專利名稱：數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓電器絕緣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及特/超高壓電器設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)及裝置，具體地說(shuō)涉及一種能有效檢測(cè)交直流特/超高壓輸變電設(shè)備局部放電的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
局部放電量是監(jiān)測(cè)高壓電器設(shè)備絕緣狀況的最為靈敏的參數(shù)，因此，局部放電量的測(cè)量在電力系統(tǒng)運(yùn)行的高壓電器設(shè)備交接試驗(yàn)(預(yù)防性試驗(yàn)和絕緣診斷試驗(yàn))中所起的作用越來(lái)越大，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前，隨著國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的高速發(fā)展，加上我國(guó)的能源分布極其不均衡，形成了西電東送的格局；高壓輸電現(xiàn)在主要采用交流輸電和直流輸電兩種模式。隨著高壓輸電方式的多樣化，對(duì)這些高壓電器設(shè)備的絕緣狀況的監(jiān)測(cè)尤為重要，因此對(duì)局部放電測(cè)量裝置的要求就越來(lái)越高。據(jù)申請(qǐng)人所知，對(duì)于交流高壓電器設(shè)備的局部放電測(cè)量，已有許多成熟的測(cè)量?jī)x器，但對(duì)于直流高壓電器設(shè)備的局部放電方面的測(cè)量方法及儀器還很欠缺，這是由于國(guó)內(nèi)直流輸變電工程起步晚，對(duì)直流局部放電的研究不是很深入造成的。最早開(kāi)展此項(xiàng)工作是湖北省電力試驗(yàn)研究所，其依托葛洲壩——上海500kV直流工程，做了一些對(duì)直流局部放電的測(cè)量工作，并對(duì)直流電壓下的局部放電信號(hào)進(jìn)行了提取和分析，目前，國(guó)內(nèi)的國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究所及清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、武漢大學(xué)等高校開(kāi)始關(guān)注直流高壓電器設(shè)備的局部放電的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，并對(duì)直流電壓下的局部放電產(chǎn)生機(jī)理及局部放電與絕緣老化和缺陷方面進(jìn)行了初步研究，取是了一些成果，但這些成果還沒(méi)有應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)中，都是基礎(chǔ)性的探索過(guò)程，更沒(méi)有相關(guān)的測(cè)量裝置，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的需要。國(guó)外關(guān)于這方面的研究起步較早，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)、日本等國(guó)家的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)在這一領(lǐng)域都進(jìn)行了較深的研究，其中Hoogenraad G提出了在特高壓直流中局部放電的數(shù)字式測(cè)量技術(shù)，Peter Morshnis在直流局部放電的診斷方法，F(xiàn)romniu提出了直流局部放電的分類等，他們都提出了針對(duì)直流局部放電本身的測(cè)試原理和直流局放分析模型，取得了一定的進(jìn)展，但均未涉及具體的直流局部放電檢測(cè)方法及測(cè)試儀器的設(shè)計(jì)方法。
國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開(kāi)的(專利號(hào)為CN95245461.0)實(shí)用新型專利《多功能局部放電檢測(cè)分析儀》，以及目前廣泛生產(chǎn)、使用的JF8601、JFD3A模擬局放儀、JFD-2B數(shù)字局放儀，雖能有效應(yīng)用于交流電器設(shè)備的局部放電測(cè)量，但其存在的共同的缺點(diǎn)是，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷地存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)。而直流高壓電器設(shè)備的局部放電特點(diǎn)決定了必須長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷地存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥羞@樣，才能有效客觀地評(píng)價(jià)直流高壓電器設(shè)備的局部放電水平。申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的模擬技術(shù)無(wú)法存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，因此，無(wú)法將其應(yīng)用到直流高壓電器設(shè)備局放測(cè)量上，必須采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，提出并設(shè)計(jì)一種能有效檢測(cè)交直流特/超高壓輸變電設(shè)備局部放電的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法，其特征在于，采用了硬件流水線和大緩存數(shù)據(jù)處理兩大技術(shù)對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行檢則，采用的硬件流水