新型煤矿故障录波器的设计

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基于虚拟仪器技术的便携式故障录波装置设计

能。
关键词：故障录波；虚拟仪器；便携式
Ｄｅｉｎｏｆｐｏｔｂｌａｔｗａｖ－ｅｏｄｉｖｃｓｄｏｒｕｎｓｒｓｇｒａｅｆｕｌｅｒｃｒｎｇｄｅｉｅｂａｅｎｖｉｔａｌｔｕｍｅｉｎｔ
优良的故障录波装置对于保证电力系统安全运行，提高电能质量起到了重要的作用。目前的故障录波装置多采用嵌入式微机系统构成，普遍存在功能单一、结构复杂、难以维护升级的问题，而且受存储容量、采样速率和通信速度的限制，只能实现故障情况下的数据记录功能，所记录的数据都是独立的、在时域上没有相互联系的暂态数据，适合于局部的、单独故障的事故分析，
ＷＡＮＧａ —ａ，ＩＪａ — ａ，ＡＯｕＸｉｏｌｎＬｉｎｈｉＸＩＪｎ
（ｏｌｇｆｌｔｃｌｎｉｅｎｄｎｏｍａｏｎｉｅｒｇＬｎｈｕＵｉｅｓｙｏｅｈｏｏｙＬｎｈｕ７０５，ｈｎ）ＣｌｅｏｅｒａＥｇｎｒｇａｆｒｔｎｇｅｎ，ａｚｏｎｖｒｔｆｃｎｌｇ，ａｚｏ３００ＣｉａｅＥｃｉｅｉｎＩｉＥｎｉｉＴ
１故障录波器硬件结构
本装置的总体设计采用了ＰＩＣ总线方案，过电通压、电流互感器对信号进行隔离变换，并通过信号调理和ＡＤ／变换后送入计算机，利用Ｐ２控机和虚拟Ｃ１２仪器软件平台，对故障数据进行高速采样和分析。装置结构如图１示。所

