專利名稱：一種電力故障動態(tài)記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種故障動態(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)，進一步加強電力系統(tǒng)調(diào)度中心對電力系統(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)度中心主站實現(xiàn)對電力系統(tǒng)動態(tài)過程和故障過程的監(jiān)測和分析。同時，為 滿足數(shù)字變電站建設(shè)的需要，要求對過程層設(shè)備進行監(jiān)視和記錄，故障記錄裝置的 對外接口應(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。由故障動態(tài)記錄裝置和繼電保護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。
目前故障動態(tài)記錄技術(shù)還停留在圍繞工控機展開的階段，未有符合IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)，也未有以無啟動元件長錄波技術(shù)實現(xiàn)的故障動態(tài)記錄系統(tǒng)。隨著目前對數(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，同時變電站綜合同 步方案也漸趨成熟。所以，基于IEC61850技術(shù)對分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行監(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
本實用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種電力故障動態(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)正常運行和故障處 理服務(wù)。
本實用新型的技術(shù)方案為本實用新型揭示了一種電力故障動態(tài)記錄裝置，
包括 至少一個智能采集單元，進行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集； 至少一個數(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，對采
集到的數(shù)據(jù)進行存儲和處理；
嵌入式管理機，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行通訊。
上述的電力故障動態(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)。
上述的電力故障動態(tài)記錄裝置，其中，該動態(tài)記錄裝置的管理機采用嵌入式 硬件形式，該動態(tài)記錄裝置還包括與該嵌入式管理機連接的顯示設(shè)備和打印設(shè)備。
本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實用新型采用分布式結(jié)構(gòu)的 智能采集單元，同時嵌入式管理機與其中的調(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)正常運行和故障處理 服務(wù)。


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

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。 請參見圖l，電力故障裝置包括6個智能采集單元(IAU) 11 16、 2個數(shù) 據(jù)處理單元(DPU) 21 22、嵌入式管理機(EMU) 40、顯示設(shè)備60和打印設(shè) 備70。嵌入式管理機40通過以太網(wǎng)80與數(shù)據(jù)處理單元21、 22連接，進行人機 對話，內(nèi)設(shè)調(diào)度單元50，調(diào)度單元完成故障動態(tài)記錄裝置的人機對話、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，并不限制本實用新 型的保護范圍。
本實用新型有別于傳統(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40之間以及嵌入式管理機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進行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集，例如每個智能采 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)對智能采集單元11 16所采集到的數(shù)據(jù)的存儲 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。可以在現(xiàn)場連接一個顯示設(shè)備以進行現(xiàn)場故障監(jiān)視，也可以通過 以太網(wǎng)80直接與調(diào)度單元50通信。可以在嵌入式管理機40的一端利用顯示 設(shè)備60和打印設(shè)備70對故障進行顯示和打印操作。
電力故障動態(tài)記錄裝置的數(shù)據(jù)記錄方式有電力系統(tǒng)故障、發(fā)生大擾動時 的暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄功能；發(fā)電機組和電網(wǎng)正常運行時的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)記錄功能；無啟 動元件長錄波功能。暫態(tài)數(shù)據(jù)記錄有多種啟動方式供選擇，并且提供默認(rèn)啟動 值和模板式的整定界面，保證電力系統(tǒng)故障時裝置能正確啟動。無啟動元件長 錄波功能是在不影響傳統(tǒng)的啟動式錄波基礎(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，這一功能尤其對啟動元件不易整定 或電力系統(tǒng)不明原因故障時的數(shù)據(jù)記錄起到很好的補充作用，對大面積長時間 故障的全過程的記錄和分析更有意義。
電力故障動態(tài)記錄裝置中配備例如是電子盤、CF卡等的存儲卡(未圖示) 和硬盤(未圖示)，其中存儲卡存儲以暫態(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)和硬盤存儲以無啟動元件長錄波方式
記錄的數(shù)據(jù)，嵌入式管理機40通過以太網(wǎng)80獲取并存儲以暫態(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保證了數(shù)據(jù)記錄的可 靠性。
本實用新型的電力故障動態(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)扇等機械旋轉(zhuǎn)部件，提高了 硬件系統(tǒng)的可靠性，確?？煽繙y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。本實用新型通過基于GPS和原子鐘技術(shù)的變電站同步授時綜合方案實 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 信模塊和嵌入式實時多任務(wù)軟件架構(gòu)設(shè)計，同時引入無啟動元件實現(xiàn)長錄波的 功能。
上述實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)或使用本實用新型的，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員可在不脫離本實用新型的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種 種修改或變化，因而本實用新型的保護范圍并不被上述實施例所限，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、一種電力故障動態(tài)記錄裝置，其特征在于，包括至少一個智能采集單元，進行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集；至少一個數(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，對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲和處理；嵌入式管理機，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行通訊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力故障動態(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所述的電力故障動態(tài)記錄裝置，其特征在于，該動態(tài)記錄 裝置的管理機采用嵌入式硬件形式，該動態(tài)記錄裝置還包括與該嵌入式管理機連 接的顯示設(shè)備和打印設(shè)備。
專利摘要本實用新型公開了一種電力故障動態(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)正常運行和故障處理服務(wù)。其技術(shù)方案為該電力故障動態(tài)記錄裝置包括至少一個智能采集單元，進行模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集；至少一個數(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，對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲和處理；嵌入式管理機，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)度單元完成故障動態(tài)記錄裝置的人機對話、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、故障自動分析、參數(shù)修改、通信；其中該嵌入式管理機與調(diào)度部門的通訊方式采用IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)。本實用新型應(yīng)用于電力系統(tǒng)。
文檔編號G08C23/06GK201191450SQ20072019944
公開日2009年2月4日 申請日期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