技术方案是，所述开关量输入电路采用16路开关量。
[0017]更进一步的技术方案是，所述电压互感器是GPT-202型电压互感器，电流互感器是GCT-201B型电流互感器，单片机主机是C8051F120型单片机，单片机从机是EP1C6Q240C8型单片机，所述A/D转换器为AD73360型A/D转换器。
[0018]更进一步的技术方案是，所述单片机主机通过双口 RAM与单片机从机相连接，所述双口 RAM是集合到单片机从机的接口上。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本装置采用高速采集输入的电压、电流和开关接点信号等电量转变成数字信号，采样频率高，适宜高速故障记录的要求；另外，采用双处理器控制实现数据处理、存储和人机交互，对故障数据的存储容量大，有利于升级和增容。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置一个实施例的连接示意图。
[0021]图2为本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置一个优选实施例的连接示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
[0023]图1示出了本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置的一个实施例:一种双处理器结构的电力故障录波装置，
[0024]包括采集被检测件电压电流的电压互感器和电流互感器；
[0025]包括对采集到的电压电流进行调理之后传输到A/D转换器的信号调理装置；
[0026]包括将信号转换成模数后传输给单片机从机的A/D转换器；
[0027]包括存储A/D转换器、时钟电路和施密特触发器传输数据的单片机从机；
[0028]包括读取单片机从机存储数据的单片机主机；
[0029]包括将单片机主机读取到的数据可视化的液晶显示器；
[0030]包括实时将命令输入到单片机主机，人机交互装置；
[0031]包括用于单片机主机和上位机进行数据交换的USB接口；
[0032]包括记录故障发生的准确时间并储存到单片机从机中的时钟电路；
[0033]还包括开关量输入电路、光电隔离装置和施密特触发器，所述开关量输入电路获取开关量信号并经过光电隔离装置和施密特触发器实现光电转化和消除干扰后将信号输入到单片机从机储存。
[0034]根据本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置的一个优选实施例，所述开关量输入电路采用16路开关量。开关量主要是断路器状态的闭合和断开，继电器的吸合和释放，采用16路开关量对这些开关量进行监视和控制。为了减少恶劣的运行环境中电、磁、振动、噪声等干扰信号，采用光电隔离型输入方式，16路数字量输入首先经过光电隔离装置，经过光电隔离器和施密特触发器防止外界干扰使数据信号中叠加有干扰信号，使得高电平中产生毛刺，经过施密特触发器后，可对受干扰的波形进行整形，去除干扰信号的影响。
[0035]根据本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置的一个优选实施例，所述电压互感器是GPT-202型电压互感器，电流互感器是GCT-201B型电流互感器，单片机主机是C8051F120型单片机，单片机从机是EP1C6Q240C8型单片机，所述A/D转换器为AD73360型A/D转换器。
[0036]GPT-202型电压互感器，当额定输入电压为212V，首先选定初级额定电流为2mA，限流电阻R’ = 106KQ，则二次采样电阻为212VR/106KQ=5V/ V 2，其中R取1768 Ω，理论采样电压=[一次测电压/106] XR/1000。
[0037]GCT-201B型电流互感器，输入额定电流为5A，副边产生一个2.5mA的电流，互感器变比为2000:1，则二次采样电阻为5AR/2000=5V/ V 2，则R=1414 Ω，理论采样电压=[一次测电流/2000] XR0
[0038]EP1C6Q240C8型单片机包含逻辑单元、嵌入式存储块和锁相环周围环绕着I/O单元，高效的内部连线和低延时的时钟网络，保证了每个结构单元之间时钟和数期间周围分区工作的I/O单元被划分为不同的I/O块。这些I/O块支持一系列单端和差分I/O电平标准，每个I/O包含3个寄存器以及双倍数据速率的应用，另外还包括其他I/O特性相关电路。
[0039]C8051F型单片机是集成的混合信号片上系统，除了集成了标准8051的数字外设部件之外还集成了数字采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，并且它还有JTAG接口使得调试方便。C8051F120单片机指令系统采用流水线结构，每条指令只需一个机器周期就可完成，适合高速运行的需要。单片机主机通过双口 RAM与单片机从机相连接，双口 RAM集合到单片机从机中。
[0040]AD73360是ADI公司推出的可编程6通道16位串行Σ-Λ模数转换器。它有6个模拟量输入通道，每个通道可以输出长度为16位的数字量。这6个通道可同时采样，并且无需中央处理器干预，有效地减小了由于采样时间不同而产生的相位误差，各个通道的采样速率可以利用控制字进行设定，设定值有8kHz、16kHz、32kHz和64KHz，每个通道允许频率为O?4kHz的模拟信号通过。由于各个通道都有内置的反混迭滤波器，因此对反混迭滤波器的要求大为降低，仅需要简单的一阶RC滤波器即可。
[0041]图2示出了本发明一种双处理器结构的电力故障录波装置的一个优选实施例，所述单片机主机通过双口 RAM与单片机从机相连接，所述双口 RAM是集合到单片机从机的接口上。
【权利要求】
1.一种双处理器结构的电力故障录波装置，其特征在于: 包括采集被检测件电压电流的电压互感器和电流互感器； 包括对采集到的电压电流进行调理之后传输到A/D转换器的信号调理装置； 包括将信号转换成模数后传输给单片机从机的A/D转换器； 包括存储A/D转换器、时钟电路和施密特触发器传输数据的单片机从机； 包括读取单片机从机存储数据的单片机主机； 包括将单片机主机读取到的数据可视化的液晶显示器； 包括实时将命令输入到单片机主机，人机交互装置； 包括用于单片机主机和上位机进行数据交换的USB接口 ； 包括记录故障发生的准确时间并储存到单片机从机中的时钟电路； 还包括开关量输入电路、光电隔离装置和施密特触发器，所述开关量输入电路获取开关量信号并经过光电隔离装置和施密特触发器实现光电转化和消除干扰后将信号输入到单片机从机储存。
2.根据权利要求1所述的一种双处理器结构的电力故障录波装置，其特征在于:所述开关量输入电路米用16路开关量。
3.根据权利要求1所述的一种双处理器结构的电力故障录波装置，其特征在于:所述电压互感器是GPT-202型电压互感器，电流互感器是GCT-201B型电流互感器，单片机主机是C8051F120型单片机，单片机从机是EP1C6Q240C8型单片机，所述A/D转换器为AD73360型A/D转换器。
4.根据权利要求1所述的一种双处理器结构的电力故障录波装置，其特征在于:所述单片机主机通过双口 RAM与单片机从机相连接，所述双口 RAM是集合到单片机从机的接口上。
【文档编号】G01R31/00GK103487690SQ201310438318
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】王志川, 刘环, 郑镇
申请人:国家电网公司, 国网四川省电力公司自贡供电公司