電力故障波采集系統(tǒng)

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電力故障波采集系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本申請涉及電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電力故障波采集系統(tǒng)、

方法、裝置和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

[0002]電力系統(tǒng)運行中，單相牽引負(fù)荷會發(fā)生復(fù)雜的變化，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中無功功率升高，

并在系統(tǒng)中注入負(fù)序及諧波，成為.電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的不穩(wěn)定因素?，同時使電力系統(tǒng)資源利

用效率明顯降低，進(jìn)而影響了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。諧波、無功、負(fù)序這三個問題已經(jīng)成為影響

當(dāng)前電力系統(tǒng)運行過程的最顯著問題。而目前采用的大多數(shù)解決方案為SVGC方案，所以為了

并網(wǎng)的穩(wěn)定，勢必要采樣電壓、電流信號，并通過對電壓及電流的波形分析來判斷是否出現(xiàn)故

障，但是，在現(xiàn)有的SVGC方案中不支持SVG或C出現(xiàn)故障后記錄瞬時故障狀態(tài)，無法分析電網(wǎng)

瞬時狀態(tài)，對于電壓暫降、接地故障等突變情況導(dǎo)致的設(shè)備故障無法分析。針對該現(xiàn)象額外的增

加了獨立于SVGC系統(tǒng)之外的一套系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容

[0003]本申請實施例的目的在于提供一種電力故障波采集系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在

的技術(shù)問題。

[0004]本實用新型實施例提供一種電力故隙波采集系統(tǒng)，包括：無功補償模塊，電性連接于

電網(wǎng)，用于向電網(wǎng)提供無功補償；電壓檢測模塊，電性連接于無功補償模塊，用于獲取無功補

償模塊的電壓數(shù)據(jù)；主控模塊，分別電性連接于無功補償模塊和電壓檢測模塊，用于監(jiān)聽無功補

償模塊是否發(fā)生故障，并在無功補償模塊發(fā)生故障時，根據(jù)電壓檢測模塊檢測的電壓數(shù)據(jù)，

次取電力故障波。

[0005]于一實施例中，主控模塊包括：數(shù)字信號處理單元，電性連接于電壓檢測模塊，用于

獲取電壓檢測模塊的電壓數(shù)據(jù)；鏈表數(shù)據(jù)分析單元，電性連接于數(shù)字信號處理單元，用于根據(jù)

電壓數(shù)據(jù)按照采集周期劃分并生成電壓鏈表數(shù)據(jù)；故障檢測單元，電性連接于無功補償模塊,

用戶監(jiān)聽無功?M嘗模塊是否上傳故障信息；數(shù)據(jù)上傳單元，分別電性連接于鏈表數(shù)據(jù)分析單元和

故障檢測單元，用于當(dāng)故障檢測單元監(jiān)聽到無功補償模塊上傳故障信息時，于鏈表數(shù)據(jù)分析

單元提取電壓鏈表數(shù)據(jù)，并將電壓鏈表數(shù)據(jù)上傳至外部終端。

[0006]于一實施例中，數(shù)字信號處理單元包括至少一個數(shù)字信號處理設(shè)備。

[0007]于一實施例中，無功補償模塊包括靜止無功發(fā)生器或動態(tài)無功補償器。

[0008]于一實施例中，電壓檢測模塊包括霍爾傳感器。

[0009]于一實施例中，數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F28335作為

主控芯片。

[0010]于一實施例中，控制模塊的內(nèi)部工作頻率為30MHz,供電電源為3.3V,內(nèi)核電壓為

1.9V,16通道12位轉(zhuǎn)換率的AD,串行M口，3個CPU定時器，18路PWM輸出通道，具有PWM死區(qū)

控制。

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[0011]于一實施例中，數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2407作

為主控芯片。

[0012]于一實施例中，數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊采用EPIC6T144T7型芯片作為主控

心斤O

[0013]于一實施例中，系統(tǒng)還包括顯示設(shè)備，電性連接于控制模塊，用于顯示電力故障

波。

附圖說明

[0014]為了更清楚地說明本申請實施例的技術(shù)方案，下面將對本申請實施例中所需要使用

的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本申請的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對

范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附

圖獲得其他相關(guān)的附圖。

[0015]圖1為本申請實施例提供的一種電力故障波采集系統(tǒng)的示意圖；

[0016]圖2為本申請實施例提供的一種主控模塊的原理框圖；

[0017]圖3為本申請實施例提供的一種電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

[0018]圖4為本申請實施例提供的一種電力故障波采集方法的應(yīng)用場景圖；

[0019]圖5為本申請實施例提供的一種電力故障波采集方法的流程圖；

[0020]圖6為本申請實施例提供的一種電力故障波采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0021]圖標(biāo)：1-電力故障波采集系統(tǒng);10-無功補償模塊；2-電子設(shè)備；20-電壓檢測模塊；