新型电力系统故障录波装置的研究

新型电力系统故障录波装置的研究近年来，随着电力系统的智能化、自动化程度的提高，对电力系统的故障检测和录波装置的要求也越来越高。

新型电力系统故障录波装置的研究成为了电力系统领域的热点之一、本文将介绍新型电力系统故障录波装置的研究内容、技术以及应用。

首先，新型电力系统故障录波装置的研究内容主要包括三个方面：故障录波装置的硬件设计、故障波形的录制和故障波形的分析处理。

故障录波装置的硬件设计包括硬件电路的设计和传感器的选择。

传感器是故障录波装置的核心部件，它能够将电力系统中的故障波形转化为电信号，并通过电路传递给录波装置的其他部件。

因此，传感器的选择对故障波形的录制和分析具有重要影响。

其次，故障波形的录制是新型电力系统故障录波装置的重要功能之一、通过记录故障波形，可以了解到电力系统在发生故障时的具体情况，为故障的定位和分析提供重要依据。

为了实现准确的故障波形录制，新型故障录波装置采用了多种技术手段，如高速数字化技术、高精度传感器技术等。

这些技术的应用，使得故障波形的录制更加准确和可靠。

最后，故障波形的分析处理是新型电力系统故障录波装置的关键技术之一、通过对录制的故障波形进行分析和处理，可以判断故障的类型和位置，并提供相应的处理措施。

新型电力系统故障录波装置采用了许多先进的算法和方法，如小波变换、模糊逻辑分析等，以提高故障波形的分析处理效果。

与传统的电力系统故障录波装置相比，新型电力系统故障录波装置具有很多优点。

首先，新型故障录波装置采用了先进的硬件设计和传感器技术，能够实现更高精度的故障波形录制。

其次，新型故障录波装置具有更强的分析处理能力，可以提供更准确的故障定位和分析结果。

再次，新型故障录波装置具有更高的可靠性和稳定性，能够在复杂的电力系统环境中正常工作。

总之，新型电力系统故障录波装置是电力系统领域的一项重要研究内容。

通过对故障录波装置的研究，可以提高电力系统的故障检测和分析能力，进一步提高电力系统的运行稳定性和可靠性。

2022年发电厂故障录波器设计阶段技术监督要求

2022年发电厂故障录波器设计阶段技术监督要求一、一般要求1．容量100MW及以上的发电机组、110kV及以上升压站、启/备电源应装设专用故障录波装置。

故障录波器设计应满足GB/T14285、GB/T14598.301、DL/T5136相关要求。

2．发电厂应按机组配置故障录波装置。

200MW及以上容量发电机变压器组应配置专用故障录波器。

3．发电厂110kV及以上配电装置按电压等级配置故障录波装置。

4．启备电源变压器可根据录波信息量与机组合用或单独设置。

5．并联电抗器可与相应的系统故障录波装置合用，也可单独设置。

6．故障录波装置的电流输入应接入电流互感器的保护级线圈，可与保护装置共用一个二次绕组，接在保护装置之后。

二、配置监督重点1．微机型发电机变压器组故障录波装置的主要功能a)装置应具有非故障启动的、数据记录频率不小于1kHz的连续录波功能，能完整记录电力系统大面积故障、系统振荡、电压崩溃等事件的全部数据，数据存储时间不小于7天。

b)装置应具有连续录波数据的扰动自动标记功能。

当电网或发电机发生较大扰动时，装置能根据内置自动判据在连续录波数据上标记出扰动特征，以便于事件（扰动）提醒和数据检索。

c)装置应有模拟量启动、开关量启动及手动启动方式，应具备外部启动触点的接入回路。

d)装置应具有必要的信号指示灯及告警信号输出触点，装置应具有失电报警功能，并有不少于两付的触点输出。

e)装置应具有自复位功能，当软件工作不正常时应能通过自复位等手段自动恢复正常工作，装置对自复位命令应进行记录。

f)装置屏（柜）端子不应与装置弱电系统（指CPU的电源系统）有直接电气上的联系。

针对不同回路，应分别采用光电耦合、带屏蔽层的变压器磁耦合等隔离措施。

g)装置应有独立的内部时钟，每24h与标准时钟的误差不应超过±1s；应提供外部标准时钟（如北斗、GPS时钟装置）的同步接口，与外部标准时钟同步后，装置与外部标准时钟的误差不应超过±1ms，以便于对反应同一事件的异地多端数据进行综合分析。

YS-900故障录波装置

YS-900故障录波装置YS-900系列故障录波装置产品概述YS-900系列故障录波装置包括两种型号：“YS-900A线路、主变录波测距装置”和“YS-900B发变组录波监测装置”。

装置采用两级嵌入式设计，对电网运行电压、电流进行高速同步采样，实现对电网运行状况的监视，当电网发生扰动或故障时，对电网故障数据（故障前、故障中、故障后）进行详细记录，装置提供丰富的分析功能可以实现对故障数据进行故障分析、故障测距、波行查看、打印等功能。

装置还可实现对电网运行时的稳态数据（有效值）进行连续记录，装置的存储容量可保存30天以上的稳态数据。

适用范围YS-900A型主要用于35kV～750kV及以上各电压等级的变电站、换流站、石化厂、钢厂、电气化铁路等场合，实现对电网的故障录波和电能质量监测等功能，YS-900B主要用于发电厂实现对发电机变压器组的故障录波。

执行标准产品经过电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心检测，满足以下国家标准要求：DL/T663-1999《220kV-500kV 电力系统故障动态记录装置检测要求》DL/T478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》DL/T873-2004《微机型发电机变压器组故障录波装置技术条件》DL/T860（IEC61850）《变电站通信网络和系统》技术特点◆两级嵌入式设计装置的录波单元采用两级嵌入式结构设计第一级为录波存储单元，采用多DSP的硬件平台，可独立实现故障录波功能，录波数据存储在512M的FLASH芯片中，实现黑匣子录波式功能第二级为主控单元，采用高性能工控主板，运行嵌入式Linux操作系统，支持大容量电子盘和硬盘，完成故障录波数据的转存和对外通讯功能◆录波功能安全可靠性第一级嵌入式录波单元独立实现故障录波功能软硬件完全自主设计，不使用通用操作系统或集成硬件录波数据直接存储在FALSH芯片中，天然地具有防外部病毒攻击能力◆强大的数据处理功能第二级嵌入式采用高性能工控主板实现对录波文件、采样数据的再次处理而不影响录波功能，包括COMTRADE 文件转换、故障分析等◆录波数据的多方存储故障录波数据存放在第一级嵌入式单元的FLASH芯片中，也存放在第二级主控系统的电子盘或硬盘中同时还能自动传输到后台管理单元的硬盘中进行保存，这种录波文件多方保存的方式提高了录波文件的存储可靠性◆丰富的分析功能在远方和本地工作站上使用相同的后台软件，方便用户使用后台管理软件提供了丰富的录波装置和录波文件管理界面，具备录波装置实时监测、波行分析、故障分析测距及打印、公式编辑器、功率、频率计算、阻抗分析、变压器差动电流分析等功能◆方便的通讯组网功能嵌入式录波单元具备两个10M/100M独立的以太网络接口支持远程拨号通讯方式等录波文件数据格式提供自定义和标准COMTRADE两种格式支持IEC-103、IEC-61850等标准通讯规约和自定义通讯规约技术指标◆输入信号模拟量输入信号单装置支持96路模拟量，可接入交流电流、电压，直流电流、电压，高频和温度信号开关量输入信号开关量输入信号为192路常开或常闭空接点，可支持DC110V或DC220V输入◆采样指标采样速度：10000点/秒谐波分辨率：99次开关量事件分辨率：0.1ms电流、电压波形采样精度：0.5级◆启动元件除高频信号外，所有信号均可作为启动量，任一路输入信号满足定值给出的启动条件，均可启动录波越限启动量：优于5%突变启动量：优于10%◆告警信号录波启动、装置故障、装置失电、交流失电、直流失电◆GPS校时支持GPS秒、分脉冲和IRIG-B码校时◆抗干扰能力4级◆供电电源DC220V/110V、AC220V。

