一种电力系统故障录波装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电力系统故障录波装置，包括触发式记录单元、连续记录单元、单片机和采集单元，所述单片机分别通过扩展SPI总线与触发式记录单元、连续记录单元相连，所述采集单元包括与模拟量相连的二阶有源滤波回路、与开关量相连的DI隔离回路、以及与GOOSE开关量相连的以太网PHY，所述二阶有源滤波回路通过AD转换器与单片机相连，所述DI隔离回路和以太网PHY分别与单片机相连。将传统模拟量、传统开关量和GOOSE开关量在同一装置中实现同步采集，并将三种采集数据通过扩展SPI总线共享给触发式记录单元和连续记录单元，从而满足实际应用中录波装置或其它嵌入式装置对传统采样和GOOSE采样的高速、实时、同步的要求，保证了二次设备数据源的可靠性。

Fault recording device for power system

The utility model discloses a power system fault recorder, including trigger type continuous recording unit, recording unit, MCU and acquisition unit, the SCM is respectively extended SPI bus and triggered recording unit, continuous recording unit connected with the acquisition unit with analog connected two order active filter circuit with the switch connected to DI isolation circuit, and switch connected to the Ethernet PHY and GOOSE, the two order active filter circuit connected to the microcontroller through the AD converter, the DI isolation circuit and Ethernet PHY are respectively connected with the single chip machine. The traditional analog, traditional switch and GOOSE switch in the same device synchronization, and three kinds of data collection by the extended SPI bus sharing to trigger the recording unit and continuous recording unit, so as to meet the actual application of recorded wave device or other embedded device of traditional sampling and GOOSE sampling, real-time, high speed the synchronization requirements, to ensure the reliability of the data source of the two device.

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统故障录波装置
本技术涉及一种电力系统故障录波装置。
技术介绍
在电力系统中，作为“黑匣子”的录波器是研究现代电网不可缺少的工具，其主要任务是记录系统大扰动如短路故障、系统震荡、电压崩溃等时候的一次系统电压、电力及其导出量。现有设计中，电力系统故障录波装置仅能同时采集传统模拟量和传统开关量数据，无法保证二次设备数据源的可靠性。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种电力系统故障录波装置，可同时实现传统模拟量、传统开关量和GOOSE开关量的采集，保证了二次设备数据源的可靠性。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现：一种电力系统故障录波装置，包括触发式记录单元、连续记录单元、单片机和采集单元，所述单片机分别通过扩展SPI总线与触发式记录单元、连续记录单元相连，所述采集单元包括与模拟量相连的二阶有源滤波回路、与开关量相连的DI隔离回路、以及与GOOSE开关量相连的以太网PHY，所述二阶有源滤波回路通过AD转换器与单片机相连，所述DI隔离回路和以太网PHY分别与单片机相连。优选，所述单片机为FPGA。优选，所述FPGA为ALTERA公司的EP4C55。优选，所述以太网PHY是DP83640。优选，所述触发式记录单元的采样频率大于连续记录单元的采样频率。优选，所述扩展SPI总线的带宽是48MB/s。本技术的有益效果是：将传统模拟量、传统开关量和GOOSE开关量在同一装置中实现同步采集，并将三种采集数据通过扩展SPI总线共享给触发式记录单元和连续记录单元，从而满足实际应用中录波装置或其它嵌入式装置对传统采样和GOOSE采样的高速、实时、同步的要求，保证了二次设备数据源的可靠性。附图说明图1是本技术一种电力系统故障录波装置的结构示意图；图2是本技术二阶有源滤波回路原理图；图3是本技术DI隔离回路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。一种电力系统故障录波装置，包括触发式记录单元、连续记录单元、单片机和采集单元，一般的，所述触发式记录单元的采样频率大于连续记录单元的采样频率：触发式记录单元由启动元件触发记录，以高采样率记录故障前、故障时刻和故障后的电网运行数据，而连续记录单元在装置上电后，以较低采样率不间断连续记录电网运行数据。触发式记录单元、连续记录单元均可以采用FPGA+DSP+PowerPC的架构实现，也可以采用单独的CPU实现，此为现有技术，在此不再赘述。如图1所示，所述单片机分别通过扩展SPI总线与触发式记录单元、连续记录单元相连，所述扩展SPI总线的带宽是48MB/s，电力系统故障录波装置提供一个48M的扩展SPI口，该SPI的时钟最高可工作在48M,并且采用双数据线，每个clock可向外传送两位，一个16位的采样值只需8个clock完成，两个SPI接口可同步向触发式记录单元、连续记录单元发送采样值。所述采集单元包括与模拟量相连的二阶有源滤波回路、与开关量相连的DI隔离回路(DI：DigitalInput，开关量输入)、以及与GOOSE开关量相连的以太网PHY，所述二阶有源滤波回路如图2所示，其通过AD转换器(比如TI公司的ADS8556)与单片机相连，所述DI隔离回路如图3所示，DI隔离回路与单片机相连，以太网PHY也与单片机相连。其中，单片机可以选用FPGA，比如，ALTERA公司的EP4C55，把系统的传统采样和GOOSE采集以及数据的共享采用廉价的高速FPGA实现，FPGA通过边沿检测技术实时检测外部的同步脉冲，当出现上升沿(或者下降沿)时，完成传统模拟信号的同步采样，并且把采样数据通过扩展SPI总线发送给触发式记录单元和连续记录单元。以太网PHY可以选用DP83640，传统采样满足了在电力系统通过电缆线直接接入的采样方式，GOOSE采集满足了通过光纤以太网方式接入的开关量采集。解决了多种数据源接入时，高速、实时、同步数据采集需要CPU较大开销，多种采样数据共享难于实现的难题，大大降低了传统采样、GOOSE采样的电力系统暂、常录波装置或其他自动化装置在多CPU共享多种数据源时设计的复杂度和硬件成本。将传统模拟量、传统开关量和GOOSE开关量在同一装置中实现同步采集，并将三种采集数据通过扩展SPI总线共享给触发式记录单元和连续记录单元，从而满足实际应用中录波装置或其它嵌入式装置对传统采样和GOOSE采样的高速、实时、同步的要求，保证了二次设备数据源的可靠性。以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统故障录波装置，包括触发式记录单元、连续记录单元、单片机和采集单元，其特征在于，所述单片机分别通过扩展SPI总线与触发式记录单元、连续记录单元相连，所述采集单元包括与模拟量相连的二阶有源滤波回路、与开关量相连的DI隔离回路、以及与GOOSE开关量相连的以太网PHY，所述二阶有源滤波回路通过AD转换器与单片机相连，所述DI隔离回路和以太网PHY分别与单片机相连。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统故障录波装置，包括触发式记录单元、连续记录单元、单片机和采集单元，其特征在于，所述单片机分别通过扩展SPI总线与触发式记录单元、连续记录单元相连，所述采集单元包括与模拟量相连的二阶有源滤波回路、与开关量相连的DI隔离回路、以及与GOOSE开关量相连的以太网PHY，所述二阶有源滤波回路通过AD转换器与单片机相连，所述DI隔离回路和以太网PHY分别与单片机相连。2.根据权利要求1所述的一种电力系统故障录波装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：付国新，江晓亮，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32