21■數(shù)字信號處理單元；22-鏈表數(shù)據(jù)分析單元；23-故障檢測單元；24-數(shù)據(jù)上傳單元；30-主

控模塊40-總線；41-處理器；42-存儲器；300-終端；400-服務(wù)端；600-電力故障波采集裝

置601-第一獲取模塊；602-周期劃分模塊；603-數(shù)據(jù)生成模塊；604-故障監(jiān)聽模塊；605-第

二獲取模塊。

具體實施方式

[0022]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述。

[0023]請參閱圖1,其為本申請實施例提供的一種電力故障波采集系統(tǒng)1的示意圖，電力

故隙波采集系統(tǒng)1包括：無功補償模塊10、電壓檢測模塊20和主控模塊30。

[0024]其中，無功補償模塊10電性連接于電網(wǎng)，用于向電網(wǎng)提供無功補償。于一實施例中，

無功補償模塊10可以是靜止無功發(fā)生落或動態(tài)無功補償器。由于電力部門規(guī)定，凡是安裝有低

壓變壓器地方及大型用電設(shè)備旁邊都應(yīng)該配備無功補償裝置，特別是那些功率因數(shù)較低的工礦、企

業(yè)、居民區(qū)必須安裝。大型異步申機、變壓器、申焊機、沖床、車床群、空壓機、壓力機、吊車、冶煉、

軋鋼、軋鋁、大型交換機、電灌設(shè)備、電氣機車等尤其需要。居民區(qū)除白熾燈照明外，空調(diào)、冷凍

機等也都是無功功率不可忽視的耗用對象。農(nóng)村用電狀況比較惡劣，多數(shù)地區(qū)供電不足，電壓波

動很大，功率因數(shù)尤其低，加裝制嘗設(shè)備是改善供電狀況、提高電能利用率的有效措施，其中，電

網(wǎng)可以是三相四線制。

[0025]電壓檢測模塊20電性連接于主控電路，用于獲取無功補償模塊10的電壓數(shù)據(jù)。于一

實施例中，電壓檢測模塊20可以是霍爾傳感器，霍爾傳感器將SVG內(nèi)的電壓按同比例轉(zhuǎn)換為

電壓輸出，同時將該信號傳輸給主控模塊30。此外，霍爾傳感器還可以將SVG內(nèi)大電流按

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同比例轉(zhuǎn)換為小電流，同時將該信號傳輸給主控模塊30.

[0026]主控模塊30,分別電性連接于無功補償模塊10和電壓檢測模塊20,用于監(jiān)聽無功

補償模塊10是否發(fā)生故障，并在無功補償模塊10發(fā)生故障時，根據(jù)電壓檢測模塊20檢測的電

壓數(shù)據(jù)，獲取電力故障波。

[0027]請參閱圖2,其為本申請實施例提供的一種主控模塊30的原理框圖，主控模塊30包

括：數(shù)字信號處理單元21、鏈表數(shù)據(jù)分析單元22、故障檢測單元23和數(shù)據(jù)上傳單元24。

[0028]數(shù)字信號處理單元21電性連接于電壓檢測模塊20,用于獲取電壓檢測模塊20的電

壓數(shù)據(jù)。于一實施例中，數(shù)字信號處理單元21包括至少一個數(shù)字信號處理設(shè)備。數(shù)字信號處理

設(shè)備(DSP,DigitalSignalProcess)會對接收到的霍爾傳感器傳出的模擬量進(jìn)行收集。

[0029]鏈表數(shù)據(jù)分析單元22電性連接于數(shù)字信號處理單元21,用于根據(jù)電壓數(shù)據(jù)按照采

集周期劃分并生成電壓鏈表數(shù)據(jù)。于一實施例中，將接收到的霍爾傳感相傳出的模抵量，按照

每一周期分為200個序列點，DSP捕捉每周期的前140個點，并形成相應(yīng)鏈表并給予序列號

:P1?P100),每當(dāng)序列號到達(dá)100后由1開始自動刪除并繼續(xù)實時捕捉。

[0030]故障檢測單元23電性連接于無功補償模塊10,用戶監(jiān)聽無功補償模塊10是否上傳

故障信息。于一實施例中，當(dāng)SVG出現(xiàn)故障警報時，控制DSP開始上傳故障波形的模擬量。

[0031]數(shù)據(jù)上傳單元24分別電性連接于鏈表數(shù)據(jù)分析單元22和故障檢測單元23,用于當(dāng)