新型电力系统故障录波装置的研究

绍所用到的器件和关键接口电路，列出了软件设计的要点。系统实现了长时间连续记录数据，以及稳态、态和暂动
态数据的统一表明，系统具有低成本、该抗干扰性强、操作简单
等特点，有广阔的应用前景。
关键词：电力监测；障录波；埤嵌入式系统；态记录稳
电站自动化设备通迅网络化发展中的新问题 … 。
１装置硬件设计
１Ｉ总体结构框图．
中，即使是局部的故障也能迅速向整个系统传播，导致大面积的停电。这就给电力系统安全稳定运行提
出了新的挑战，要对电流、需电压、开关量等信号记录分析。同时，大量的以计算机为主的数字化的保护、测控等自动化设备之间存在频繁的信息交换，对设备间通信故障定位和故障原因查找是近来随着变
２１００年７月第１３卷第７期
２１００，Ｖｏ，１，Ｎ．ｌ３ｏ７
贵州电力技术
ＧＵＩＨＯＵＺＥＬＥＣＴＲＩＯＷＥＲＥＣＨＮＯＬＯＧＹＣＰＴ
专题研讨
ＳｅｉｌＲｅｏｔｐｃａｐｒｓ
文章编号：０８— ８Ｘ（００００１０１００３２１）７— ０６— ３
ＴｈｅｅｒｈｏｈｅｆｕｔｒｃｒｎｇｄｅｉｅｉｏｒｓｓｅｅｒｓａｃｆｔｅｎｗａｌｅｏｄｉｖｃｎｐｗｅｙｔｍＣｈｎＲｕ，ｅｑａｅｉＣｈｎＥｎｉｎ

基于 ARM 和Linux 的故障录波装置设计

基于ARM和Linux的故障录波装置设计张宇翼1，夏瑞华1，王鹏飞2（1．华北电力大学电力工程系，北京市102206；2．武汉电力仪表厂，湖北省武汉市，430074）摘要：随着计算机技术的飞速发展以及嵌入式系统的出现和广泛应用，传统的故障录波装置在可靠性，配置和成本上出现许多缺陷，本文针对上述情况提出了一种基于嵌入式系统的故障录波装置设计方案。

该方案采用基于ARM920T核心的三星S3C2410A嵌入式微处理器的模块化结构，结合嵌入式Linux操作系统，并开发了Linux设备驱动程序，由于该处理器对各类外部设备的全面支持，使之能够符合故障录波装置的各种功能要求，从而彻底改变了传统录波器的前后台机的结构模式，大大提高了装置的可靠性和灵活性，降低了成本。

关键词：ARM；Linux；LCD显示器；触摸屏；SD卡；S3C2410A处理器。

0引言故障录波装置是自动记录电力系统事故和振荡的发生、演变以及恢复正常运行全过程的重要设备[1]。

它对保证电力系统安全运行及提高电能质量起着非常重要的作用[2]，已经成为电力系统自动化控制与管理系统的重要组成部分。

近几年来，随着科学技术的发展和电力市场的兴起，电力系统对故障录波装置的采样速度、记录长度、记录数据的完整性和安全性等要求越来越高[3]；同时，基于RISC体系结构的各种嵌入式微处理器的出现及其在各种工业场合的快速应用，尤其是芯片的性价比逐渐提高，对克服现有录波装置配置、性能和成本上的不足具有积极和有效的作用。