線至少包括CPLD(可編程邏輯陣列)電路、A/D、和FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路、工控機(jī)組合；通過(guò)硬件流水線，首先使局放信號(hào)經(jīng)檢測(cè)阻抗耦合，先對(duì)其進(jìn)行程控放大及濾波，將其調(diào)整為一定電平的輸入信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CPLD(可編程邏輯陣列)電路處理后送至FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路；由工控機(jī)實(shí)時(shí)讀取FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路的數(shù)據(jù)，再由大緩存數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即通過(guò)使用windows平臺(tái)大容量存儲(chǔ)器來(lái)緩存從FIFO中讀進(jìn)來(lái)的局部放電數(shù)據(jù)，從而滿足后續(xù)處理的需要，其中1)數(shù)據(jù)處理分為驅(qū)動(dòng)、DLL、主程序三層結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)從FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路取數(shù)，再傳給DLL、同時(shí)發(fā)送命令給硬件；2)FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路采用了專用軟件，該專用軟件通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)，由DLL從系統(tǒng)申請(qǐng)大容量緩存，將驅(qū)動(dòng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式編組存入緩存中，同時(shí)響應(yīng)主程序的取數(shù)請(qǐng)求，將先進(jìn)入緩存的一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳給主程序，F(xiàn)IFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路按照先進(jìn)先出順序傳輸數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)都是以數(shù)據(jù)塊的方式在系統(tǒng)內(nèi)傳輸處理，以加快處理速度；3)工控機(jī)的主程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選和統(tǒng)計(jì)處理后顯示出來(lái)或存儲(chǔ)、打印，同時(shí)負(fù)責(zé)人機(jī)接口界面；4)專用軟件運(yùn)行在windows平臺(tái)下，運(yùn)用操作系統(tǒng)多任務(wù)分時(shí)處理特性，創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程完成大流量的取數(shù)、傳數(shù)、處理、顯示數(shù)據(jù)處理流程，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)。
實(shí)現(xiàn)上述方法的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)裝置，采用工控機(jī)、顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備，其特征在于，由檢測(cè)阻抗、程控放大濾波電路、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路、CPLD(可編程邏輯陣列)電路、FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路、工控機(jī)及顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備組成，檢測(cè)阻抗接程控放大濾波電路的輸入端；程控放大濾波電路的輸出接一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，該A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)總線輸出接CPLD電路的數(shù)據(jù)總線輸入端，CPLD電路的一個(gè)輸出采樣控制線接該A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入控制端；CPLD電路的另一個(gè)輸出控制線接另一A/D轉(zhuǎn)換電路；CPLD電路的另一個(gè)輸出控制線接程控放大濾波電路的輸入控制端；A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)總線輸出接CPLD電路的數(shù)據(jù)總線輸入端；CPLD電路的數(shù)據(jù)總線輸出接FIFO電路的輸入端；FIFO電路的數(shù)據(jù)總線輸出接工控機(jī)7的數(shù)據(jù)輸入端；工控機(jī)輸出接顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備。
其特征在于，程控放大濾波電路由一個(gè)放大濾波集成電路TLC1068及一個(gè)放大濾波集成電路TLC1569組成。
其特征在于，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路是由一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路TLC5510A芯片、電壓基準(zhǔn)集成電路REF198ES芯片、總線收發(fā)器74ACT245T芯片、40MHz有源晶振JZ1組成。