故障檢測單元23監(jiān)聽到無功補償模塊10上傳故障信息時，于鏈表數(shù)據(jù)分析單元22提取電壓

鏈表數(shù)據(jù)，并將電壓鏈表數(shù)據(jù)上傳至外部終端300。

[0032]于一實施例中，DSP中的數(shù)據(jù)可以通過I/O直接傳輸，或通過USB(Universa1

SerialBus,通用串行總線)或者串口連接至PC(PersonalComputer,個人電腦)或通過A/D

[模/數(shù))轉(zhuǎn)換將波形模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量直接傳出，或通過無線數(shù)據(jù)傳輸至SVG中。進(jìn)行實

E寸的故障波形傳輸能夠直觀的表現(xiàn)出SVG當(dāng)時的工作狀杰及電流/電壓波形。

[0033]于一實施例中，數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊采用T1公司生產(chǎn)的TMS320F28335作為

主控芯片?？刂颇K的內(nèi)部工作頻率為30MHz,供電電源為3.3V,內(nèi)核電壓為1.9V,16通道

12位轉(zhuǎn)換率的AD,串行數(shù)據(jù)口，3個CPU定時器，18路PWM輸出通道，具有*PWM死區(qū)控制。

[0034]于一實施例中，數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊采用T1公司生產(chǎn)的TMS320F2407作為

主控芯片。數(shù)字信號處理設(shè)備的控制模塊也可以采用EPIC6Tl4417型芯片作為主控芯片。

[0035]于一實施例中，電力故障波采集系統(tǒng)1還包括顯示設(shè)備，電性連接于控制模塊，用于

顯示電力故障波。

[0036]請參閱圖3,其為本實施例提供的一種電子設(shè)備2,包括：至少一個處理器41和存儲

帑42,部中以一個處理器41為例。處理器41和存儲器42通過總線40連接，存儲器42存儲有

可被處理器41執(zhí)行的指令，指令被處理器41執(zhí)行。

[0037]存儲器42可以由任何類型的易失性或非易失性存儲設(shè)備或者它們的組合實現(xiàn)，女曲

態(tài)隨機存取存儲器(StaticRandomAccessMemory,簡的SRAM),電可,擦除可編程只讀存儲

器(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory,簡解EPROM),可擦除可編

程只讀存儲器(ErasableProgrammableReadOnlyMemory,簡琳PROM),可編程只讀存儲

器(ProgrammableRed-OnlyMemory,篋兩PROM),只讀存儲器(Read-OnlyMemory,篋稱

ROM),磁存儲器，快閃存儲器，磁盤或光盤。

[0038]圖4是本申請實施例提供的電力故障波采集方法的應(yīng)用場景示意圖。如圖4所示，

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[0052]第一獲取模塊601,用于獲取無功補償模塊10的電壓數(shù)據(jù)。

[0053]周期劃分模塊602,用于根據(jù)預(yù)設(shè)采集周期劃分采集序列節(jié)點信息。

[0054]數(shù)據(jù)生成模塊603,用于將序列點信息按照采集順序分配給電壓數(shù)據(jù)，生成電壓鏈

表數(shù)據(jù)。詳細(xì)請參閱上述實施例中對步驟501的描述。

[0055]故障監(jiān)聽模塊604,用于監(jiān)聽無功補償模塊10是否發(fā)生故障。詳細(xì)請參閱上述實施

例中對步驟502的描述。

[0。56]第二獲取模塊605,用于若無功補償模塊10發(fā)生故障，根據(jù)電壓檢測模塊20檢測的

電壓數(shù)據(jù)，獲取電力故障波。詳細(xì)請參閱上述實施例中對步驟503的描述。

[0057]在本申請所提供的實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實

現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，

實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系

統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通

信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械

或其它的形式。

[0058]另外，作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示

的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)

單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

[0059]再者，在本申請各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，

也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

[0060]需要說明的是，功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,

可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說

對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出」來，該計

算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備

〔可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例方法的全部或部分步驟。

而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(Read-OnlyMemory,ROM)隨機存取存儲

器(RandomAccessMemory,RAM)＞磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

[0061]在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個

實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系

或者順序。

[0062]以上僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請的保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域的技

術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、

等同替換、的注等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi).

漢

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圖1

出

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圖2

父

CN213715360U說明書附圖3/5頁

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圖3

300400