1新型录波装置的设计原理与特点目前现场运行的录波装置大多采用PC二级系统，即用单片机或DSP结构作为前置机，主要任务是采样和判断故障类型；用PC机作为后台机，负责数据分析处理、打印和存储等功能[4]；鉴于上述特点，特别是针对存在机械结构部件的后台PC机不适合24h不间断长期运行、数据存储容量小和通信速度慢等缺点，本文提出了一种基于嵌入式系统的故障录波装置的设计方案，该方案借鉴目前世界微机产品日渐采用的高度集成的智能化、网络化的嵌入式系统，使用SAMSUNG公司的基于ARM920T核心的S3C2410A嵌入式微处理器、性价比突出的大容量SD卡存储器、纤薄轻巧的LCD液晶显示器、触摸屏以及控制简单的网络控制芯片RTL8019AS，作为该录波装置的核心硬件平台，同时采用Linux操作系统作为软件平台。

故障录波器技术规范规定

故障录波器技术规范规定故障录波器是电力系统故障监测和分析的重要装置，具有记录电力系统工作过程、检测电力系统故障和提供参考依据的功能。

因此，为保证故障录波器的使用效果和可靠性，制定相应的技术规范至关重要。

本文将介绍故障录波器的技术规范规定。

一、故障录波器的型号与规格故障录波器应根据国家规定的试验方法进行认证，符合国家强制性标准和有关技术标准。

故障录波器的品牌、型号和规格应符合电力系统的需要，并获得合格证书。

二、故障录波器的放置和连接1.故障录波器应放置于电力系统现场，利用现场电源供电。

示范点和要求按规定设置。

2.故障录波器与电力系统接口应采用符合国家有关规定的标准连接方式，连接电缆的质量应符合相关技术标准的要求。

3.故障录波器的接地应由现场检测人员进行。

在铁路直流供电系统中，接地应由专业技术人员按规定实施。

三、故障录波器的监管和评估1.电力系统公司应对故障录波器进行定期检查和维护，检查其工作状态和性能是否符合规定的技术要求。

2.故障录波器在运行过程中出现问题时，应进行必要的故障排除和修理。

在检修故障录波器时，应根据其技术参数和性能要求，按照紧急处理和计划检修的要求进行。

3.电力系统公司应对故障录波器的运行情况进行评估和分析，对其工作状态和性能进行统计和分析，制定对其进行改进和提高的计划与方案。

四、故障录波器的维修和保养1.故障录波器在运行期间，应根据其生产厂商或运输商提供的实施维护和保养的要求及时进行维护和保养。

2.在检修故障录波器时，应使用专业的检修设备和工具，避免对故障录波器的其他部件造成损害。

3.电力系统公司应根据故障录波器的具体情况，制定配备人员和保养材料的计划和方案，并安排技术维修人员进行具体实施。

五、故障录波器的数据记录和保护1.故障录波器应配置符合技术要求的数据处理软件，实现数据的自动记录和采集，保证数据的安全和可靠性。

2.故障录波器的数据应根据相关要求进行储存和备份，保证数据的安全性和完整性，以便于后续的统计和分析。

故障录波装置设计

故障录波装置设计摘要在研究电网运行的过程中，故障录波信息数据是一项重要的关键数据，其对于向外进行发布和对于数据的共享都起到十分重要的作用。

所以，建立起一个电网故障录波分析的系统，可以在电网出现故障问题时及时有效的分析出来并解决故障，对电网的安全正常运行具有重大意义。

本文针对故障录波装置在满足智能变电站需求的基础上，结合现有技术条件，分析了故障录波装置的基本构成及各功能介绍和关键技术。

【关键词】故障录波关键技术电力系统故障录波器是研究现代电网的基础，也是评价继电保护动作行为及分析设备故障性质和原因的重要依据。

性能优良的故障录波器装置对于保证电力系统安全运行及提高电能质量有重要的作用。

故障录波信息数据是对事故进行分析和研究对电网的运行情况进行研究的主要依据和关键性的研究基础。

在经济和科技高速发展的现代化社会中，要建立起科学的先进的电网故障录波分析系统，能够快速的进行分析处理，保证电网的正常安全运行工作，提高工作效率。

1 装置基本构成和功能分析1.1 故障录波装置的构成故障录波装置由管理单元、记录单元、采集单元三部分。

该设备接入一个网络：接入过程层网络，接收合并单元提供的采样值数据，接收智能终端的断路器状态和保护装置发出的各类跳闸和告警信号。

管理单元对应于故障录波器的报文分析模块，实现系统的人机接口，管理多台记录单元，管理单元既可以使用Windows操作系统，又可以使用Linux操作系统，基于安全的考虑，越来越多的变电站选择Linux操作系统来实现。

