一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器的制造方法
【專利摘要】一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元，數(shù)據(jù)管理單元和數(shù)據(jù)采集單元之間通過以太網(wǎng)通信。其中數(shù)據(jù)采集單元包括若干信號采集控制模塊，每塊信號采集控制模塊又包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路；數(shù)據(jù)管理單元包括主控制芯片ARM、Flash接口電路、SDRAM接口電路、以太網(wǎng)接口電路、硬盤接口電路、串口通信接口電路、觸摸屏接口電路、JTAG接口電路、USB接口電路、無線通信模塊。該發(fā)明解決了以往各個故障錄波器組網(wǎng)困難、不能夠分散式安裝，系統(tǒng)體積大等問題并且提高了運行速度、穩(wěn)定性能、通信能力。
【專利說明】一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電器信號記錄儀，特別是涉及一種電力系統(tǒng)故障信號記錄儀。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)故障錄波器多采用微機式錄波器，這種故障錄波器采用前后臺模式，前臺采集往往以DSP為核心的數(shù)據(jù)采集模塊為主，后臺是一臺工控機，這種微機式錄波器，在數(shù)據(jù)同步采集、數(shù)據(jù)通信、靈活性方面都存在不足，由于各個故障錄波器系統(tǒng)體積大，運行速度、穩(wěn)定性能、通信能力存在差異，組網(wǎng)困難、不能實現(xiàn)組網(wǎng)工作，也不能夠分散式安裝。隨著變電站的數(shù)字化、網(wǎng)絡化發(fā)展，傳統(tǒng)的微機式故障錄波器已經(jīng)不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器用于解決上述技術問題。
[0004]一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)管理單元之間通過以太網(wǎng)進行通信。
[0005]當以太網(wǎng)不能組網(wǎng)時數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間還可以通過無線通信模塊進行通信。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集單元A包括若干數(shù)據(jù)采集控制模塊；數(shù)據(jù)管理單元B包括主控制芯片ARM、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路。
[0008]所述信號調(diào)理模塊包括電流信號變換電路、電壓信號變換電路。
[0009]所述A/D轉(zhuǎn)換模塊所采用的轉(zhuǎn)換芯片型號為MAX125。
[0010]所述主控制芯片ARM型號為S3C6410。
[0011]所述DSP數(shù)據(jù)采集板所用DSP型號為TWS320LF2407。
[0012]所述以太網(wǎng)的網(wǎng)絡主控制器采用芯片型號為RTL8019AS。
[0013]采用上述技術方案的優(yōu)點在于A/D轉(zhuǎn)換芯片采用MAX125，該芯片為8通道14位A/D轉(zhuǎn)換器，所以采集的數(shù)據(jù)位數(shù)可以是任意的8的倍數(shù)(如可采集8位、16位、24位、32位等)設計靈活；
[0014]本發(fā)明采用模塊化的設計思想使得各部分間相對獨立從而也使得設計方便靈活并且可以實現(xiàn)分布式安裝，便于以太網(wǎng)組網(wǎng)，便于協(xié)調(diào)工作等；
[0015]本發(fā)明采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸相比于以往的HPI接口通信方式提高了傳輸速率，增強了通信能力，避免了普通錄波器數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題；
[0016]此外，本發(fā)明增加了無線通信模塊，該模塊用于以太網(wǎng)出現(xiàn)故障不能進行通信時應急之用，可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，根據(jù)zigbee通信協(xié)議可以經(jīng)無線傳輸將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)管理單元或者直接傳輸給調(diào)度中心的上位機，提高了通信的可靠性。[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為故障錄波器單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為數(shù)據(jù)采集控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為數(shù)據(jù)管理單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為電流信號變換電路示意圖。
