[发明专利]一种基于LVDS高速采样的嵌入式行波测距装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种用于行波信号的测量装置。

背景技术

随着智能电网建设的开展，现有输电线路行波故障测距装置受信号接入方式、通讯等方面限制，已经不符合智能化变电站技术发展趋势。在智能电网建设的背景下，电力系统对故障定位系统也提出更高的要求，要求进一步提高输电线路故障测距系统的可靠性、精度。在智能变电站技术导则中明确提出需要建立基础数据处理平台用于电网故障信息的采集分析处理。因此，迫切需要开展新型输电线路行波故障测距装置的研究，以满足智能变电站和智能电网未来发展对精确故障测距的需求。

目前行波测距主流算法为小波变换，小波变换计算通常可以利用DSP处理器完成，而采集的海量信号通常也可以利用DSP处理器进行处理，小波变换的计算精度直接受电力信号采样频率影响，直接影响测距算法及测距精度，传统的高速采集电路信号传输为TTL、LVTTL等方式，该方式具有抗干扰能力弱，但传输速度慢的特点，大大限制了AD采集速率，导致故障录波数据采样密度较低，影响测距精度，甚至测距失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LVDS高速采样的嵌入式行波测距装置，解决现有行波信号采集密度和采集质量较低，导致行波测量精度差的技术问题。

本发明基于LVDS高速采样的嵌入式行波测距装置，包括核心处理器、采集控制器、多通路模数转换电路、信号调理电路、B码授时电路和缓存单元，其中：

核心处理器，用于对采集的行波数据进行数据处理形成测距结果数据，并完成与外围电路、上位系统和受控电路数据通信过程中的控制逻辑、数据转存和数据封装形式变换；

采集控制器，用于提供LVDS接收终端，实时接收行波采集信号，并将行波采集信号转换为时序相关的行波采集数据缓存，接受上位装置的控制指令执行行波采集数据的传输或执行对下位装置的控制；

多通路模数转换电路，用于将接收的行波采集信号进行模数转换，提供LVDS发送终端，并向LVDS(低压差分信号高速串行总线)接收终端并发数字信号；

信号调理电路，用于对采集的电力行波暂态信号进行滤波和放大，形成行波采集信号；

B码授时电路，用于提高授时时标，对行波采集数据标记时标，形成行波采集数据的准确时域相关性；

缓存单元，用于暂存采集控制器行波采集数据，暂存采集控制器上位装置的控制数据；分别与核心处理器和采集控制器建立通信链路。

所述多通路模数转换电路包括若干个模数转换器和与每一个模数转换器配对的匹配电阻R，其中：

模数转换器，用于通过信号调理电路接收一路行波采集信号进行模数转换，并将转换的数字信号通过内置的串行LVDS接口发送；串行LVDS接口连接的两条差分线缆的远端，连接相应的匹配电阻R；

若干个模数转换器采用级联方式连接。

所述采集控制器包括AD采样控制模块、数据读写控制模块、中断控制模块、LVDS串并转换模块、数据抽样模块和FIFO(先入先出)模块，缓存单元与数据读写控制模块和ARM处理器各建立一条双向数据通道，B码授时电路与LVDS串并转换模块建立一条单向数据通道，其中：

AD采样控制模块，用于接收采样控制指令，转换为控制信号向多通路模数转换电路发送；

数据读写控制模块，用于接收上位装置的控制数据，形成采样控制指令和中断触发控制指令和行波采集数据抽样控制指令，将行波采集数据传送至缓存单元；

中断控制模块，用于接收中断触发控制指令，转换为中断触发信号，启动核心处理器数据接收状态；

LVDS串并转换模块，用于提供LVDS(低压差分信号高速串行总线)接收终端将行波采集信号的数字信号序列格式化，形成包含时标的行波采集数据

数据抽样模块，用于根据行波采集数据抽样控制指令对行波采集数据进行抽样，并将形成的行波采集数据(根据抽样控制指令包括采样数据或全部数据)通过数据读写控制模块传送至缓存单元，或传送至FIFO模块；

FIFO模块，用于通过输入口接收传送的数据并存储，并通过输出口将数据按接收顺序输出。

所述信号调理电路包括带通滤波器和差分放大电路，其中：

带通滤波器，用于过滤电力行波暂态信号通过电压/电流互感器后行波采集信号中的带外干扰信号；

差分放大电路，用于抑制电力行波暂态信号通过电压/电流互感器后行波采集信号的工作点漂移。

还包括本地存储装置和内存，以及远程通信端口和人机接口，其中：