一種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置及其故障錄波方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，包含DMA模塊、非易失性存儲(chǔ)設(shè)備和兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種故障錄波方法。本發(fā)明在電力系統(tǒng)無(wú)故障或無(wú)異常發(fā)生時(shí)，采集的數(shù)據(jù)在無(wú)需CPU干預(yù)的情況下暫存于一環(huán)形緩存區(qū)，有效節(jié)省了CPU內(nèi)存空間；當(dāng)線(xiàn)路故障或檢測(cè)到異常運(yùn)行時(shí)，故障數(shù)據(jù)從該環(huán)形緩存區(qū)指向另一新開(kāi)辟的環(huán)形緩存區(qū)，避免了有效數(shù)據(jù)被覆蓋，為CPU廣播故障信息預(yù)留了足夠的時(shí)間，同時(shí)雙緩存周期性切換，避免了復(fù)雜的邊界數(shù)據(jù)處理操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置及其故障錄波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配網(wǎng)線(xiàn)路故障檢測(cè)裝置及方法，特別涉及一種基于雙環(huán)形緩 存的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 故障錄波裝置是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時(shí)能自動(dòng)記錄的一種裝置，可記錄因短 路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動(dòng)引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導(dǎo)出量，如有 功、無(wú)功及系統(tǒng)頻率的全過(guò)程變化現(xiàn)象。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障錄波裝置記錄的數(shù)據(jù) 用于分析故障起因、監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的操作以及觀察故障發(fā)展的整個(gè)歷程， 是避免類(lèi)似事故再次發(fā)生的重要依據(jù)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，利用錄波信息可以迅速確定故障的 類(lèi)型和相別，計(jì)算出故障大致位置，從而縮小查找范圍，減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度。迅速找到故障 點(diǎn)，排除故障，也有利于及時(shí)恢復(fù)供電，減少經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 對(duì)于供配電網(wǎng)絡(luò)，線(xiàn)路上故障錄波裝置的功耗一般要求不大于350mW，因此控制器 CPU在功耗低的限制條件下，內(nèi)存容量一般較小。參考《DL/T55394220-500kV電力系統(tǒng)故障 動(dòng)態(tài)記錄技術(shù)準(zhǔn)則》，故障數(shù)據(jù)記錄按系統(tǒng)大擾動(dòng)開(kāi)始前的狀態(tài)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)大擾動(dòng)后初期的 狀態(tài)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)大擾動(dòng)后中期的狀態(tài)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)、系統(tǒng)長(zhǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)五個(gè) 時(shí)段進(jìn)行操作。一旦發(fā)生異常，故障錄波裝置記錄信息量大，當(dāng)采集數(shù)據(jù)不斷更新時(shí)，采用 緩存區(qū)不斷增加方式，會(huì)使CPU系統(tǒng)內(nèi)存資源不斷被消耗，當(dāng)內(nèi)存消耗殆盡時(shí)，CPU單元將 崩潰；當(dāng)采集數(shù)據(jù)不斷更新時(shí)，采用固定大小緩存區(qū)的方式，因故障或異常時(shí)線(xiàn)路A、B、C相 間通信有一定時(shí)延，會(huì)發(fā)生有效數(shù)據(jù)被覆蓋的情況；采用單環(huán)形緩存方式，需頻繁對(duì)邊界數(shù) 據(jù)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)過(guò)程比較復(fù)雜，不能保證數(shù)據(jù)的完整性和有效性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，既能支 持大數(shù)據(jù)量不間斷采集，同時(shí)又不受CPU內(nèi)存空間局限的限制。
[0005] -種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，包含DMA模塊、非易失性存儲(chǔ)設(shè)備和兩個(gè)環(huán)形緩存 區(qū)，所述DMA模塊包含初始化模塊、讀指令模塊、寫(xiě)指令模塊。
[0006] 所述初始化模塊在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)以及故障數(shù)據(jù)記錄完整時(shí)初始化DMA模 塊，更改兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)的主從關(guān)系，原用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的環(huán)形緩存區(qū)改為從環(huán)形緩存區(qū)，另 一環(huán)形緩存區(qū)改為主環(huán)形緩存區(qū)。
[0007] 所述寫(xiě)指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向 主環(huán)形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)，寫(xiě)指 令模塊則將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換。
[0008] 所述讀指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向 從環(huán)形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)，讀指 令模塊則將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換。
[0009] 所述環(huán)形緩存區(qū)根據(jù)寫(xiě)指令模塊的控制存儲(chǔ)電壓、電流波形數(shù)據(jù)。
