專利名稱：一種電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，尤其涉及一種以基于IEC61850通訊 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字分布嵌入式智能電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置。
背景技術(shù)：
為適應(yīng)電力系統(tǒng)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)一步加強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度中心對(duì)電力系統(tǒng)的故 障分析能力和事故后系統(tǒng)快速恢復(fù)，重要的變電站和發(fā)電廠均要求安裝故障動(dòng)態(tài)記 錄裝置，并逐步推廣到所有變電站和發(fā)電廠，構(gòu)建統(tǒng)一的電力系統(tǒng)故障信息系統(tǒng)， 并通過調(diào)度中心主站實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程和故障過程的監(jiān)測(cè)和分析。同時(shí)，為 滿足數(shù)字變電站建設(shè)的需要，要求對(duì)過程層設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和記錄，故障記錄裝置的 對(duì)外接口應(yīng)滿足IEC61850的要求，所以研制符合IEC61850要求的故障記錄裝置已 是當(dāng)務(wù)之急。由故障動(dòng)態(tài)記錄裝置和繼電保護(hù)裝置組成的故障信息系統(tǒng)，是為故障 處理服務(wù)的，它是電力系統(tǒng)事故快速恢復(fù)和事故分析的重要裝備和保障。
目前故障動(dòng)態(tài)記錄技術(shù)還停留在圍繞工控機(jī)展開的階段，未有符合IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)，也未有以無啟動(dòng)元件長(zhǎng)錄波技術(shù)實(shí)現(xiàn)的故障動(dòng)態(tài)記錄系統(tǒng)。隨著目前對(duì)數(shù)字 式CT/PT的研究而產(chǎn)生的分布式數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)變電站綜合同 步方案也漸趨成熟。所以，基于IEC61850技術(shù)對(duì)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和 記錄是數(shù)字式變電站建設(shè)的需要，也是目前亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置， 滿足IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站建設(shè)要求，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障處 理服務(wù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為本實(shí)用新型揭示了一種電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，
包括 至少一個(gè)智能采集單元，進(jìn)行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集； 至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元，通過數(shù)據(jù)傳輸總線與該些智能采集單元連接，對(duì)采
集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；
嵌入式管理機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)接口與該些數(shù)據(jù)處理單元連接，內(nèi)設(shè)調(diào)度單元。 上述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其中，該些智能采集單元是分布式結(jié)構(gòu)，相
互之間以光纖連接。
上述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其中，該些智能采集單元可以通過數(shù)字式電
壓互感器/電流互感器無縫連接進(jìn)行通訊。
上述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其中，該些智能采集單元是集中式結(jié)構(gòu)。 上述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其中，該數(shù)據(jù)傳輸總線是串行總線，該網(wǎng)絡(luò)
接口是以太網(wǎng)。
上述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其中，該動(dòng)態(tài)記錄裝置的管理機(jī)采用嵌入式 硬件形式，該動(dòng)態(tài)記錄裝置還包括與該嵌入式管理機(jī)連接的顯示設(shè)備和打印設(shè)備。
本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實(shí)用新型采用分布式結(jié)構(gòu)的 智能采集單元，同時(shí)嵌入式管理機(jī)與其中的調(diào)度單元的數(shù)據(jù)通訊采用IEC61850標(biāo) 準(zhǔn)，使得電子故障動(dòng)態(tài)記錄裝置在滿足IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站建設(shè)要 求的同時(shí)滿足智能采集單元的分布式嵌入式結(jié)構(gòu)，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障處理 服務(wù)。


圖1是本實(shí)用新型的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置的較佳實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 請(qǐng)參見圖l，電力故障裝置包括6個(gè)智能采集單元(IAU) 11 16、 2個(gè)數(shù) 據(jù)處理單元(DPU) 21 22、嵌入式管理機(jī)(EMU) 40、顯示設(shè)備60和打印設(shè) 備70。嵌入式管理機(jī)40通過以太網(wǎng)80與數(shù)據(jù)處理單元21、 22連接，進(jìn)行人機(jī) 對(duì)話，內(nèi)設(shè)調(diào)度單元50，調(diào)度單元完成故障動(dòng)態(tài)記錄裝置的人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)的處 理和存jt、和各智能采集單元11 16交換數(shù)據(jù)、與上級(jí)部門通信等功能。其中智
能采集單元11 16和數(shù)據(jù)處理單元21 22之間以串行總線30相連。應(yīng)理解， 串行總線30也可以是其他的數(shù)據(jù)傳輸總線，以太網(wǎng)80也可以是其他形式的網(wǎng) 絡(luò)接口。智能采集單元和數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)目也僅為示例，并不限制本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
本實(shí)用新型有別于傳統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新之處在于數(shù)據(jù)處理單元21 22與嵌入 式管理機(jī)40之間以及嵌入式管理機(jī)40與其中的調(diào)度單元采用基于IEC61850 的通訊標(biāo)準(zhǔn)。智能采集單元11 16是分布式結(jié)構(gòu)，相互之間以光纖連接。智 能采集單元11 16可以與符合國際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字式PT (Phase voltage Transformers,電壓互感器)/CT (Current Transformers,電流互感器)無 縫連接。智能采集單元11 16之間采用同步采集同步傳輸?shù)姆绞?。?yīng)理解， 智能采集單元也可以是集中式結(jié)構(gòu)。
