一种基于分布式在线监测装置的双ram结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，包括现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM，暂态信号触发采集电路的输出端与第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输入端电连接，第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输出端与数字信号存储器的输入端电连接，数字信号存储器的输出端与存储SRAM电连接，现场可编程门阵列FPGA的控制引脚分别与暂态信号触发采集电路、第一缓存SRAM以及第二缓存SRAM电连接，本实用新型能够彻底解决被检线路雷电灾害信号记录死区，保证设备线监测雷电故障信号的完整性、连续性和正确性，具有很高的实用性。
【专利说明】
一种基于分布式在线监测装置的双RAM结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力在线监测领域，尤其涉及一种基于分布式在线监测装置的双RAM结构。
【背景技术】
[0002]目前，随着电力系统规模的日益壮大，输电线路故障定位在线监测装置开始广泛的应用于电网之中，保障电力系统的稳定运行对于国家经济和人民生活有着重要的意义。从20世纪80年代开始，暂态信号的利用的研究取得突破性进展，在输电线路保护方面，利用暂态电流行波实现电力系统检测与控制的装置投入实际运行，解决了传统的基于稳态量检测技术不能解决的问题，实际运行的效果非常好。但是，由于雷电灾害发生时间极短，一般表现在电力系统暂态的过程中仅是几个微秒，最多也就几十毫秒，市面上现有的能用于线路故障检测的高速采集电路还是存在一些问题。正如市面上现有几款在线监测装置在实现其基本功能的前提下存在在或多或少的缺陷，其中雷电信号检测死区是同类型几款产品的最严重缺陷点，这就是由暂态信号记录死区引起的。
[0003]设备在检测运行期间，若正好有两次故障雷电信号连续发生，当前一次采集点路瞬态信号触发完成之后，CPU需要一定的时间把采集到的缓存区数据读出来，这时候设备是不能记录新的瞬态数据的。这样就无法连续采集到后一次瞬态信号数据，从而可能对后期的雷电灾害判断出现严重错误。或者得到的信号混乱，根本就不是实际的雷电故障信号。对线路的检测保护并没有起到很好的作用，不利于线路维护工作，设备失去了真正的意义。
[0004]有鉴于此，有必要设计一种新的超高速电力系统暂态信号采集电路，或对现有在线监测装置的信号采集存储结构做进一步改善，以解决上述中的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对现有的在线监测装置信号检测存储结构，提供了一种能够彻底解决被检线路雷电灾害信号记录死区，保证设备线监测雷电故障信号的完整性、连续性、正确性的基于分布式在线检测装置的双RAM结构。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:提供一种基于分布式在线监测装置的双RAM结构，包括现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM，所述暂态信号触发采集电路的输出端与所述第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输入端电连接，所述第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输出端与数字信号存储器的输入端电连接，所述数字信号存储器的输出端与所述存储SRAM电连接，所述现场可编程门阵列FPGA的控制引脚分别与所述暂态信号触发采集电路、所述第一缓存SRAM以及所述第二缓存SRAM电连接。
[0007]本实用新型由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为:本实用新型提供的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，由现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM组成，采用了双信号缓存RAM，使用现场可编程门阵列FPGA的DMA方式，若第一个RAM存满，则现场可编程门阵列FPGA控制自动切换存数数据到第二个RAM中，很好的解决连续故障信号的采集与读取，实现无死区记录，确保不会漏记有用的暂态信号，具有很高的实用性。
[0008]较优地，在上述技术方案中，所述暂态信号触发采集电路包括通道切换电路和数模转换电路，所述通道切换电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM的输入端电连接。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是:由通道切换电路和数模转换电路组成的暂态信号触发采集电路，能够更好的对故障信号进行检测，同时，通道切换电路用于控制故障信息写入哪个缓存中，数模转换电路用于对电信号进行转换，方便了对故障信息的存储和读取。
[0010]较优地，在上述技术方案中，还包括增益调节电路，所述增益调节电路的输入端用于采集故障信号，所述增益调节电路的输出端与所述通道切换电路的输入端电连接。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是:增益调节电路的设置，方便了对故障信号的调节，使得调节后的信号强度更大，更加容易获取，精确度也更高。
[0012]较优地，在上述技术方案中，还包括瞬态触发模块电路，所述瞬态触发模块电路的输入端与所述增益调节电路的输出端电连接，所述瞬态触发模块电路的输出端与所述通道切换电路的输入端电连接，所述现场可编程门阵列FPGA的控制引脚与所述瞬态触发模块电路电连接。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是:瞬态触发模块电路连通增益调节电路和通道切换电路，瞬态触发模块电路直接与现场可编程门阵列FPGA进行通信，并在现场可编程门阵列FPGA的控制下实现通道切换电路的切换。
[0014]较优地，在上述技术方案中，所述暂态信号触发采集电路对故障信号进行检测，当2次故障信号连续发生时，所述暂态信号触发采集电路便可完成连续两次故障信号采集与存储。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是:当2次故障信号连续发生时，暂态信号触发采集电路连续采集故障信号，使得故障信号的采集更有针对性也更加的准确。
[0016]较优地，在上述技术方案中，所述第一缓存SRAM与所述第二缓存SRAM的缓存容量相同。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是:第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的缓存容量相同，使得现场可编程门阵列FPGA在对第一缓存SRAM与第二缓存SRAM判断时，更加的方便简单。
[0018]较优地，在上述技术方案中，所述存储SRAM的存储容量大于等于所述第一缓存SRAM与所述第二缓存SRAM的存储容量和。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是:存储SRAM是用来存储第一缓存SRAM与第二缓存SRAM中信息的，由于第一缓存SRAM与第二缓存SRAM中的信息都要存储到存储SRAM中，并且这个过程是多次的，因此需要存储SRAM的存储容量至少要大于等于第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的存储容量和，在一定程度上确保了信息的完整性。