[0010] 所述非易失性存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)讀指令模塊的控制讀取環(huán)形緩存區(qū)中的電壓、電流波 形數(shù)據(jù)。
[0011] 進(jìn)一步，所述DMA模塊還包含遠(yuǎn)程發(fā)送模塊，用于從非易失性存儲(chǔ)器中讀取本次 故障錄波數(shù)據(jù)，封裝數(shù)據(jù)幀通過(guò)GPRS/SMS發(fā)送給監(jiān)控主站。
[0012] 進(jìn)一步，所述環(huán)形緩存區(qū)中開(kāi)辟兩個(gè)一維數(shù)組，分別存儲(chǔ)電壓和電流波形數(shù)據(jù)。
[0013] 進(jìn)一步，所述寫(xiě)指令模塊在指向環(huán)形緩存區(qū)時(shí)，指向環(huán)形緩存區(qū)的起始位。
[0014] 進(jìn)一步，所述讀指令模塊在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo) 起始地址設(shè)置為擾動(dòng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)X個(gè)周波，所述X為不小于2的正整數(shù)。
[0015] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種故障錄波方法，包含以下步驟：
[0016] 1)DMA模塊初始化，設(shè)置主環(huán)形緩存區(qū)和從環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保 存目標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)，電流、電壓波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入主環(huán)形緩存區(qū)。
[0017] 2)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，DMA模塊重新初始化，原存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的環(huán)形緩存區(qū)改為從 環(huán)形緩存區(qū)，另一環(huán)形緩存區(qū)改為主環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向 主環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入主環(huán)形緩存區(qū)。
[0018] 3)DMA模塊將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)，讀取從環(huán)形緩 存區(qū)中擾動(dòng)前的電壓、電流波形數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備。
[0019] 4)當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到主環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存完整，保存不完整 轉(zhuǎn)至步驟5)，保存完整轉(zhuǎn)至步驟6)。
[0020] 5)將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形 數(shù)據(jù)寫(xiě)入到從環(huán)形緩存區(qū)，電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)讀出所有 數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備；當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到從環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存 完整，若保存不完整將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、 電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到主環(huán)形緩存區(qū)，電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū) 讀出所有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直至故障數(shù)據(jù)保存完整。
[0021] 6) DMA模塊重新初始化，重新設(shè)置主環(huán)形緩存區(qū)和從環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流數(shù) 據(jù)保存目標(biāo)地址指向主形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到主環(huán)形緩存區(qū)；電 壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)讀出所有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備。
[0022] 7)在電力系統(tǒng)出現(xiàn)新的異常之前，主環(huán)形緩存區(qū)以環(huán)形緩存形式暫存波形數(shù)據(jù)。
[0023] 8)從非易失性存儲(chǔ)器中讀取本次故障錄波數(shù)據(jù)，封裝數(shù)據(jù)幀通過(guò)GPRS/SMS發(fā)送 給監(jiān)控主站，本次故障錄波完成；
[0024] 進(jìn)一步，所述步驟1)中當(dāng)寫(xiě)到主環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，DMA模塊在沒(méi)有CPU干預(yù) 的情況下從起始位開(kāi)始寫(xiě)入，在電力系統(tǒng)沒(méi)有異常情況時(shí)，以環(huán)形緩存形式循環(huán)此過(guò)程。
[0025] 進(jìn)一步，所述步驟3)中根據(jù)第一環(huán)形緩存區(qū)保存數(shù)據(jù)的最新位置，讀取從環(huán)形緩 存區(qū)中擾動(dòng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)X個(gè)周波存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，所述為不X小于2的正整數(shù)。