[0022]圖5為電壓信號變換電路示意圖。
[0023]圖6為MAX125數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路連接示意圖。
[0024]圖7為光電隔離電路示意圖。
[0025]圖8為數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊電路連接示意圖。
[0026]圖9為DSP與以太網(wǎng)電路連接示意圖。
[0027]圖10為Flash存儲器擴展電路連接示意圖。
[0028]圖11為SDRAM電路連接示意圖。
[0029]圖12為以太網(wǎng)電路連接示意圖。
[0030]圖13為硬盤電路連接示意圖。
[0031]圖14為數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，兩部分之間通過以太網(wǎng)來完成數(shù)據(jù)傳輸，其中數(shù)據(jù)采集單元包括若干個數(shù)據(jù)采集控制模塊，并且有GPS同步時鐘實時同步各個數(shù)據(jù)采集控制模塊。
[0033]如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括DSP數(shù)據(jù)處理板、信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、以太網(wǎng)接口電路。信號調(diào)理器信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸入端，光電隔離模塊將開關量信號輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸入端，無線通信模塊連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸出端，以太網(wǎng)接口電路輸入端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸出端，GPS同步時鐘連接DSP數(shù)據(jù)處理板的時鐘端口。
[0034]所述信號調(diào)理器包括電壓信號變換電路和電流信號變換電路，分別完成對電壓信號、電流信號的處理調(diào)節(jié)使之處理后變成幅值大小適當?shù)男盘柌⑺腿階/D轉(zhuǎn)換器。
[0035]如圖4所示，圖中包括電流輸入端X1、電流輸出端X2、電流互感器BKl、運放Yl、運放Y2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容Cl、電容C2、電容C3、電流輸出端CHl等。電流互感器BKl的輸入端分別接電流輸入端X1、電流輸入端X2，電流互感器BKl的輸出端之間接入電阻Rl電阻Rl的一端接地另一端接電阻R2，電阻R2經(jīng)電容C12接地并且電阻R2接運放Yl的正相輸入端，運放Yl的輸出端經(jīng)電阻R3接入運放Y2的正相輸入端，且運放Y2的輸出端連接運放Y2的負相輸入端，運放Y2的輸出端連接電容C2，電容C串聯(lián)電阻R7后接地，同時電容C2串聯(lián)電阻R5、電容C3并接地運放Y2的負相輸入端經(jīng)電阻R6接地，電阻R5和電容C3之間引出端口 CH1，其中運放Yl為電壓跟隨器，運放Y2與電阻R4構(gòu)成運算放大器，電網(wǎng)中的電流由Xl進，X2出在電流互感器BKl的作用下電信號傳到電壓跟隨器的輸入端，經(jīng)電壓跟隨器輸出后進入運算放大器，放大到適合a/d轉(zhuǎn)換器的大小由輸出端CHl送入A/D轉(zhuǎn)換器MAX125。
[0036]如圖5所示，所述電壓信號變換電路包括電壓接入端口 X3、X4、電壓互感器BK2、電阻R8、電阻R9、電阻R10、二極管LED1、運放Y3、信號輸出端CH1，電壓互感器BK2的輸入端接入電壓信號，電壓互感器BK2的輸出端并聯(lián)發(fā)光二極管LED1，發(fā)光二極管LEDl的正極接地，LEDl的負極接電阻R8，與電阻R8和LEDl并聯(lián)有電阻R10，電阻R8和電阻RlO之間引出端口接電阻R9然后接運放Y3的正向輸入端，運放Y3的輸出端接運放Y3的負相輸入端，運放Y3的輸出端引出端口 CH2，其中電阻R8、R9、R10構(gòu)成分壓電路，運放Y3構(gòu)成電壓跟隨器，電網(wǎng)中的電壓經(jīng)X3、X4接入電壓互感器BK2，經(jīng)電壓互感器BK2后傳送到分壓電路，經(jīng)分壓后再進入電壓跟隨器，之后CH2輸入給A/D轉(zhuǎn)換器MAX125。