其特征在于，另一A/D轉(zhuǎn)換電路是由一個(gè)集成放大電路LF355N8芯片、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路ADC0820BCDW芯片組成。
其特征在于，CPLD電路是由一個(gè)大規(guī)模可編程邏輯門陣列EPM570QC144芯片及其JTAG編程接口J5組成。
其特征在于，F(xiàn)IFO電路是由一個(gè)大容量先進(jìn)先出存儲(chǔ)器電路CY7C42X1芯片組成。
本發(fā)明的信號(hào)處理流程是，局放信號(hào)由檢測(cè)阻抗耦合、傳輸至主機(jī)，先對(duì)其進(jìn)行程控放大、濾波，將其調(diào)整到合適水平，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。經(jīng)CPLD處理后送至FIFO，工控主機(jī)實(shí)時(shí)讀取FIFO的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)等處理后再顯示出來(lái)或存儲(chǔ)下來(lái)以后再用，必要時(shí)打印相關(guān)波形數(shù)據(jù)等。零標(biāo)信號(hào)用于局放信號(hào)采樣同步。本發(fā)明的裝置還可采集試驗(yàn)電壓信號(hào)，方便局放分析和統(tǒng)計(jì)。
為達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)的目的，本發(fā)明采用的硬件流水線至少包括CPLD(可編程邏輯陣列)電路、A/D、和FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路、工控機(jī)組合；通過(guò)硬件流水線，首先使局放信號(hào)經(jīng)檢測(cè)阻抗耦合，先對(duì)其進(jìn)行程控放大及濾波，將其調(diào)整為一定電平的輸入信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CPLD(可編程邏輯陣列)電路處理。本發(fā)明采用了兩大核心技術(shù)硬件流水線和大緩存軟件數(shù)據(jù)處理。硬件流水線由CPLD+FIFO組成，CPLD和FIFO都使用同一個(gè)時(shí)鐘，CPLD控制A/D高速采樣，根據(jù)同步的零標(biāo)信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步等預(yù)處理，然后不間斷地寫入FIFO，同時(shí)工控主機(jī)實(shí)時(shí)不間斷地讀取FIFO的數(shù)據(jù)，這樣一條流水線保證了邊高速采樣邊讀數(shù)，從而最大限度提高傳輸速度，為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)打下硬件基礎(chǔ)。同時(shí)這條硬件流水線不僅保證了能夠不間斷傳輸局部放電數(shù)據(jù)，而且因?yàn)榱魉€是以A/D采樣的速度同步高速運(yùn)行的，從而最大限度地保留了局部放電的主要波形數(shù)據(jù)，有利于后續(xù)的局放分析和統(tǒng)計(jì)。大緩存軟件數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要是軟件處理技術(shù)，是利用windows平臺(tái)大容量存儲(chǔ)器來(lái)緩存從FIFO中讀進(jìn)來(lái)的局部放電數(shù)據(jù)，從而滿足后續(xù)處理的需要。具體敘述如下軟件為驅(qū)動(dòng)、DLL、主程序三層結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)從FIFO取數(shù)，再傳給DLL、同時(shí)發(fā)送命令給硬件；DLL從系統(tǒng)申請(qǐng)大容量緩存，將驅(qū)動(dòng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式編組存入緩存中，同時(shí)響應(yīng)主程序的取數(shù)請(qǐng)求，將先進(jìn)入緩存的一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳給主程序，如此形成一個(gè)軟件FIFO，先進(jìn)先出順序傳數(shù)，數(shù)據(jù)都是以數(shù)據(jù)塊的方式在系統(tǒng)內(nèi)傳輸處理，加快處理速度；主程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)等處理后顯示出來(lái)或存儲(chǔ)、打印，同時(shí)負(fù)責(zé)人機(jī)接口界面。軟件是運(yùn)行在windows平臺(tái)下，因此充分運(yùn)用操作系統(tǒng)多任務(wù)分時(shí)處理特性，創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程完成大流量的取數(shù)、傳數(shù)、處理、顯示等數(shù)據(jù)處理流程，從而達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)的目的。
本發(fā)明的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)裝置根據(jù)直流放電的特性，設(shè)計(jì)了如上所述的A/D采樣等硬件電路，編寫了數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)等處理的軟件，提出了相應(yīng)的抗干擾方法和處理手段。能有效應(yīng)用于交直流高壓電器的局部放電測(cè)量。