[0020]较优地，在上述技术方案中，所述现场可编程门阵列FPGA对所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM的已存储的数据进行检测，当所述第一缓存SRAM存满数据时，所述现场可编程门阵列FPGA控制所述通道转换电路切换，向所述第二缓存SRAM中写入数据。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是:现场可编程门阵列FPGA用于对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的已存储的数据进行检测，当第一缓存SRAM存满数据时，现场可编程门阵列FPGA控制通道转换电路切换，向第二缓存SRAM中写入数据，方便了后续过程中现场可编程门阵列FPGA对数据转移过程中的判断，在一定程度上提高了运行的效率。
[0022]较优地，在上述技术方案中，当所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM均已存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动时，依据先后顺序将所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM中的数据全部导入所述存储SRAM中。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是:现场可编程门阵列FPGA对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM存储情况进行检测，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM均已存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动，直至第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中的数据全部导入存储SRAM中，在一定程度上确保了运行的稳定性。
[0024]较优地，在上述技术方案中，当所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM中任一缓存存满另一个未存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动时，将已存满缓存中的数据全部导入所述存储SRAM中。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是:现场可编程门阵列FPGA对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM存储情况进行检测，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中任何一个缓存存满另一个未存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动，直至第一缓存SRAM或第二缓存SRAM中的数据全部导入存储SRAM中，在一定程度上确保了运行的稳定性。
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0027]图1是本实用新型的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本实用新型提供的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，包括现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM，暂态信号触发采集电路的输出端与第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输入端电连接，第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输出端与数字信号存储器的输入端电连接，数字信号存储器的输出端与存储SRAM电连接，现场可编程门阵列FPGA的制引脚分别与暂态信号触发采集电路、第一缓存SRAM以及第二缓存SRAM电连接。其中，图中的箭头只表示信号传输方向，并不能代表FPGA具体的引脚，同一个传输方向用到的引脚都是很多个。
[0029]作为一种可实施方式，暂态信号触发采集电路包括通道切换电路和数模转换电路，通道切换电路的输出端与数模转换电路的输入端电连接，数模转换电路的输出端与第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输入端电连接。由通道切换电路和数模转换电路组成的暂态信号触发采集电路，能够更好的对故障信号进行检测，同时，通道切换电路用于控制故障信息写入哪个缓存中，数模转换电路用于对电信号进行转换，方便了对故障信息的存储和读取。
[0030]作为一种可实施方式，还包括增益调节电路，增益调节电路的输入端用于采集故障信号，增益调节电路的输出端与通道切换电路的输入端电连接。增益调节电路的设置，方便了对故障信号的调节，使得调节后的信号强度更大，更加容易获取，精确度也更高。
[0031]作为一种可实施方式，还包括瞬态触发模块电路，瞬态触发模块电路的输入端与增益调节电路的输出端电连接，瞬态触发模块电路的输出端与通道切换电路的输入端电连接，现场可编程门阵列FPGA的控制引脚与瞬态触发模块电路电连接。瞬态触发模块电路连通增益调节电路和通道切换电路，瞬态触发模块电路直接与现场可编程门阵列FPGA进行通信，并在现场可编程门阵列FPGA的控制下实现通道切换电路的切换。
[0032]作为一种可实施方式，暂态信号触发采集电路对故障信号进行检测，当2次故障信号连续发生时，暂态信号触发采集电路完成一次连续故障信号读取。当2次故障信号连续发生时，暂态信号触发采集电路采集一次故障信号，使得故障信号的采集更有针对性也更加的准确。
[0033]作为一种可实施方式，第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的缓存容量相同。第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的缓存容量相同，使得现场可编程门阵列FPGA在对第一缓存SRAM与第二缓存SRAM判断时，更加的方便简单。
[0034]作为一种可实施方式，存储SRAM的存储容量大于等于第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的存储容量和。存储SRAM是用来存储第一缓存SRAM与第二缓存SRAM中信息的，由于第一缓存SRAM与第二缓存SRAM中的信息都要存储到存储SRAM中，并且这个过程是多次的，因此需要存储SRAM的存储容量至少要大于等于第一缓存SRAM与第二缓存SRAM的存储容量和，在一定程度上确保了运行的稳定性。