[0037]如圖6所示，所述A/D轉(zhuǎn)換電路主要采用MAX125芯片來實現(xiàn)的，包括一片A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125、第一電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A、第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A、一片DSP，A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125的CHlA引腳接A相電壓AV、CH2A引腳接A相電流AC、CH3A引腳接B相電壓BV、CH4A引腳接B相電流BC、CH5A引腳接C相電壓CV、CH6A引腳接C相電流CC、CH7A引腳接零序電壓DV、CH8A引腳接零序電流DC ；A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125的引腳D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13 分別接第一電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVC245A 的引腳 A0、Al、A2、A3、A4、A5、A6、A7，第一電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVC245A 的引腳 B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、DIR 分別接 DSP 的引腳 D13、D12、D11、D10、D9、D8、D7、D6、P0.1 ；MXA125 的引腳 D5、D4、D3、D2、DIO、DO 分別接第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的引腳A0、Al、A2、A3、A4、A5，第二電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的引腳 DIR、B0、B1、B2、B3、B4、B5 分別接 DSP 的引腳 P0.2、D5、D4、D3、D2、D1、D0 ;A/D 轉(zhuǎn)換芯片MAX125的引腳INT、CS、WR、RD分別接DSP的引腳P0.4、CSO、WE、0E，兩片電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A的CE引腳接地、Vcc接電源。其中A/D轉(zhuǎn)換芯片MXA125用于模數(shù)轉(zhuǎn)換，電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A用于電平轉(zhuǎn)換，DSP用于數(shù)字信號分析處理。
[0038]如圖7所不,所述光電隔離電路主要包括信號輸入端InO、發(fā)光二極管LED2、光敏三極管FT、信號輸出端CH3、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C4。電阻R11、發(fā)光二極管、電容C4串接于第一回路電容C4和發(fā)光二極管LED2之間接地，電阻Rll和電容C4之間引出端口 InO ;電阻R13、電阻R12、光敏三極管FT依次連接形成第二回路光敏二極另一端接地，電阻Rl3另一端接電源，電阻R12和電阻R13之間引出端口 CH3。經(jīng)發(fā)光二極管LED2把開關量信號轉(zhuǎn)換成光信號，再由光敏二極管FT感光將光信號轉(zhuǎn)化成電信號最后經(jīng)輸出端CH3輸入到DSP的數(shù)據(jù)輸入端。
[0039]如圖8所示，所述無線通信模塊包括無線通信模塊SZ05、DSP、指示燈L1、指示燈L2、指示燈L3、指示燈L4、跳針Pin、電阻R13?電阻R16，本實施例中無線通信模塊SZ05設置為數(shù)據(jù)發(fā)射狀態(tài)。無線通信模塊SZ05的RX、TX端口分別與DSP的TX、RX引腳相連接，DATA端口外接數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈LI并串聯(lián)有電阻R13和電源，當LI指示燈亮時表明此時有數(shù)據(jù)正在發(fā)送傳輸；RUN端口外接系統(tǒng)運行指示燈L2并串聯(lián)有電阻R14和電源，當L2亮時表明處于工作狀態(tài)；NET端口外接網(wǎng)絡指示燈L3并串聯(lián)有電阻R15和電源，當L3亮時表明SZ05處于組網(wǎng)通信狀態(tài)；ALARM端口外接系統(tǒng)警告指示燈L4并串聯(lián)有電阻R16和電源，當L4亮時表明系統(tǒng)工作異常，這四個端口都外接指示燈以便用戶觀察系統(tǒng)運行情況，CENTER為中間節(jié)點端口，若此端口接低電平則無線通信模塊具有中心節(jié)點功能，DEVICE為終端節(jié)點端口，若此端口接低電平，則此無線模塊具有終端模塊的功能，CONFIG為配置接口，其接低電平為配置無線通信狀態(tài)，在這個狀態(tài)下可以配置無線通信模塊的參數(shù)，這3個端口在硬件電路設計中均留有跳線帽以便功能的選擇。
[0040]當數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間以太網(wǎng)通信出現(xiàn)故障時，由DSP控制啟動該數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊開始工作，實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的無線發(fā)射。