本發(fā)明的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)裝置，通用PC總線接口，大容量CPLD控制采樣通訊的一種高集成度、成本較低的先進(jìn)技術(shù)，從而有效地降低設(shè)備成本、有利于大規(guī)模推廣使用。同時(shí)利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)直流下局部放電進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和統(tǒng)計(jì)、進(jìn)一步完善局部放電測(cè)量裝置的抗干擾能力和分析模式。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，采用的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)裝置主要應(yīng)用大容量CPLD技術(shù)提高系統(tǒng)集成度，既增加設(shè)備可靠性又可有效降低成本；采用通用PC總線接口進(jìn)一步降低成本；采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以對(duì)直流下局部放電的特性進(jìn)行準(zhǔn)確、充分的分析和統(tǒng)計(jì)，增強(qiáng)抗干擾能力


圖1，本發(fā)明的裝置采用的系統(tǒng)原理框圖；圖2，本發(fā)明的裝置采用的程控放大濾波電路的電路原理圖；圖3，本發(fā)明的裝置采用的A/D轉(zhuǎn)換電路3及4的電路原理圖；圖4，本發(fā)明的裝置采用的CPLD(可編程邏輯陣列)電路的電路原理圖；圖5，本發(fā)明的裝置采用的工控機(jī)的電路原理圖；圖6，本發(fā)明的裝置采用的FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明的方法是，采用了硬件流水線和大緩存數(shù)據(jù)處理兩大技術(shù)對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行檢則，采用的硬件流水線至少包括CPLD(可編程邏輯陣列)電路、A/D、和FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路、工控機(jī)組合；通過(guò)硬件流水線，首先使局放信號(hào)經(jīng)檢測(cè)阻抗耦合，先對(duì)其進(jìn)行程控放大及濾波，將其調(diào)整為一定電平的輸入信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CPLD(可編程邏輯陣列)電路處理后送至FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路；由工控機(jī)實(shí)時(shí)讀取FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路的數(shù)據(jù)，再由大緩存數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即通過(guò)使用windows平臺(tái)大容量存儲(chǔ)器來(lái)緩存從FIFO中讀進(jìn)來(lái)的局部放電數(shù)據(jù)，從而滿足后續(xù)處理的需要，其中1)數(shù)據(jù)處理分為驅(qū)動(dòng)、DLL、主程序三層結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)從FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路取數(shù)，再傳給DLL、同時(shí)發(fā)送命令給硬件；2)FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路采用了專用軟件，該專用軟件通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)，由DLL從系統(tǒng)申請(qǐng)大容量緩存，將驅(qū)動(dòng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式編組存入緩存中，同時(shí)響應(yīng)主程序的取數(shù)請(qǐng)求，將先進(jìn)入緩存的一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳給主程序，F(xiàn)IFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路按照先進(jìn)先出順序傳輸數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)都是以數(shù)據(jù)塊的方式在系統(tǒng)內(nèi)傳輸處理，以加快處理速度；本發(fā)明的裝置由檢測(cè)阻抗1、程控放大濾波電路2、A/D轉(zhuǎn)換電路3及4、CPLD(可編程邏輯陣列)電路5、FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路6、工控機(jī)7及顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備8組成，檢測(cè)阻抗1接至程控放大濾波電路2的輸入端IN1；程控放大濾波電路2的輸出LFOUT2接至A/D轉(zhuǎn)換電路3的輸入端19腳Vin；A/D轉(zhuǎn)換電路3的數(shù)據(jù)總線輸出RD1-RD8接至CPLD電路5的數(shù)據(jù)總線輸入端RD1-RD8；CPLD電路5的一個(gè)輸出采樣控制線53腳SMCLK接至A/D轉(zhuǎn)換電路3的輸入控制端12腳和1腳SMCLK；CPLD電路5的另一個(gè)輸出控制線13腳WPDV接至A/D轉(zhuǎn)換電路4的6腳WPDV；CPLD電路5的另一個(gè)輸出控制線11腳CLKQ接至程控放大濾波電路2的輸入控制端CLKQ；A/D轉(zhuǎn)換電路4的數(shù)據(jù)總線輸出RD1-RD8接至CPLD電路5的數(shù)據(jù)總線輸入端RD1-RD8；CPLD電路5的數(shù)據(jù)總線輸出WD1-WD8接至FIFO電路6的輸入端WD1-WD8；FIFO電路6的數(shù)據(jù)總線輸出SD0-SD7接至工控機(jī)7的數(shù)據(jù)輸入端SD0-SD7；工控機(jī)7輸出至顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備8。