主要包括：（1）系统的组态及参数配置模块。

（2）系统状态监视模块，实时监视SV控制块、GOOSE控制块、PTP报文及其他网络报文等的总流量、断链、异常等统计信息，当满足设定条件的异常情况时，给出相应的告警条目。

（3）暂态数据检索及分析模块。

（4）网络报文在线检测模块。

（5）网络报文检索及分析模块。

记录单元对应于故障录波装置的报文记录模块，记录单元实现在线解析、文件管理、MMS 通信服务，时钟同步功能，是整套系统的核心单元。

分散式煤矿电力系统故障录波器的设计

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＩｎｆｏｍａｒｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ）
煤
ｄｏｉ：１０．１１７９９／ｃｅ２０１３０６００７
炭
工
程
２０１３年第６期
分散式煤矿电力系统故障录波器的设计
聂文艳，王仲根
（１．淮南师范学院电气信息工程学院，安徽淮南２．安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南２３２００１；２３２００１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｅａｓｙｂｒｅａｋｄｏｗｎｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｄａｔａｌｏｓｔａｎｄｈａｒｄｔｏｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｓｈｏｒｔａｇｅｓｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄａｎｄｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｍｏｄｅｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｔｙｐｅｆａｕｌｔｏｓｃｉｌｌｏｇｒａｐｈｇｅｎｅｒａｌｌｙａｎｄｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｏｓｃｉｌｌｏｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｓｅｐａｒａｔｅｄｔｙｐｅｍｉｎｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａ “ ＤＳＰ＋ＡＲＭ ” ．Ｔｈｅｆａｕｌｔｏｓｃｉｌｌｏｇｒａｐｈｃｏｕｌｄｓｅｐａｒａｔｅｌｙｉｎｓｔａｌｌｅｄｉｎｅａｃｈｓｕｂｓｔａｔｉｏｎａｎｄｗｏｕｌｄｈａｖｅａｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｒａｔｉｏｎａｌｈａｒｄｗａｒｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ａｈｉｇｈｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｍｉｎｅ；ｆａｕｌｔｏｓｃｉｌｌｏｇｒａｐｈ；ｓｅｐａｒａｔｅｄｔｙｐｅ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

故障录波装置的结构及

2、数据采集单元的结构
数据采集单元一般由信号输入电路、主处理器电路、GPS电路、电源电路等组成。
（1）信号输入电路
信号输入电路是模拟量和开关量输入的信号调理部分，它的作用是将电压互感器和电流互感器或其它设备传来模拟信号及开关量信号进行准确、合适的转换，再送交主处理器电路进行采样处理。
八、故障滤波器的结构及工作原理
(2)多个数据采集单元通过以太网或者现场总线和分析管理单结构的故障录波装置
数据采集单元可分散安装到开关柜或保护小室内，也可集中组屏。各个数据采集单元通过专用的录波数据传输网连到主控制室一台分析管理单元上或远传到调度中心。
七、故障录波器结构模式
2、集中式结构所谓集中式结构是指数据采集和分析管理在一个装置内实现。
（（2）2）主处理器电路
主处理器电路主要对经过信号调理后的电压、电流和开关量分别进行A／D转换及两级光电隔离，然后进行采集、计算和启动判断。若满足启动条件，就启动录波，并进行数据的存储和传输。另外，主处理模块还完成自检、定值存储以及与人机对话插件通信等功能。
主处理器电路采用双CPU结构：一片利用DSP芯片较强的数字信号处理能力和运算能力，结合可编程逻辑器件、非易失性存储器芯片，主要负责数据的采集计算、启动判据和数据的存储；另一片高速CPU芯片，结合以太网控制器芯片、收发以太网包等电路，主要负责跟分析管理单元进行通信。
(2)正常运行时接收并执行分析管理层下传的参数设置、启动录波、时间同步和复位等命令。
(3)采样、扫描的同时进行必要的计算和分析，当电网发生故障或扰动时触发故障录波器。将故障前、故障时和故障后的数据存贮于专门的数据区中。
(4)将记录的故障数据通过以太网送至分析管理层。

