一种断路器分合闸线圈在线录波方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种断路器分合闸线圈在线录波方法和实现此方法的装置。录波方法包括如下步骤：控制器从采样芯片中取得电流信号，持续录波并存储于RAM中，初始录波状态为假；录波状态为假的状态下，当电流信号大于第一阈值时，录波数据在RAM的地址为ID1，变更录波状态为真；此状态下，当电流信号小于第一阈值时，录波数据在RAM的地址为ID2，变更录波状态为假，控制器向处理器发送一个中断信号；记录录波数据，其起始地址为ID1‑T，数据长度为ID2‑ID1+2T，其中T为第二阈值；处理器收到中断信号后，从RAM中取得录波数据。本发明专利技术确保分闸或合闸线圈电流录波波形的完整，保证后续数据挖掘分析的准确性，同时自判断动区分分闸或合闸动作，不需要外接信号电路。

On line wave recording method and device for breaker closing coil

The invention discloses an on-line recording method of a breaker closing coil and a device for realizing the method. Recording method includes the following steps: obtaining current signal from the controller chip sampling, continuous recording and storing in RAM, the initial recording status is false; recording state for the false state, when the current signal is greater than the first threshold, the recorded data in the RAM address is ID1, change the record state is true; this condition, when the current signal is less than the first threshold, the recorded data in the RAM address is ID2, change the recording state is false, the controller sends an interrupt signal to the processor; recording the recorded data, the starting address is ID1 T, ID2 data length is ID1+2T, where T is the threshold of second; the processor receives the interrupt signal, obtained from the RAM recording data. The invention ensures the integrity of the current wave recording waveform of the switching or closing coil, ensures the accuracy of subsequent data mining and analysis, and simultaneously judges the self differentiation of the switching or closing operation without the need for an external signal circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种断路器分合闸线圈在线录波方法和装置
本专利技术涉及断路器监测
,具体涉及一种断路器分合闸线圈在线录波方法和装置，能够高效录波。
技术介绍
分闸或合闸线圈(分闸或者合闸线圈)是电力系统控制、保护回路的最终执行元件，又是高压断路器电磁操作机构中重要元件之一。在电力系统出故障时，断路器接受继电保护及自动装置的分/合闸命令，以毫秒级的速度去执行分/合闸动作，以避免事故蔓延和扩大。分闸或合闸线圈电流的大小、持续时间的长短反映了高压断路器机械操作机构的好坏，体现了高压断路器的机械特性的优劣。操作机构性能的变化，在断路器的分闸或合闸线圈电流中得到直接体现。由于不同的高压断路器分闸或合闸线圈的电阻和电抗都不相同，相应地，分闸或合闸线圈的电流变化也不相同，从而给电流波形的采集带来不确定因素。现有技术的断路器分闸或合闸线圈电流录波大多采用单片机进行处理，如图4所示，首先用霍尔传感器获取分闸或合闸线圈(分闸线圈或者合闸线圈)电流，通过信号调理电路后送至模数转换芯片(图4中的ADC)进行模数转换，模数转换芯片的采样速率和转换通道选择都由单片机进行控制，模数转换芯片每完成1次转换后都用中断信号通知单片机读取数据。单片机同时还需要采集合闸信号和分闸信号，确定断路器断幵还是闭合的信息，以判断当前采集数据是合闸电流还是分闸电流。最后单片机将处理后的数据通过LCD(液晶显示屏)进行展示，也可通过通讯接口与外部进行数据交换。单片机最终获得如图5所示的断路器分闸或合闸线圈电流波形，其中，Ts为断路器分/合闸电流起始时刻，Te为结束时刻。理想情况下Ts和Te时刻所对应的电流都应为“0”，但由于噪声的存在，如图所示，实际电流不为“0”，在1A左右。为确定断路器分/合闸起始和结束时刻，通常需要设定一个门槛值M(M根据实际进行确定，例如可以为1A,1.5A等)来判断起始时间或结束时间，当采集数据超过门槛值M时则判断为断路器分闸或合闸线圈电流起始时刻，小于设定值时则为结束时刻。上述现有技术存在如下缺陷：(1)由于断路器操作机构的差别，分闸或合闸线圈通过电流和动作时间也各不相同。不同的门槛值M会对应不同的时间点，因此不同的门槛值M的设置会产生分/合闸不同的起始时刻和结束时刻。这必将导致所录取的波形有缺失，不能完整反映断路器分/合闸动作过程。也就是说，电流波形的完整性受到门槛值M或断路器差异的影响。(2)分闸或合闸线圈电流录波频率在5KHz左右，模数转换芯片以此频率发出中断，每秒5000次，单片机为响应中断而耗费了大部分资源，同时还要在短时间内完成数据的通信与显示，消耗了单片机的大部分资源，无法实现数据的分析挖掘。