[0035]作为一种可实施方式，现场可编程门阵列FPGA用于对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的已存储的数据进行检测，当第一缓存SRAM存满数据时，现场可编程门阵列FPGA控制通道转换电路切换，向第二缓存SRAM中写入数据。现场可编程门阵列FPGA对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的已存储的数据进行检测，当第一缓存SRAM存满数据时，现场可编程门阵列FPGA控制通道转换电路切换，向第二缓存SRAM中写入数据，方便了后续过程中现场可编程门阵列FPGA对数据转移过程中的判断，在一定程度上提高了运行的效率。
[0036]作为一种可实施方式，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM均已存满，并且暂态信号触发采集电路停止启动时，依据先后顺序将第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中的数据全部导入存储SRAM中。现场可编程门阵列FPGA对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM存储情况进行检测，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM均已存满，并且暂态信号触发采集电路停止启动，直至第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中的数据全部导入存储SRAM中，在一定程度上确保了运行的稳定性。其中，暂态信号触发采集电路停止启动，为无故障信号发生，并且暂态信号触发采集电路未采集到故障信号。系统设置一般发生一次触发时会正好采集一个缓存的数据，所以只有连续两次触发才会使两个缓存存满。
[0037]作为一种可实施方式，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中任一缓存存满另一个未存满，并且暂态信号触发采集电路停止启动时，将已存满缓存中的数据全部导入存储SRAM中。现场可编程门阵列FPGA对第一缓存SRAM和第二缓存SRAM存储情况进行检测，当第一缓存SRAM和第二缓存SRAM中任何一个缓存存满另一个未存满，并且暂态信号触发采集电路停止启动，直至第一缓存SRAM或第二缓存SRAM中的数据全部导入存储SRAM中，在一定程度上确保了运行的稳定性。其中，暂态信号触发采集电路停止启动，为无故障信号发生，并且暂态信号触发采集电路未采集到故障信号。
[0038]本实用新型由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为:本实用新型提供的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，由现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM组成，采用了双信号缓存RAM，使用现场可编程门阵列FPGA的DMA方式，若第一个RAM存满，则现场可编程门阵列FPGA控制自动切换存数数据到第二个RAM中，很好的解决连续故障信号的采集与读取，实现无死区记录，确保不会漏记有用的暂态信号，具有很高的实用性。
[0039]上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:包括现场可编程门阵列FPGA、第一缓存SRAM、第二缓存SRAM、暂态信号触发采集电路、数字信号存储器以及存储SRAM，所述暂态信号触发采集电路的输出端与所述第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输入端电连接，所述第一缓存SRAM和第二缓存SRAM的输出端与数字信号存储器的输入端电连接，所述数字信号存储器的输出端与所述存储SRAM电连接，所述现场可编程门阵列FPGA的控制引脚分别与所述暂态信号触发采集电路、所述第一缓存SRAM以及所述第二缓存SRAM电连接。2.如权利要求1所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:所述暂态信号触发采集电路包括通道切换电路和数模转换电路，所述通道切换电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM的输入端电连接。3.如权利要求2所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:还包括增益调节电路，所述增益调节电路的输入端用于采集故障信号，所述增益调节电路的输出端与所述通道切换电路的输入端电连接。4.如权利要求3所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:还包括瞬态触发模块电路，所述瞬态触发模块电路的输入端与所述增益调节电路的输出端电连接，所述瞬态触发模块电路的输出端与所述通道切换电路的输入端电连接，所述现场可编程门阵列FPGA的控制引脚与所述瞬态触发模块电路电连接。5.如权利要求1或2所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:所述暂态信号触发采集电路用于对故障信号进行检测，当2次故障信号连续发生时，所述暂态信号触发采集电路完成一次连续故障信号读取。6.如权利要求1或2所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:所述第一缓存SRAM与所述第二缓存SRAM的缓存容量相同。7.如权利要求6所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:所述存储SRAM的存储容量大于等于所述第一缓存SRAM与所述第二缓存SRAM的存储容量和。8.如权利要求5所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:所述现场可编程门阵列FPGA用于对所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM的已存储的数据进行检测，当所述第一缓存SRAM存满数据时，所述现场可编程门阵列FPGA控制所述通道转换电路切换，向所述第二缓存SRAM中写入数据。9.如权利要求7所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:当所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM均已存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动时，依据先后顺序将所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM中的数据全部导入所述存储SRAM中。10.如权利要求7所述的基于分布式在线监测装置的双RAM结构，其特征在于:当所述第一缓存SRAM和所述第二缓存SRAM中任一缓存存满另一个未存满，并且所述暂态信号触发采集电路停止启动时，将已存满缓存中的数据全部导入所述存储SRAM中。
【文档编号】G06F3/06GK205486068SQ201620013368
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】朱晓岭, 刘亚新, 杨静, 王辉, 王书渊, 李宁, 卢毅, 李鑫, 刘健, 张吉飞, 龚延兴, 张旭, 周磊, 黄晓胤
【申请人】国网冀北电力有限公司, 北京鼎通远科技发展有限公司, 北京鼎一通远科技发展有限公司