本發(fā)明采用了硬件流水線和大緩存軟件數(shù)據(jù)處理兩大技術(shù)，其中，硬件流水線由CPLD+FIFO組成，局部信號(hào)通過(guò)檢測(cè)阻抗單元電路1、程控放大濾波單元電路2輸入A/D轉(zhuǎn)換器3(圖3中TLC5510)，CPLD(圖4中EPM570QC144)還分別與程控放大濾波單元電路2配連，試驗(yàn)電壓通過(guò)另一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器4(圖3中ADC0820BCDW)輸入CPLD；CPLD和FIFO(圖5中CY7C42X1)都使用同一個(gè)時(shí)鐘，CPLD控制A/D轉(zhuǎn)換器高速采樣，根據(jù)同步的零標(biāo)信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步預(yù)處理，然后不間斷地寫入FIFO，同時(shí)與FIFO配連的工控主機(jī)實(shí)時(shí)不間斷地讀取FIFO的數(shù)據(jù)。圖2中TLC1068和TCL1569組成放大濾波電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇性濾波。程控放大濾波電路2由一個(gè)放大濾波集成電路TLC1068及一個(gè)放大濾波集成電路TLC1569組成，A/D轉(zhuǎn)換電路3是由一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路TLC5510A芯片、電壓基準(zhǔn)集成電路REF198ES芯片、總線收發(fā)器74ACT245T芯片、40MHz有源晶振JZ1組成。A/D轉(zhuǎn)換電路4是由一個(gè)集成放大電路LF355N8芯片、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路ADC0820BCDW芯片組成。CPLD電路5是由一個(gè)大規(guī)?？删幊踢壿嬮T陣列EPM570QC144芯片及其JTAG編程接口J5組成。FIFO電路6是由一個(gè)大容量先進(jìn)先出存儲(chǔ)器電路CY7C42X1芯片組成。
裝置總體性能指標(biāo)如下全程控放大，程控濾波，增益范圍＞120dB線性度誤差≤±5％脈沖重復(fù)率的測(cè)量誤差≤±2％測(cè)量帶寬10kHz～500kHz具有1小時(shí)以上的長(zhǎng)時(shí)間記錄局放信號(hào)的能力具有電壓測(cè)量功能，其精度≤±5％
能記錄ti時(shí)刻的qi及試驗(yàn)電壓ui數(shù)字顯示時(shí)刻≤1s具有抑制背景噪聲的雙極性閥值顯示及設(shè)定功能具有RV抗干擾功能數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)裝置根據(jù)直流放電的特性，設(shè)計(jì)了如上所述的A/D采樣等硬件電路，編寫了數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)等處理的軟件，提出了相應(yīng)的抗干擾方法和處理手段。能有效應(yīng)用于交直流高壓電器的局部放電測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法，其特征在于，采用了硬件流水線和大緩存數(shù)據(jù)處理兩大技術(shù)對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行檢則，采用的硬件流水線至少包括CPLD(可編程邏輯陣列)電路、A/D、和FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路、工控機(jī)組合；通過(guò)硬件流水線，首先使局放信號(hào)經(jīng)檢測(cè)阻抗耦合，先對(duì)其進(jìn)行程控放大及濾波，將其調(diào)整為一定電平的輸入信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CPLD(可編程邏輯陣列)電路處理后送至FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路；由工控機(jī)實(shí)時(shí)讀取FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路的數(shù)據(jù)，再由大緩存數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即通過(guò)使用windows平臺(tái)大容量存儲(chǔ)器來(lái)緩存從FIFO中讀進(jìn)來(lái)的局部放電數(shù)據(jù)，從而滿足后續(xù)處理的需要，其中1)數(shù)據(jù)處理分為驅(qū)動(dòng)、DLL、主程序三層結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)從FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路取數(shù)，再傳給DLL、同時(shí)發(fā)送命令給硬件；2)FIFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路采用了專用軟件，該專用軟件通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)，由DLL從系統(tǒng)申請(qǐng)大容量緩存，將驅(qū)動(dòng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式編組存入緩存中，同時(shí)響應(yīng)主程序的取數(shù)請(qǐng)求，將先進(jìn)入緩存的一個(gè)數(shù)據(jù)塊傳給主程序，F(xiàn)IFO(先進(jìn)先出存儲(chǔ)器)電路按照先進(jìn)先出順序傳輸數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)都是以數(shù)據(jù)塊的方式在系統(tǒng)內(nèi)傳輸處理，以加快處理速度；3)工控機(jī)的主程