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高压断路器分闸或合闸线圈在线录波方法，能如实记录断路器分/合闸时线圈电流变化的完整过程，不丢失、不缺失每次动作数据，压断路器分闸或合闸线圈电流录波不受断路器差异影响。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种断路器分合闸线圈在线录波方法，包括如下步骤：步骤1：控制器从采样芯片中取得电流信号，持续录波并存储于RAM中，初始录波状态为假；步骤2：录波状态为假的状态下，当电流信号大于第一阈值时，记录起始时刻t1，此时录波数据在RAM的地址为ID1，变更录波状态为真；步骤3：录波状态为真的状态下，当电流信号小于第一阈值时，记录结束时刻t2，此时录波数据在RAM的地址为ID2，变更录波状态为假，控制器向处理器发送一个中断信号；步骤4：记录录波数据，其中起始地址为ID1-T，数据长度为ID2-ID1+2T，其中T为第二阈值；步骤5：处理器收到中断信号后，从RAM中取得步骤4中的数据。优选地，所述控制器为现场可编程门阵列。本专利技术同时还提供了实现上述录波方法的在线录波装置，包括：设置于分闸或合闸线圈回路上的霍尔传感器；连接霍尔传感器与数模转换采样芯片的信号调理电路；控制器，所述控制器控制数模转换采样芯片的采样并进行录波存储于控制器的RAM中，在录波结束后向处理器发出中断信号；处理器，所述处理器根据中断信号从RAM中取得录波数据。具体地，所述控制器为，现场可编程门阵列，包括：数模芯片接口、录波控制单元，双端口RAM和处理器接口；所述数模芯片接口用于连接数模转换采样芯片，所述处理器接口用于连接处理器；所述录波控制单元通过数模芯片接口控制数模转换采样芯片的采样，并从数模转换采样芯片中取得录波数据；所述录波控制单元将录波数据写入所述双端口RAM，并在录波结束向处理器接口发送终端信号。本专利技术的在线录波方法和装置，高效的波形录波逻辑控制机制，确保分闸或合闸线圈电流录波波形的完整，保证后续数据挖掘分析的准确性，同时自判断动区分分闸或合闸动作，不需要外接分闸或合闸信号电路。此外，在线自动采集断路器分闸或合闸线圈电流波形，使处理器从采集控制和数据录波中解脱出来，专注于数据通讯与分闸或合闸线圈状态分析，提高了系统效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的一个实施例的在线录波方法的流程示意图；图2为本专利技术的一个实施例的在录波装置的结构框图；图3为图2中的控制器的内部结构框图；图4为现有技术的录波装置的结构框图；图5为使用图4的录波装置得到的波形图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利的说明书与权利要求中，分闸或合闸线圈指的是“分闸线圈或合闸线圈”。FPGA是英文Field－ProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，它是在可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。本专利技术的实施例中，采取FPGA作为控制器，执行控制功能。此外，在本专利的说明书与权利要求书中，阈值A与阈值T按照如下方法进行确定：阈值A用于躲开线路中的噪声，因此要大于噪声幅值，同时要求小于线圈动作时的启动电流峰值，一般为0.1A左右；时间阈值T一般为5ms左右，用于获得有效录波波型外更多的数据，此两个阈值可以根据实际情况再上述数值的基础上进行微调。图1为本专利技术的一个实施例的断路器分闸或合闸的FPGA录波逻辑控制流程图，分闸和合闸具有相同的控制流程，此控制流程在FPGA中运行，处理器(CPU)根据中断信号，区分是分闸波形数据还是合闸波形数据，无需外接分合闸信来进行判断。图2为实现此录波方法的装置的示意图，图3为图2中的控制器的内部结构框图。图1中，Flag代表录波状态，‘0’时代表无断路器分/合闸动作电流，‘1’时有断路器分/合闸动作电流。(1代表逻辑状态“真”，0代表逻辑状态“假”)Cnt代表延时时长(即从录波数据小于阈值A后的持续时间，用于帮助判断录波动作是否完成)。由于是在线实时录波，双口RAM(randomaccessmemory，随机存取存储器)循环保存数据，存满后用新的数据覆盖老本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器分合闸线圈在线录波方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：控制器从采样芯片中取得电流信号，持续录波并存储于RAM中，初始录波状态为假；步骤2：录波状态为假的状态下，当电流信号大于第一阈值时，记录起始时刻t1，此时录波数据在RAM的地址为ID1，变更录波状态为真；步骤3：录波状态为真的状态下，当电流信号小于第一阈值时，记录结束时刻t2，此时录波数据在RAM的地址为ID2，变更录波状态为假，控制器向处理器发送一个中断信号；步骤4：记录录波数据，其起始地址为ID1‑T，数据长度为ID2‑ID1+2T，其中T为第二阈值；步骤5：处理器收到中断信号后，从RAM中取得步骤4中的数据。

【技术特征摘要】
1.一种断路器分合闸线圈在线录波方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：控制器从采样芯片中取得电流信号，持续录波并存储于RAM中，初始录波状态为假；步骤2：录波状态为假的状态下，当电流信号大于第一阈值时，记录起始时刻t1，此时录波数据在RAM的地址为ID1，变更录波状态为真；步骤3：录波状态为真的状态下，当电流信号小于第一阈值时，记录结束时刻t2，此时录波数据在RAM的地址为ID2，变更录波状态为假，控制器向处理器发送一个中断信号；步骤4：记录录波数据，其起始地址为ID1-T，数据长度为ID2-ID1+2T，其中T为第二阈值；步骤5：处理器收到中断信号后，从RAM中取得步骤4中的数据。2.如权利要求1所述的断路器分合闸线圈在线录波方法，其特征在于，所述控制器为现场可编程门阵列。3.一种断路器分闸或...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大陆，刘传红，
申请(专利权)人：北京新能中试科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11