[0041]如圖9所示，為DSP與以太網(wǎng)之間的電路連接示意圖，圖中包括DSP芯片TMS32LF2407、以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS、電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245、邏輯運算芯片AHCT139、雙絞線驅(qū)動/接收器2(F001N、RJ-45接口，DSP芯片TMS32LF2407的地址引腳AO~A15分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的地址引腳SAO~SA15相連接，DSP芯片TMS32LF2407的數(shù)據(jù)引腳DO~D15通過電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的數(shù)據(jù)引腳DAO~DA15相連接，DSP芯片TMS32LF2407的引腳INTO、引腳READY通過電平轉(zhuǎn)換芯片LVT16245分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RT8019AS的引腳nINTO、引腳nREADY相連接，DSP芯片的引腳R、引腳IS、引腳IOSTRB分別依次與邏輯運算芯片ACH139的引腳A、引腳B1、引腳B2相連接，邏輯運算芯片ACH139的引腳Y0、引腳Yl分別依次與以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS的引腳10W、引腳IOR相連接，以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS的引腳TPRX —、弓丨腳TPRX+分別通過雙絞線驅(qū)動/接收器接入RJ-45接口的引腳nTPRX —、引腳nTPRX+。DSP采集處理的信號流入以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS再由RJ-45接口傳往信號接收終端。[0042]如圖3所示，數(shù)據(jù)管理單元包括主控制芯片ARM、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。其中主控制芯片ARM型號為S3C6410，以太網(wǎng)模塊中網(wǎng)絡控制器型號為RTL8019AS。
[0043]如圖10所示，為Flash存儲器電路連接示意圖，包括ARM芯片S3C6410、SRAM存儲器芯片、Flash存儲器芯片，SRAM存儲器芯片采用IS61LV25616AL、Flash存儲器芯片采用SST39VF160。SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳AO~引腳A17分別連接S3C6410的引腳P3.1~引腳P3.18，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳1/00~引腳1/015分別連接S3C6410的引腳P2.0~引腳P2.15，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳CE、0E、WE、BHE、BLE分別依次連接ARM芯片S3C6410的引腳P3.26、引腳Pl.1、引腳P3.27、引腳P3.30、引腳P3.31，SRAM存儲器芯片IS61LV25616AL的引腳VCC、VSS分別依次接VDD和接地，VDD和地之間接有電容C9-1 ;Flash存儲器芯片SST39VF160的引腳AO~引腳A19分別接S3C6410的引腳P3.1~引腳P3.20，引腳DQO~引腳DQ15分別依次接S3C6410的引腳P2.0~引腳P2.15, Flash存儲器芯片SST39VF160的引腳CE、引腳0E、引腳WE分別依次接ARM芯片S3C6410的引腳Pl.0、引腳Pl.1、引腳P3.27，引腳VDD和引腳VSS分別接VDD和地，VDD和地之間接有電容C9-2。
[0044]如圖11所示，包括第一運算存儲器冊57￥561620和第二運算存儲器冊57￥561620。第一運算存儲器HY57V561620的數(shù)據(jù)端口 DQOO~數(shù)據(jù)端口 DQ15分別依次接S3C6410的數(shù)據(jù)引腳DATAOO~數(shù)據(jù)引腳DATA15 ;第二運算存儲器HY57V561620的數(shù)據(jù)端口 DQOO~數(shù)據(jù)端口 DQ15分別依次接S3C6410的數(shù)據(jù)引腳DATA16~數(shù)據(jù)引腳DATA31 ;兩片運算存儲器HY57V561620的端口 AO~端口 A12分別依次經(jīng)總線與主控制芯片S3C6410的地址引腳ADDROO~地址引腳ADDR12相連接；A13、A14分別接ADDR24、ADDR25，兩片運算存儲器HY57V561620 的端口 WE、CAS、RAS, CS、CLK, CLKE 分別接 S3C6410 的引腳 nWE、nCAS、nRAS、nGCS6、SCLKO, SCKE，兩片運算存儲器HY57V561620的端口 DQMH、DQML分別接主控制芯片S3C6410 的引腳 nWBEl、nWBEO，兩片運算存儲器 HY57V561620 的端口 VSSO、VSS1、VSS2、VSSQO, VSSQl、VSSQ2、VSSQ3 接地，兩片運算存儲器 HY57V561620 的端 口 VCCO、VCC1、VCC2、VCCQO、VCCQ1、VCCQ2、VCCQ3 接 1.3V 電源。
