換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于直流輸電換流閥二次側閥控制保護裝置，涉及一種換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，模塊化的集成數字錄波器在電力系統行業得到了應用，其實時準確、存儲功量大、記憶能力強、啟動快速靈活，可有效的記錄電力系統發生故障及震蕩時系統各項參數，用于分析系統的重要依據。
[0003]隨著直流輸電電力系統研究發現，針對換流閥為主的電力系統分析時，僅僅觀測一次側參數已經很難有效分析出故障瞬間的故障點，必須對其二次控制側的控制信號進行檢測。而通用二次接口，作為換流閥控制與檢測設備(簡稱VBE)和極控控制監測信號的連接，其通道數量多、邏輯繁瑣、傳輸頻率高、實時精度高，為了更好的分析系統運行狀態和準確判斷系統故障時的故障點，監測所有控制信號的波形信息為最有效的手段。
[0004]現有工程現場，錄波方式主要用傳統示波器架設在設備旁，進行錄波，此方法由于檢測信號通道多，而示波器采樣通道有限，且故障發生在微秒級別，部分故障靠人眼識別抓取很難辦到。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，解決換流閥二次控制接口故障信號無法監測的問題。
[0006]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，包括ARM處理器和FPGA控制單元；FPGA控制單元負責信號處理，FPGA控制單元連接有多通道光耦隔離采集電路和組合式播碼開關電路，通過多通道光耦隔離采集電路采集換流閥二次控制接口信號，組合式播碼開關電路用于設置啟動錄波條件；
[0008]ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，ARM處理器設置有通訊接口，ARM處理器還連接有數據存儲裝置和時鐘模塊。
[0009]進一步，所述FPGA控制單元內部設置有自適應濾波信號識別模塊，自適應濾波信號識別模塊用于檢測信號電平、檢測信號跳變沿、檢測信號脈寬、檢測信號斷線和檢測信號變頻。
[0010]進一步，所述時鐘模塊采用RTC時鐘芯片。
[0011 ] 進一步，FPGA通過IRIG-B碼與外部GPS進行對時，同步時鐘模塊時鐘。
[0012]進一步，所述ARM處理器設置有RS232串口和USB接口，還連接有太網通訊模塊。
[0013]進一步，所述數據存儲裝置包括SD卡和NAND Flash存儲器。
[0014]進一步，所述ARM處理器還連接有蜂鳴器和LED狀態指示燈。
[0015]本發明的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，包括ARM處理器和FPGA控制單元;FPGA控制單元負責信號處理，完成錄波信號的采集，為錄波信號提供緩沖區，ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，供ARM軟件讀取保存錄波信號數據，同時也可以臨時保存錄波文件;解決換流閥二次控制接口故障信號無法監測的問題。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0017](I)采用嵌入式模塊化裝置，體積小，可以方便與現有控制裝備連接，安裝在系統內部，采集通道多，存儲能力強，采集信息實時性，高精度，高頻率。
[0018](2)針對二次接口特點，可選擇設置多種、多通道智能啟動錄波條件，可有效的抓取故障瞬間信號波形數據。
[0019](3)配置遠程操作平臺，方便控制，數據傳輸以及監測。
[0020](4)模塊本身配置可插拔存儲器，可獨自在無遠程操作平臺下自動記錄數據。
[0021](5)錄波模塊由強大的操作系統以及應用程序組成，可以輕松實現網絡、SD卡文件系統等功能，方便用戶操作。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的架構原理框圖；
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】來對本發明做進一步說明。
[0024]如圖1所示，本發明的換流閥二次控制接口故障信號智能錄波裝置，主要包括硬件與功能軟件兩個方面:
[0025]1.硬件配置
[0026]本裝置主要由ARM處理器及FPGA控制單元構成的硬件板卡，架構如圖1所示。
[0027](1)1片Xilinx Spartan-3高性能FPGA，完成所有錄波信號的采集，片內帶有雙口RAM，為錄波信號提供緩沖區，供ARM軟件讀取保存；
[0028](2)512MB NAND存儲器，保存Linux操作系統以及錄波應用程序，同時也可以臨時保存錄波文件；
[0029](3)512MB DDR3內存；
[0030](4)1路RS-232接口，可以用于程序調試、系統的遠程登陸等；
[0031](5)1路10M/100M以太網接口，可以用于系統的遠程登陸，同時也可以傳輸錄波文件，避免在試驗室或外場頻繁插拔SD存儲卡，方便用戶使用；
[0032](6)1路SD卡接口，保存錄波文件，同時也可以使Linux操作系統從SD卡啟動，方便程序調試，同時可以將現場的最終錄波程序攜帶；
[0033](7)1路蜂鳴器，提供緊急情況下的報警；
[0034](8)多路LED狀態指示燈，提供電源以及系統工作狀態等信息。
[0035](9)通用2*20標準連接器，配置多路選擇開關，可以靈活選擇啟動錄波條件。
[0036]FPGA控制單元負責信號處理，FPGA控制單元連接有多通道光耦隔離采集電路和組合式播碼開關電路，通過多通道光耦隔離采集電路采集換流閥二次控制接口信號，組合式播碼開關電路用于設置啟動錄波條件；
[0037]ARM處理器包括基于Linux操作系統的波形文檔存儲系統，ARM處理器設置有通訊接口，ARM處理器還連接有數據存儲裝置和時鐘模塊。時鐘模塊采用RTC時鐘芯片，FPGA通過IRIG-B碼與外部GPS進行對時，同步時鐘模塊時鐘。
[0038]多通道光耦隔離采集通道，采集輸入電平3.3V帶高速光耦隔離器件、最高信號采集頻率5MHz。
[0039]自適應濾波信號識別模塊，包括以下信號特征:a.檢測信號電平b.檢測信號跳變沿c.檢測信號脈寬d.檢測信號斷線e.檢測信號變頻根據組合式播碼，可靈活設置任意組合方式的啟動錄波條件。啟動錄波后，自動保存啟動點前200ms，后600ms時間段的所有通道波形信息。
[0040]ARM