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選和統(tǒng)計(jì)處理后顯示出來(lái)或存儲(chǔ)、打印，同時(shí)負(fù)責(zé)人機(jī)接口界面；4)專用軟件運(yùn)行在windows平臺(tái)下，運(yùn)用操作系統(tǒng)多任務(wù)分時(shí)處理特性，創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程完成大流量的取數(shù)、傳數(shù)、處理、顯示數(shù)據(jù)處理流程，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不間斷存儲(chǔ)分析局部放電數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，采用工控機(jī)、顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備，其特征在于，由檢測(cè)阻抗(1)、程控放大濾波電路(2)、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路(3)、(4)、CPLD電路(5)、FIFO電路(6)、工控機(jī)(7)及顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備(8)組成，檢測(cè)阻抗(1)接至程控放大濾波電路(2)的輸入端；程控放大濾波電路(2)的輸出接至A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的輸入端；A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的數(shù)據(jù)總線輸出接至CPLD電路(5)的數(shù)據(jù)總線輸入端；CPLD電路(5)的一個(gè)輸出采樣控制線接至A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的輸入控制端；CPLD電路(5)的另一個(gè)輸出控制線接至A/D轉(zhuǎn)換電路(4)；CPLD電路(5)的另一個(gè)輸出控制線接至程控放大濾波電路(2)的輸入控制端；A/D轉(zhuǎn)換電路(4)的數(shù)據(jù)總線輸出接至CPLD電路(5)的數(shù)據(jù)總線輸入端；CPLD電路(5)的數(shù)據(jù)總線輸出接至FIFO電路6的輸入端；FIFO電路(6)的數(shù)據(jù)總線輸出接至工控機(jī)(7)的數(shù)據(jù)輸入端；工控機(jī)(7)輸出至顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，程控放大濾波電路(2)由一個(gè)放大濾波集成電路TLC1068及一個(gè)放大濾波集成電路TLC1569組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，A/D轉(zhuǎn)換電路(3)是由一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路TLC5510A芯片、電壓基準(zhǔn)集成電路REF198ES芯片、總線收發(fā)器74ACT245T芯片、40MHz有源晶振JZ1組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，A/D轉(zhuǎn)換電路(4)是由一個(gè)集成放大電路LF355N8芯片、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路ADC0820BCDW芯片組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，CPLD電路(5)是由一個(gè)大規(guī)?？删幊踢壿嬮T陣列EPM570QC144芯片及其JTAG編程接口J5組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法的裝置，其特征在于，F(xiàn)IFO電路(6)是由一個(gè)大容量先進(jìn)先出存儲(chǔ)器電路CY7C42X1芯片組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字式交直流局部放電檢測(cè)方法及裝置。采用了硬件流水線和大緩存數(shù)據(jù)處理兩大技術(shù)對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行檢則，通過(guò)硬件流水線，首先使局放信號(hào)經(jīng)檢測(cè)阻抗耦合，先對(duì)其進(jìn)行程控放大及濾波，將其調(diào)整為一定電平的輸入信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)CPLD電路處理后送至FIFO電路；由工控機(jī)實(shí)時(shí)讀取FIFO電路的數(shù)據(jù)，再由大緩存數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其裝置由檢測(cè)阻抗、程控放大濾波電路、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路、CPLD電路、FIFO電路、工控機(jī)及顯示存儲(chǔ)打印設(shè)備組成。優(yōu)點(diǎn)是，既增加設(shè)備可靠性又可有效降低成本；采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以對(duì)直流下局部放電的特性進(jìn)行準(zhǔn)確、充分的分析和統(tǒng)計(jì)，增強(qiáng)抗干擾能力。
文檔編號(hào)G01R29/00GK101063703SQ20071005237
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者伍志榮, 聶德鑫, 羅先中, 鄧建鋼, 關(guān)慶華 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院