[0045]如圖12所示，包括網(wǎng)絡控制器RTL8019AS、芯片HR901170A、電阻R19?電阻R51、電容C5?電容C12、晶振W。網(wǎng)絡控制器RTL8019AS的端口 SDO?端口 SD7分別依次經(jīng)電阻R19?電阻R26依次與S3C6410的引腳DO?引腳D7相連接；網(wǎng)絡控制器RTL8019AS的端口SD8?端口 SD15分別依次經(jīng)電阻R27?電阻R36依次與S3C6410的引腳D8?引腳D15相連接；網(wǎng)絡控制器RTL8019AS的端口 SAO、SAU SA2、SA3、SA4、I ORB, IOffB分別依次經(jīng)電阻R37?電阻R43依次與S3C6410的引腳Al?引腳A7相連接，S3C6410的引腳OSCO和引腳OSCT之間接入晶振W，引腳OSCO經(jīng)電容C12后接地，引腳OSCT經(jīng)電容Cll后接地，S3C6410的引腳HD、引腳LD分別依次經(jīng)電阻R49和電阻R50與芯片HR901170A的引腳TP0UT+、弓丨腳TPOUT—相連接，且引腳HD和引腳LD分別經(jīng)電容C5和電容C6接地，58號引腳和59號引腳分別經(jīng)電阻R48和電阻R49接地，且引腳R48和引腳R49分別與HR901170A的引腳TPIN—和引腳TPIN+相連接。
[0046]上述芯片HR901170A是漢仁電子有限公司生產(chǎn)的RJ45接口連接器(帶網(wǎng)絡變壓器/濾波器)，該連接器滿足IEEES02.3和IEEE902.3ab標準，能夠較好地抑制電磁干擾。通過HR901170A系統(tǒng)就可以連接到以太網(wǎng)上。
[0047]如圖13所示，圖中包括硬盤IDE、電平轉(zhuǎn)換芯片74LVT244A、緩沖器SN74LV16245。硬盤的數(shù)據(jù)引腳DO?D18分別經(jīng)總線依次接緩沖器的引腳IBl?引腳1B8和引腳2B1?引腳2B8，硬盤的引腳DMARQ、IODRY、DMACK, INTRQ分別接S3C6410芯片的引腳nDMARQ、nIODRY、nDMACK、nINTRQ，硬盤的引腳 D10W、DIOR、DA1、DAO、DA2、CSO、CSl 分別接電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVT244A 的引腳 1Y1、1Y2、1Y3、1Y4、2Y1、2Y2、3Y3 ；
[0048]電平轉(zhuǎn)換芯片74LVT244A的引腳1X1?1X4和引腳2X1?2X4分別接電平轉(zhuǎn)換芯片 74LVT244A 的引腳 nWE、nOE、ADDR01、ADD00、ADD02、nGCS3、ADD03、IORDY
[0049]其中硬盤IDE用于數(shù)據(jù)存儲，電平轉(zhuǎn)換器74LVT244A用于轉(zhuǎn)化緩沖器和硬盤之間的電壓，緩沖器用于數(shù)據(jù)的存儲或讀取時起緩沖作用。
[0050]如圖14所示，圖中包括無線通信模塊SZ05、ARM芯片S3C6410、指示燈L01、指示燈L02、指示燈L03、指示燈L04、跳針PinO、電阻R55、電阻R56、電阻R57、電阻R58，本發(fā)明中無線通信模塊SZ05設置為數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。無線通信模塊SZ05的RX、TX端口分別與S3C6410的TX、RX引腳相連接，DATA端口外接數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈LOl并串聯(lián)有電阻R55和電源，當LOl指示燈亮時表明此時有數(shù)據(jù)正在發(fā)送傳輸；RUN端口外接系統(tǒng)運行指示燈L02并串聯(lián)有電阻R56和電源，當L02亮時表明處于工作狀態(tài)；NET端口外接網(wǎng)絡指示燈L03并串聯(lián)有電阻R57和電源，當L03亮時表明SZ05處于組網(wǎng)通信狀態(tài)；ALARM端口外接系統(tǒng)警告指示燈L04并串聯(lián)有電阻R58和電源，當L04亮時表明系統(tǒng)工作異常，這四個端口都外接指示燈以便用戶觀察系統(tǒng)運行情況，CENTER為中間節(jié)點端口，若此端口接低電平則無線通信模塊具有中心節(jié)點功能，DEVICE為終端節(jié)點端口，若此端口接低電平，則此無線模塊具有終端模塊的功能，CONFIG為配置接口，其接低電平為配置無線通信狀態(tài)，在這個狀態(tài)下可以配置無線通信模塊的參數(shù)，這3個端口在硬件電路設計中均留有跳線帽以便功能的選擇。
[0051]當數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間以太網(wǎng)通信出現(xiàn)故障時，由ARM芯片S3C6410控制啟動該數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊開始工作，接收數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送來的無線錄波數(shù)據(jù)。
[0052]本發(fā)明智能型電力系統(tǒng)故障錄波器的具體工作過程為:
[0053]上電運行后，數(shù)據(jù)管理單元將設置系統(tǒng)運行方式，整定數(shù)據(jù)采集單元起動參數(shù)和通信參數(shù)。在對數(shù)據(jù)采集單元設置參數(shù)時，數(shù)據(jù)采集單元將退出錄波起動判斷程序。直到參數(shù)設置完畢，數(shù)據(jù)采集單元才恢復錄波起動判斷程序，并按新設置的定值進行采樣和起動錄波判斷。