[0026] 進(jìn)一步，所述環(huán)形緩存區(qū)中開(kāi)辟兩個(gè)一維數(shù)組，分別存儲(chǔ)電壓和電流波形數(shù)據(jù)。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明在線(xiàn)路無(wú)故障或無(wú)異常發(fā)生時(shí)，采集的數(shù)據(jù)在無(wú)需CPU干預(yù)的 情況下暫存于一環(huán)形緩存區(qū)，有效節(jié)省了 CPU內(nèi)存空間；當(dāng)線(xiàn)路故障或檢測(cè)到異常運(yùn)行時(shí)， 故障數(shù)據(jù)從該環(huán)形緩存區(qū)指向另一新開(kāi)辟的環(huán)形緩存區(qū)，避免了有效數(shù)據(jù)被覆蓋，為CPU 廣播故障信息預(yù)留了足夠的時(shí)間，同時(shí)雙環(huán)形緩存周期性切換，避免了復(fù)雜的邊界數(shù)據(jù)處 理操作。當(dāng)環(huán)形緩存區(qū)中故障信息全部存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器時(shí)，釋放該環(huán)形緩存區(qū)，為 CPU執(zhí)行后續(xù)工作提供足夠空間?；陔p環(huán)形緩存的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的 不間斷采集，保證了主站服務(wù)平臺(tái)所接收數(shù)據(jù)的完整性和可用性，同時(shí)具有占用CPU系統(tǒng) 內(nèi)存資源少，故障再現(xiàn)效果好的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明一種故障錄波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的分相式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中雙環(huán)形緩存電流工作模式示意圖。
[0031] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中雙環(huán)形緩存電壓工作模式示意圖。
[0032] 圖5為本發(fā)明一種故障錄波方法的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明方法作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例給出了詳細(xì)的實(shí)施方式 和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0034] 在本發(fā)明實(shí)施例中以配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置為例進(jìn)行描述，如圖1所示，本發(fā)明 主要包括包含DMA模塊、非易失性存儲(chǔ)設(shè)備和兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)，DMA模塊中包含初始化模 塊、讀指令模塊、寫(xiě)指令模塊。
[0035] 所述初始化模塊在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)以及故障數(shù)據(jù)記錄完整時(shí)初始化DMA模 塊，更改兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)的主從關(guān)系，原用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的環(huán)形緩存區(qū)改為從環(huán)形緩存區(qū)，另 一環(huán)形緩存區(qū)改為主環(huán)形緩存區(qū)。
[0036] 所述寫(xiě)指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向 主環(huán)形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)則將 電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換。
[0037] 所述讀指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向 從環(huán)形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)則將 電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換。
[0038] 所述環(huán)形緩存區(qū)根據(jù)寫(xiě)指令模塊的控制存儲(chǔ)電壓、電流波形數(shù)據(jù)。
[0039] 所述非易失性存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)讀指令模塊的控制讀取環(huán)形緩存區(qū)中的電壓、電流波 形數(shù)據(jù)。
[0040] 由技術(shù)背景的描述可知，A、B、C三相數(shù)據(jù)采集終端和主站服務(wù)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳 輸完整性和有效性尤為重要。簡(jiǎn)要介紹故障錄波裝置的工作狀況，如圖2所示，A、B、C三相 裝置同步采集線(xiàn)路電流、電壓，若任一相裝置監(jiān)測(cè)到線(xiàn)路故障或發(fā)生異常，在數(shù)據(jù)采集不間 斷的情況下通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)通信在三相裝置之間廣播故障信息巾貞，一定時(shí)延后確認(rèn)廣播 信息發(fā)送成功。故障數(shù)據(jù)保存完整后，通過(guò)Zigbee通信將三相數(shù)據(jù)匯總于裝配有GPRS通 信模塊的裝置相，通過(guò)GPRS/SMS上傳至主站服務(wù)平臺(tái)，在主站服務(wù)平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、 故障定位等后續(xù)工作。
[0041] 如圖5所示，為本發(fā)明故障錄波方法的流程圖，為便于具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò) 程，對(duì)二個(gè)環(huán)形緩存區(qū)分別以第一環(huán)形緩沖區(qū)，第二環(huán)形緩沖區(qū)來(lái)進(jìn)行標(biāo)明，第一環(huán)形緩沖 區(qū)的起始位為A點(diǎn)，第二環(huán)形緩沖區(qū)的起始位為D點(diǎn)，如圖3,圖4所示，本實(shí)施例包括：
[0042] (1)在兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)中分別開(kāi)辟兩個(gè)一維數(shù)組作為緩存以存儲(chǔ)電壓、電流波形 的采集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)初始運(yùn)行時(shí)，信號(hào)每采集完成一次，CPU單元DMA模塊的寫(xiě)指令模塊將電 壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向第一環(huán)形緩存區(qū)，此時(shí)第一環(huán)形緩存區(qū)為主環(huán)形緩存 區(qū)，電流、電壓波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入第一環(huán)形緩存區(qū)，數(shù)據(jù)在第一環(huán)形緩存區(qū)中從A點(diǎn)開(kāi)始保存。
[0043] (2)當(dāng)寫(xiě)到第一環(huán)形緩存區(qū)的邊界即一維數(shù)組下標(biāo)最大值時(shí)，DMA模塊在沒(méi)有CPU 干預(yù)的情況下從A點(diǎn)開(kāi)始寫(xiě)入，在線(xiàn)路沒(méi)有異常情況時(shí)，循環(huán)此過(guò)程。