智能采集單元11 16進(jìn)行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集，例如每個(gè)智能采 集單元設(shè)置多路模擬量和多路開關(guān)量，通過配置可以滿足不同規(guī)模的錄波需 要。數(shù)據(jù)處理單元21 22負(fù)責(zé)對(duì)智能采集單元11 16所采集到的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 和處理。智能采集單元11 16以及數(shù)據(jù)處理單元21 22完成了錄波器"黑匣 子"的功能?？梢栽诂F(xiàn)場(chǎng)連接一個(gè)顯示設(shè)備以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障監(jiān)視，也可以通過 以太網(wǎng)80直接與調(diào)度單元50通信?？梢栽谇度胧焦芾頇C(jī)40的一端利用顯示 設(shè)備60和打印設(shè)備70對(duì)故障進(jìn)行顯示和打印操作。
電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置的數(shù)據(jù)記錄方式有電力系統(tǒng)故障、發(fā)生大擾動(dòng)時(shí) 的暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄功能；發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)記錄功能；無啟 動(dòng)元件長(zhǎng)錄波功能。暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄有多種啟動(dòng)方式供選擇，并且提供默認(rèn)啟動(dòng) 值和模板式的整定界面，保證電力系統(tǒng)故障時(shí)裝置能正確啟動(dòng)。無啟動(dòng)元件長(zhǎng) 錄波功能是在不影響傳統(tǒng)的啟動(dòng)式錄波基礎(chǔ)上，通過增加的數(shù)據(jù)處理單元(例 如數(shù)據(jù)處理單元22)將采樣率設(shè)為lKHz，這一功能尤其對(duì)啟動(dòng)元件不易整定 或電力系統(tǒng)不明原因故障時(shí)的數(shù)據(jù)記錄起到很好的補(bǔ)充作用，對(duì)大面積長(zhǎng)時(shí)間 故障的全過程的記錄和分析更有意義。
電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置中配備例如是電子盤、CF卡等的存儲(chǔ)卡(未圖示) 和硬盤(未圖示)，其中存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)以暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄方式記錄的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處 理單元其中之一 (例如數(shù)據(jù)處理單元22)和硬盤存儲(chǔ)以無啟動(dòng)元件長(zhǎng)錄波方式
記錄的數(shù)據(jù)，嵌入式管理機(jī)40通過以太網(wǎng)80獲取并存儲(chǔ)以暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄方式 和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)記錄方式記錄的數(shù)據(jù)。這樣的多重化冗余存儲(chǔ)保證了數(shù)據(jù)記錄的可 靠性。
本實(shí)用新型的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置基于IEC61850的通信體系架構(gòu)，采 用基于FPGA、 DSP技術(shù)的嵌入式硬件系統(tǒng)，取消風(fēng)扇等機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，提高了 硬件系統(tǒng)的可靠性，確保可靠測(cè)量和記錄。整體采用模塊化部件和一體化結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型通過基于GPS和原子鐘技術(shù)的變電站同步授時(shí)綜合方案實(shí) 現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)耐?。裝置采用網(wǎng)絡(luò)化分布式數(shù)據(jù)采集，使用嵌入式通 信模塊和嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)引入無啟動(dòng)元件實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)錄波的 功能。
上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)或使用本實(shí)用新型的，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員可在不脫離本實(shí)用新型的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種 種修改或變化，因而本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合 權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求1、一種電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)智能采集單元，進(jìn)行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集；至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元，通過數(shù)據(jù)傳輸總線與該些智能采集單元連接，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；嵌入式管理機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)接口與該些數(shù)據(jù)處理單元連接，內(nèi)設(shè)調(diào)度單元。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，該些智能采 集單元是分布式結(jié)構(gòu)，相互之間以光纖連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，該些智能采 集單元可以通過數(shù)字式電壓互感器/電流互感器無縫連接進(jìn)行通訊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，該些智能采 集單元是集中式結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，該數(shù)據(jù)傳輸 總線是串行總線，該網(wǎng)絡(luò)接口是以太網(wǎng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，其特征在于，該動(dòng)態(tài)記錄 裝置的管理機(jī)采用嵌入式硬件形式，該動(dòng)態(tài)記錄裝置還包括與該嵌入式管理機(jī)連 接的顯示設(shè)備和打印設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置，滿足IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站建設(shè)要求，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障處理服務(wù)。其技術(shù)方案為該電力故障動(dòng)態(tài)記錄裝置包括至少一個(gè)智能采集單元，進(jìn)行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集；至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元，通過數(shù)據(jù)傳輸總線與該些智能采集單元連接，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；嵌入式管理機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)接口與數(shù)據(jù)處理單元連接，內(nèi)設(shè)調(diào)度單元，通過調(diào)度單元完成故障動(dòng)態(tài)記錄裝置的人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)的處理和存貯、和該些智能采集單元交換數(shù)據(jù)，該調(diào)度單元多任務(wù)控制處理錄波、故障自動(dòng)分析、參數(shù)修改、通信；其中該嵌入式管理機(jī)與調(diào)度部門的通訊方式采用IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型應(yīng)用于電力系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08C23/06GK201191450SQ20072019944
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者岑宗浩, 煒 朱, 宏 胡, 郭佳田, 韓學(xué)軍, 捷 黃 申請(qǐng)人:華東電網(wǎng)有限公司;上海涌能電力科技發(fā)展有限公司