[0054]接入的電壓、電流量經(jīng)過交流互感器轉(zhuǎn)換后，由A/D回路采樣，開關量經(jīng)光電隔離后輸入，數(shù)據(jù)采集控制模塊對模擬量和開關量進行高速實時采集，并計算各起動判據(jù)，判斷是否滿足起動定值，如果滿足起動條件，則立刻發(fā)出一個起動脈沖信號，該脈沖信號將被所有相關的采集控制單元接收，并作為起動錄波的起始信號，使不同采集控制單元同步開始錄波。
[0055]同時錄波數(shù)據(jù)通過高速以太網(wǎng)被實時傳到數(shù)據(jù)管理單元，由數(shù)據(jù)管理單元實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的存貯、分析、及遠傳；此外，當高速以太網(wǎng)出現(xiàn)故障不能正常工作時，數(shù)據(jù)采集單元無線通信模塊和數(shù)據(jù)管理單元無線通信模塊會自動啟動工作，實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)的傳輸與接收工作，保障數(shù)據(jù)管理單元可以順利接收到錄波數(shù)據(jù)。
[0056]5秒鐘錄波后進行所有起動判據(jù)的判斷，如果整組復歸，則結(jié)束本次錄波，如果有突變量或開關量啟動，則重頭開始一次新的錄波，如果僅僅有穩(wěn)態(tài)量起動判據(jù)沒有復歸，則仍以原采樣率記錄有效值，直到穩(wěn)態(tài)量起動判據(jù)都不滿足而結(jié)束錄波。錄波結(jié)束后，數(shù)據(jù)管理單元將緩沖區(qū)中的故障數(shù)據(jù)進行整理、保存并生成硬盤數(shù)據(jù)文件和配置文件。隨后對故障數(shù)據(jù)進行分析，按照設置的系統(tǒng)參數(shù)對錄波數(shù)據(jù)進行相量圖分析、功率分析、諧波分析、故障測距、阻抗圖分析等，并將分析結(jié)果通過顯示屏顯示，最后數(shù)據(jù)管理單元將錄波數(shù)據(jù)遠傳。
[0057]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元兩大部分，其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)管理單元之間通過以太網(wǎng)進行通信。
2.根據(jù)權利要求1所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元之間通過無線通信模塊進行通信。
3.根據(jù)權利要求1所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元(A)包括若干數(shù)據(jù)采集控制模塊；數(shù)據(jù)管理單元(B)包括主控制芯片(ARM)、觸摸屏模塊、硬盤模塊、USB接口電路、JTAG接口電路、外擴Flash模塊、外擴SDRAM模塊、RS232模塊、以太網(wǎng)接口電路、無線通信模塊。
4.根據(jù)權利要求3所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊包括信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離電路、GPS同步時鐘、無線通信模塊、DSP數(shù)據(jù)處理板、以太網(wǎng)接口電路，信號調(diào)理器信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸入端，光電隔離模塊將開關量信號輸出端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸入端，無線通信模塊連接DSP數(shù)據(jù)處理板的數(shù)據(jù)輸出端，以太網(wǎng)接口電路輸入端連接DSP數(shù)據(jù)處理板數(shù)據(jù)輸出端，GPS同步時鐘連接DSP數(shù)據(jù)處理板的時鐘端口。
5.根據(jù)權利要求4所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述信號調(diào)理模塊包括電流信號變換電路、電壓信號變換電路。
6.根據(jù)權利要求4所述的智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊所采用的轉(zhuǎn)換芯片型號為MAX125。
7.根據(jù)權利要求3所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述主控制芯片ARM型號為S3C6410。
8.根據(jù)權利要求4所述智能型電力系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述DSP數(shù)據(jù)采集板所用 DSP 型號為 TWS320LF2407。
9.根據(jù)權利要求1所述的智能型電路系統(tǒng)故障錄波器，其特征在于所述以太網(wǎng)的網(wǎng)絡主控制器采用芯片型號為RTL8019AS。
【文檔編號】H04L29/06GK103592549SQ201310611042
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】聶文艷, 王仲根 申請人:淮南師范學院