[0044] (3)當(dāng)系統(tǒng)在B點(diǎn)檢測(cè)到線(xiàn)路異常，初始化模塊對(duì)DMA模塊重新初始化，寫(xiě)指令模 塊將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址分別指向第二環(huán)形緩存區(qū)，此時(shí)第二環(huán)形緩存區(qū)為主環(huán) 形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到第二環(huán)形緩存區(qū)，并且從第二環(huán)形緩存區(qū) 的起始D點(diǎn)開(kāi)始保存。
[0045] (4)讀指令模塊將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向第一環(huán)形緩存區(qū)，根據(jù)第 一環(huán)形緩存區(qū)保存數(shù)據(jù)的最新位置以及《DL/T55394220-500kV電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)記錄技 術(shù)準(zhǔn)則》中系統(tǒng)大擾動(dòng)開(kāi)始前的狀態(tài)數(shù)據(jù)要求設(shè)置讀取范圍，非易失性存儲(chǔ)設(shè)備讀取第一 環(huán)形緩存區(qū)中擾動(dòng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)X個(gè)周波（X不小于2)即圖中點(diǎn)C與點(diǎn)B之間的數(shù)據(jù)，釋放 第一環(huán)形緩存區(qū)空間，將第一環(huán)形緩存區(qū)作為備用緩存區(qū)。
[0046] (5)當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到第二環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存完整。
[0047] (6)若故障數(shù)據(jù)保存不完整，將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向第一環(huán)形緩存 區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到第一環(huán)形緩存區(qū)，且從第一環(huán)形緩存區(qū)的起始A 點(diǎn)開(kāi)始保存。電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向第二環(huán)形緩存區(qū)讀出所有數(shù)據(jù)存于非 易失性存儲(chǔ)設(shè)備；當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到第一環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存完整，若保 存不完整將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向第二環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形 數(shù)據(jù)寫(xiě)入到第二環(huán)形緩存區(qū)，且從第二環(huán)形緩存區(qū)的起始D點(diǎn)開(kāi)始保存。電壓、電流波形數(shù) 據(jù)讀取目標(biāo)地址指向第一環(huán)形緩存區(qū)讀出所有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，重復(fù)執(zhí)行本步 驟，直至故障數(shù)據(jù)保存完整。
[0048] (7)步驟（5)中，若故障數(shù)據(jù)保存完整不需繼續(xù)記錄波形，則DMA模塊重新初始化， 寫(xiě)指令模塊將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址分別指向第一環(huán)形緩存區(qū)，此時(shí)第一環(huán)形緩存 區(qū)為主環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到第一環(huán)形緩存區(qū)，且從第一環(huán)形 緩存區(qū)的起始A點(diǎn)開(kāi)始保存。讀指令模塊將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向第二環(huán) 形緩存區(qū)，讀出第二環(huán)形緩存區(qū)中所有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，釋放第二環(huán)形緩存區(qū) 空間。線(xiàn)路在出現(xiàn)新的異常之前，第一環(huán)形緩存區(qū)以環(huán)形緩存形式暫存波形數(shù)據(jù)。從非易 失性存儲(chǔ)器中讀取本次故障錄波數(shù)據(jù)，封裝數(shù)據(jù)幀通過(guò)GPRS/SMS發(fā)送給監(jiān)控主站，本次故 障錄波完成。
【權(quán)利要求】
1. 一種配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，包含DMA模塊、非易失性存儲(chǔ)設(shè)備和兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)， 其特征在于所述DMA模塊包含初始化模塊、讀指令模塊、寫(xiě)指令模塊； 所述初始化模塊在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)以及故障數(shù)據(jù)記錄完整時(shí)初始化DMA模塊，更 改兩個(gè)環(huán)形緩存區(qū)的主從關(guān)系，原用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的環(huán)形緩存區(qū)改為從環(huán)形緩存區(qū)，另一環(huán) 形緩存區(qū)改為主環(huán)形緩存區(qū)； 所述寫(xiě)指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向主環(huán) 形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)，所述寫(xiě)指 令模塊則將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換； 所述讀指令模塊在初始化DMA模塊時(shí)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán) 形緩存區(qū)；在記錄故障數(shù)據(jù)時(shí)，如果主環(huán)形緩存區(qū)已滿(mǎn)而故障數(shù)據(jù)未記錄完整時(shí)，所述讀指 令模塊則將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址在主環(huán)形緩存區(qū)、從環(huán)形緩存區(qū)之間切換； 所述環(huán)形緩存區(qū)根據(jù)寫(xiě)指令模塊的控制存儲(chǔ)電壓、電流波形數(shù)據(jù)； 所述非易失性存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)讀指令模塊的控制讀取環(huán)形緩存區(qū)中的電壓、電流波形數(shù) 據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，其特征在于所述DMA模塊還包含遠(yuǎn) 程發(fā)送模塊，所述遠(yuǎn)程發(fā)送模塊用于從非易失性存儲(chǔ)器中讀取本次故障錄波數(shù)據(jù)，封裝數(shù) 據(jù)幀通過(guò)GPRS/SMS發(fā)送給監(jiān)控主站。