[发明专利]发电机电气量测量及故障录波装置

说明书

技术领域

本发明属发电机技术领域，具体涉及一种发电机电气量测量及故障录波装置。

背景技术

目前，国内水电厂计算机监控系统的自动化程度已达到较高的水平。远方控制、流程控制、自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)、电网调度自动化等重要功能已形成，但是监控系统的主要功能还是基于监视控制，以控制为主的监控系统已不能满足现代电力系统安全稳定上的要求，在电测量及非电测量数据采集方面仍需进一步完善，比如：数据采集的速率不够、实时性较低、缺少一些重要数据的采集和数据记录功能等。数据采集的实时性是现代自动控制系统一个非常重要的指标，在电力系统中的暂态过程要求数据采集系统的实时性是非常高的，采样速率也非常高，并且要求能够记录暂态过程的大部分过程，只有这样才能对设备的故障及不正常状态的分析提供重要依据，为解决电气设备存在的问题提供手段。

在国内的发电机故障录波器大多是由单板机和自行开发的软件组成，即只能设计专用装置实现故障录波，这类装置存在的问题是：硬件插件多，发生故障的几率较高，而且通用性、可靠性和可维护性都没有标准化的可编程自动化控制器好，但若采用通常的可编程自动化控制器，其速度都不能满足发电机故障录波需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、数据采集速率高、实时性好、工作可靠、测量功能强的发电机电气量测量及故障录波装置。

解决上述问题的技术方案是，本发明设有：

1、一个或多个前端信号模块，用于接收和处理相应传感器采集的发电机电气量测量信号，并送到对应的高速数据采集及故障分析装置，以作为后续存储和分析的信号；

2、与各前端信号模块对应的高速数据采集及故障分析装置，该装置设有与前端信号模块对应的

模拟数据采集卡，是美国NI公司制作的16位100K同步模拟量采集模块，用于采集前端信号模块送来的模拟信号；

或数字数据采集卡，是美国NI公司制作的9403的高速数据采集卡，用于采集前端信号模块送来的开关量数字信号；

FPGA模块，是美国NI公司制作的3M门FPGA模块9104，用于控制对应的模拟数据采集卡或数字数据采集卡，并对其送来的信号进行计算处理；

实时处理器，是美国NI公司制作的CompactRIO系列实时嵌入式控制器9102，用于利用VXWORKS操作系统控制对应的FPGA模块，并对其送来的信号进行实时处理；

3、存储及监控服务器，是工业控制计算机，通过以太网与各实时处理器连接，用于监视、存储各前端信号模块采集的发电机实时电气量参数信号，并存储和/或显示发电机暂态和稳态录波数据。

为提高录波装置的可靠性和测量功能，本发明是选择美国国家仪器(NI)公司推出CompactRIO系列可编程自动化控制器(PAC)和美国国家仪器的Labview虚拟仪器技术进行设计研制的，本系统能与各种软硬件连接，提供强大的数据处理能力，并将分析结果进行有效的实时控制。利用虚拟仪器技术，可以使用高效且功能强大的软件来自定义采集、分析、存储、共享和显示功能，同时还保证了系统的灵活性，从而可在发电机电气量测量及故障录波的控制平台上无缝地集成一套完整的应用方案。

本装置克服了采用其它可编程自动化控制器速度不能满路发电机故障录波需要的问题，具有结构简单、速度快、实时性高、工作可靠、测量功能和数据处理功能强、标准化程度高、易于配置针对发电机的各种传感器，使用灵活方便的优点。

附图说明

图1、本发明实施例结构示意图

具体实施方式

参见图1，针对在发电机系统设置的每一电气量测量和故障传感器，本系统都设置了一套对应的前端信号模块和高速数据采集和故障分析装置，各数据采集和故障分析装置再通过以太网连接到总的工业控制服务器。

本系统包含可分别针对多种电气量测量和故障传感器的前端信号模块和对应的高速数据采集和故障分析装置，例如：

对于测量系统电压的模似量传感器，本系统设置有NI的9215的模拟量前端信号模块，用于接收和处理该传感器采集的模拟量信号，并通过PCI总线送到对应的高速数据采集及故障分析装置，以作为后续存储与分析的信号；

对于测量开关量的开关量传感器，本系统设置有NI的9403的数字量前端信号模块，用于接收和处理该传感器采集的开关量信号，并送到对应的高速数据采集及故障分析装置，以作为后续存储与分析的信号；

分别设置了与各前端信号模块对应的高速数据采集及发电机故障分析装置，对于模拟量前端信号模块，该装置设有