[发明专利]基于DSP的电力系统分布式故障录波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统故障检测录波装置，尤其是一种基于DSP的高性能分布式电力故障录波装置，属于电力供应配套设施技术领域。

背景技术

电力系统的故障录波装置是常年投入监视电力系统运行状况的一种自动记录装置，它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、系统电压及其导出量，如系统频率、有功、无功的全过程变化现象，同时还记录继电保护与安全自动装置的动作行为。性能优良的故障录波器对保证电力系统的安全可靠运行具有非常重要的作用。80年代后，微机型故障录波器在电力系统中得到了广泛的应用，录波器的故障记录进入已经成为分析事故发生原因，帮助寻找故障点，迅速处理事故，特别是分析继电保护动作行为的依据。目前，它已成为电力系统自动化及系统管理的重要组成部分。

国内对故障录波装置的研制和开发已经有多年的历史，早期的录波装置有机电式录波装置、光纤式录波装置和采用固态数据存储器的录波装置，目前很多场合使用的录波器正逐渐由基于PC机的集中式录波器向基于微处理器的分布式录波器发展，集中式系统除了其固有的体积大、安装不灵活等缺陷外，还存在如下主要问题：a、同一个厂站内，系统采集器往往具有单一的动态存储器，在数据尚未转存的情况下，若系统又发生新的故障，受动态存储器容量的限制，往往采用简化记录甚至覆盖以前故障的方法，因此在现场，经常出现由于误启动覆盖故障记录的问题，没有起到故障录波系统的作用；b、对远方录波主站来说，由于各个厂站故障录波装置数据采集不同步，给分析系统故障，特别是超高压环网或联络线故障带来很大的困难。与集中式故障录波系统不同，分布式故障录波系统的录波数据分布存储在各个录波装置中，在录波结束后，转发到远方的录波主站中。分布式故障录波装置克服了上述集中式的很多缺陷，而且适应电力自动化技术光纤化、网络化的发展趋势。近几年，很多分布式故障录波装置多以单片机为前置机，以工控机为后台机的模块化结构，其录波数据存入工控机硬盘中，但是，采用单片机完成数据的采集、计算和判断难以提高数据采集的速度和精度，难以保证装置的准确启动录波，难以实现网络功能和多种通信能力。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于DSP的电力系统分布式故障录波装置，以期检测录波能力更为强大、从而使故障检测录波装置功能更为完善、速度更快、精度更高，更好地满足电力行业迅速发展的需求。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于DSP的电力系统分布式故障录波装置的特点是以数字信号处理器DSP为核心控制单元，所述数字信号处理器DSP的外围模块包括：交流采样模块、开关量输入模块、电压/电流信号调理电路、过零点检测电路、数据存储模块、CAN通讯模块、RS485通讯模块、RS232通讯模块、以太网控制模块、GPS同步时钟、实时时钟、开关量输出模块、电源模块、指示灯/按键模块和LCD显示模块；

所述交流采样模块通过设置有电流互感器CT和电压互感器PT的电压/电流信号调理电路与被测电网耦合，以所述电压/电流信号调理电路对被监测信号依次进行CT/PT变换、滤波和分压处理，处理后的信号以差分方式输入交流采样模块中的多片级联采样芯片AD73360进行采样，所述多片级联采样芯片AD73360的采样输出数据由数字信号处理器DSP存入数据存储模块；

以所述数字信号处理器DSP接受启动录波的控制信号，并启动录波；在启动录波后，通过数字信号处理器DSP的SPI接口将故障录波数据由数据存储模块中的外扩SDRAM转存入存储SD卡内，故障录波数据通过RS485总线或以太网上传至远方录波主站，各录波装置之间是以CAN接口相互级联。

本发明基于DSP的电力系统分布式故障录波装置的特点也在于：

在未启动录波时，所述数字信号处理器DSP按照采样率s1将采集数据更新在所述外扩SDRAM中的A段数据缓存区；录波启动后，所述数字信号处理器DSP按照采样率s2将采样数据存入紧随A段数据缓存区后的地址空间中，并且有：s2＞s1；以接入故障信号的录波装置作为主录波装置，在故障条件被检出后由所述主录波装置控制其余各录波装置的采样频率。

所述交流采样模块中的级联采样芯片AD73360与数字信号处理器DSP的高速同步缓冲接口McBSP连接，设置McBSP的FIFO有效，来自所述DSP接收通道的数据将被进行栈式缓存，缓存的数据在达到设置的值后，所述DSP以中断方式取走缓存的数据，完成采样数据接收。