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Ｆｅｂ．２０１５
Ｖｏ１．２ｌＮＯ．１
第２１卷第１期
ＤＯＩ：１０．１３７５７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ３４—１１５０／ｎ．２０１５．０１．０１５
新型煤矿故障录波器的设计
ＣＰＵ、分散式煤矿故障录波器，故障录波器数据采集单元采用高性能ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０ＬＦ２８１２完成信号的采集与处理，数据管理单元采用￥３Ｃ２４１０芯片完成数据存储、显示以及通信功能。测试结果表明了新型故障录波器具有稳定性好、通信
传通信功能等。这种双ＣＰＵ、分散式录波器采用模块化设计，可以作为一个故障录波器单元分散
安装在各个变电所开关柜中，用户可以根据需要，将几个录波器单元组网、协调工作。
安全以及原煤的生产效率。为了找出故障原因以及故障地点，工程师需要花费大量的时间。因此，
煤矿电力系统故障录波器在煤矿供电系统中起着及其关键的作用，它可以为工程师提供故障发生前的电压、电流以及开关装置的动作，为工程师准
确掌握事故发生的原因、发生的地点以及采取何
１新型煤矿故障录波器系统组成
新型煤矿故障录波器采用模块化设计，主要包含数据采集、数据管理两个单元。数据采集单
种防护措施，起着关键的作用。目前国内煤矿多
采用微机式故障录波器，这种故障录波器采用前后台模式，前台往往采用以ＤＳＰ为核心的数据采集模块，后台是一台工控机＿ｌ］。这种微机式故
元的数量由用户根据实际情况进行配置，它由采集控制模块、集线器和电源模块三个部分组成，主要负责信号采集、记录、判断启动和传输故障数据等。本文控制模块，可以同时采集２４路模拟量，３２路开关量，采集控制模块可以根据需要最
第１期
聂文艳，王仲根，郑晓东，韩芳：新型煤矿故障录波器的设计
一
・５３・
采集控制模块Ｉ（６ＡＩ，８ＤＩ）
‘ 一
采集拧制模块２（６ＡＩ，８ＤＩ）
采集控制模块３（６ＡＩ，８ＤＩ）
—一
ＩＩ
模圉拟量ｆ号Ｌｎ
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ＤＳＰ
．｝＿｛
● １
采集控制模块４（６ＡＩ。８ＤＩ）
电缆漏电、短路等故障，从而造成瓦斯爆炸等危害。另外，由于继电保护装置的误跳造成的断电
事故，这些用电安全直接影响到煤矿工人的生命
太网传送给后端数据管理单元，数据管理单元以ＡＲＭ芯片为核心，完成数据的存储、显示以及远
收稿日期：２０１４～０４ — ２０
集单元内设计了ＧＰＳ模块电路，以保证各采集控制模块同步采样。数据管理单元，以ＡＲＭ芯片为核心，采用模块化设计，完成数据的存储、显示
以及数据通信等功能。
基金项目：安徽省高等学校优秀青年人才基金项目（２０１２ＳＱＲＬ１７５）和淮南市科技计划项目（２０１３Ａ４１０１）。作者简介：聂文艳，女，安徽寿县人，硕士，淮南师范学院电气信息工程学院讲师，研究方向为煤矿自动化、检测技术、信号处理。
｝
２０１５年２月
安庆师范学院学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｑｉｎｇＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｇｅ（Ｎ￣ｕｍｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
聂文艳，王仲根，郑晓东，韩芳
（１．淮南师范学院电气信息工程学院，安徽淮南２３２００１；２．安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南２３２００１）
摘
要：煤矿变电站要实现数字化、网络化，传统的微机式故障录波器已经不能满足要求。本文提出了一种双
多扩充到６块，其结构如图１所示。每个采集控制模块通过以太网连接到数据管理单元，数据采
障录波器，在数据同步采样、数据通信、灵活性方面都存在不足。随着煤矿变电站的数字化、网络化发展，传统的微机式故障录波器已经不能满足要求。随着高性能芯片的快速发展，一些基于嵌入式系统的故障录波器得到了发展Ｊ。鉴于此，本文提出了一种采用双ＣＰＵ、分散式结构代替传统录波器的前后台模式，前端由４块以ＤＳＰ为核心的数据采集单元组成，对采集的电压、电流信号进行处理、分析、故障判断。故障数据通过以
能力强以及可以分散安装的优点。关键词：煤矿；故障录波器；双ＣＰＵ；分散式中图分类号：ＴＤ６４文献标识码：Ａ文章编号：１００７— ４２６０（２０１５）０１— ００５２— ０４
煤矿井下环境潮湿、粉尘较大，容易造成供电