基于PCI总线的发变组故障录波采集系统的的设计.pdf

维普资讯 第34卷 第17期 继 电器 Vo1．34 No．17 2006年9月 1日 RELAY Sep．1，2006 47 基于PCI总线的发变组故障录波采集系统的设计 魏 丰 ，徐鹏华 ，孙扬声 ，涂桂勤 (1．华中科技大学控制科学与工程系，湖北 武汉430074；2．华中科技大学电气与 电子工程学院，湖北 武汉430074；3．武汉吉特威科技有限公司，湖北 武汉430073) 摘要：目前国内故障录波采集系统设计主要有模块化和集中化两种方案 ，介绍了这两种设计的主要特点及应 用场合 ，并比较了两者的优缺点。针对当前电力系统 中发电机变压器组故障录波采集系统监控通道少、采样 速率低、缺乏精确时标等问题，提 出一种适合于发电机变压器组的数据采集系统设计方案。该方案集成了数 字信号处理器(DSP)强大的数字信号处理能力、PCI总线优 良的数据传输性能、高速多通道的数据采集功能， 并附有GPS同步时间信息，实现了96路模拟量和 192路开关量通道每个工频周期96点数据的同时采样、传 输。具有监测通道多、采样频率高．传送数据量大等特点，现场测试结果满足电力行业必威体育精装版标准DL／T873— 2004的技术要求。 关键词：故障录波；PCI总线； 集中化多通道数据采集；DSP； DL／T873—2004 中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)17-0047-04 态数据的次数不少于 1000次。 0 引言 发变组采集系统的模块化设计方案是在原有的 目前国内故障录波采集系统设计主要有模块化 线路录波模块的基础上，依靠增加模块数量来增加 和集中化两种方案。所谓模块化设计是指每个模块 监测通道数 目，通道采集和故障判据仍以模块为单 一 般具有 1O～20路模拟通道、几路到十几路开关量 元进行。但是，由于发变组录波新标准中要求通道 通道、1路或没有频率量输入，采用DSP为核心完成 数 目较多，大量增加模块就会导致一系列问题：①每 数据采集、故障判断、数据存储和上传等功能。而集 个模块都要接入一些重复的信号 (如母线电压信 中化设计 ¨J一般采用工控机加智能采集板卡的形 号)进行相关性运算，从而造成通道浪费，同时加大 式，数据采集和故障判据分离，由独立的采集系统完 故障风险。②新标准中要求系统时问经外部时钟同 成所有通道的集中采集后，通过总线传给工控机，由 步后，误差不超过 ±1ms，而太多的模块很难实现数 工控机对所有数据统一做判据处理，进行故障数据 据采样的精确同步。③即使对同一个故障，各模块 的存盘和上传 。 还可能存在算法判据的同步误差 ，很难协调各录波 大多数线路故障录波系统由于运行工况简单， 模块的同步工作。④受存储介质 (RAM、FLASH等) 输入通道少，记录数据量小，录波判据简单等特点， 容量所限，无法进行大容量的故障数据存储。⑤模 其采集系统常采用模块化结构设计。由于模块内部 块中DSP工作频率一般在 100MHz以下 ，速度较 一 般使用FLASH存储器作为故障数据存储介质，且 慢，开发难度较大，算法实现有一定的困难。 大部分元器件集中在一张PCB板上，无机械转动部 集中化结构由于使用了工控机，存在机箱风扇 件和多余的接插件，该设计具有可靠性高、成本低等 散热、硬盘机械转动以及接插件连接问题，对系统长 优点，广泛应用于小型变电站的线路录波。 期运行的稳定性有所影响。但是在多通道、大数据