[发明专利]换流阀二次控制接口故障信号智能录波装置

说明书

技术领域

本发明属于直流输电换流阀二次侧阀控制保护装置，涉及一种换流阀二次 控制接口故障信号智能录波装置。

背景技术

近年来，模块化的集成数字录波器在电力系统行业得到了应用，其实时准 确、存储功量大、记忆能力强、启动快速灵活，可有效的记录电力系统发生故 障及震荡时系统各项参数，用于分析系统的重要依据。

随着直流输电电力系统研究发现，针对换流阀为主的电力系统分析时，仅 仅观测一次侧参数已经很难有效分析出故障瞬间的故障点，必须对其二次控制 侧的控制信号进行检测。而通用二次接口，作为换流阀控制与检测设备(简称 VBE)和极控控制监测信号的连接，其通道数量多、逻辑繁琐、传输频率高、 实时精度高，为了更好的分析系统运行状态和准确判断系统故障时的故障点， 监测所有控制信号的波形信息为最有效的手段。

现有工程现场，录波方式主要用传统示波器架设在设备旁，进行录波，此 方法由于检测信号通道多，而示波器采样通道有限，且故障发生在微秒级别， 部分故障靠人眼识别抓取很难办到。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种换流阀二次控制接口故 障信号智能录波装置，解决换流阀二次控制接口故障信号无法监测的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

换流阀二次控制接口故障信号智能录波装置，包括ARM处理器和FPGA控 制单元；FPGA控制单元负责信号处理，FPGA控制单元连接有多通道光耦隔离 采集电路和组合式播码开关电路，通过多通道光耦隔离采集电路采集换流阀二 次控制接口信号，组合式播码开关电路用于设置启动录波条件；

ARM处理器包括基于Linux操作系统的波形文档存储系统，ARM处理器 设置有通讯接口，ARM处理器还连接有数据存储装置和时钟模块。

进一步，所述FPGA控制单元内部设置有自适应滤波信号识别模块，自适 应滤波信号识别模块用于检测信号电平、检测信号跳变沿、检测信号脉宽、检 测信号断线和检测信号变频。

进一步，所述时钟模块采用RTC时钟芯片。

进一步，FPGA通过IRIG-B码与外部GPS进行对时，同步时钟模块时钟。

进一步，所述ARM处理器设置有RS232串口和USB接口，还连接有太网 通讯模块。

进一步，所述数据存储装置包括SD卡和NANDFlash存储器。

进一步，所述ARM处理器还连接有蜂鸣器和LED状态指示灯。

本发明的换流阀二次控制接口故障信号智能录波装置，包括ARM处理器和 FPGA控制单元；FPGA控制单元负责信号处理，完成录波信号的采集，为录波 信号提供缓冲区，ARM处理器包括基于Linux操作系统的波形文档存储系统， 供ARM软件读取保存录波信号数据，同时也可以临时保存录波文件；解决换流 阀二次控制接口故障信号无法监测的问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用嵌入式模块化装置，体积小，可以方便与现有控制装备连接，安 装在系统内部，采集通道多，存储能力强，采集信息实时性，高精度，高频率。

(2)针对二次接口特点，可选择设置多种、多通道智能启动录波条件，可 有效的抓取故障瞬间信号波形数据。

(3)配置远程操作平台，方便控制，数据传输以及监测。

(4)模块本身配置可插拔存储器，可独自在无远程操作平台下自动记录数 据。

(5)录波模块由强大的操作系统以及应用程序组成，可以轻松实现网络、 SD卡文件系统等功能，方便用户操作。

附图说明

图1为本发明的架构原理框图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明的换流阀二次控制接口故障信号智能录波装置，主要 包括硬件与功能软件两个方面：

1.硬件配置

本装置主要由ARM处理器及FPGA控制单元构成的硬件板卡，架构如图1 所示。

(1)1片XilinxSpartan-3高性能FPGA，完成所有录波信号的采集，片内 带有双口RAM，为录波信号提供缓冲区，供ARM软件读取保存；

(2)512MBNAND存储器，保存Linux操作系统以及录波应用程序，同时 也可以临时保存录波文件；