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，其特征在于所述環(huán)形緩存區(qū)中開(kāi)辟 兩個(gè)一維數(shù)組，分別存儲(chǔ)電壓和電流波形數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，其特征在于所述寫(xiě)指令模塊在指向 環(huán)形緩存區(qū)時(shí)，指向環(huán)形緩存區(qū)的起始位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置，其特征在于所述讀指令模塊在電 力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)起始地址設(shè)置為擾動(dòng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)X個(gè)周 波，所述X為不小于2的正整數(shù)。
6. 利用權(quán)利要求1至5任一所述的配網(wǎng)線(xiàn)路故障錄波裝置的故障錄波方法，包含以下 步驟： 1. DMA模塊初始化，設(shè)置主環(huán)形緩存區(qū)和從環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目 標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)，電流、電壓波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入主環(huán)形緩存區(qū)； 2) 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，DMA模塊重新初始化，原存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主環(huán)形緩存區(qū)改為從環(huán) 形緩存區(qū)，另一環(huán)形緩存區(qū)改為主環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流波形數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向主 環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入主環(huán)形緩存區(qū)； 3. DMA模塊將電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)，讀取從環(huán)形緩存區(qū) 中擾動(dòng)前的電壓、電流波形數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備； 4) 當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到主環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存完整，保存不完整轉(zhuǎn)至 步驟5)，保存完整轉(zhuǎn)至步驟6); 5) 將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù) 寫(xiě)入到從環(huán)形緩存區(qū)，電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)讀出所有數(shù)據(jù) 存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備；當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到從環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，判斷故障數(shù)據(jù)是否保存完整， 若保存不完整將電壓、電流數(shù)據(jù)保存目標(biāo)地址指向主環(huán)形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波 形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到主環(huán)形緩存區(qū)，電壓、電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)讀出所 有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，重復(fù)執(zhí)行本步驟，直至故障數(shù)據(jù)保存完整； 6. DMA模塊重新初始化，重新設(shè)置主環(huán)形緩存區(qū)和從環(huán)形緩存區(qū)，將電壓、電流數(shù)據(jù)保 存目標(biāo)地址指向主形緩存區(qū)，此后采集的電壓、電流波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到主環(huán)形緩存區(qū)；電壓、 電流波形數(shù)據(jù)讀取目標(biāo)地址指向從環(huán)形緩存區(qū)讀出所有數(shù)據(jù)存于非易失性存儲(chǔ)設(shè)備； 7) 在電力系統(tǒng)出現(xiàn)新的異常之前，主環(huán)形緩存區(qū)以環(huán)形緩存形式暫存波形數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障錄波方法，其特征在于還包含步驟8)、從非易失性存儲(chǔ) 器中讀取本次故障錄波數(shù)據(jù)，封裝數(shù)據(jù)幀通過(guò)GPRS/SMS發(fā)送給監(jiān)控主站，本次故障錄波完 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障錄波方法，其特征在于所述步驟1)中當(dāng)電壓、電流數(shù)據(jù) 寫(xiě)到主環(huán)形緩存區(qū)的邊界時(shí)，DMA模塊在沒(méi)有CPU干預(yù)的情況下從起始位開(kāi)始寫(xiě)入，在電力 系統(tǒng)沒(méi)有異常情況時(shí)，以環(huán)形緩存形式循環(huán)此過(guò)程。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障錄波方法，其特征在于所述步驟3)中根據(jù)第一環(huán)形緩存 區(qū)保存數(shù)據(jù)的最新位置，讀取從環(huán)形緩存區(qū)中擾動(dòng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)X個(gè)周波存于非易失性存儲(chǔ) 設(shè)備，所述X為不小于2的正整數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障錄波方法，其特征在于所述環(huán)形緩存區(qū)中開(kāi)辟兩個(gè)一 維數(shù)組，分別存儲(chǔ)電壓和電流波形數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104215878SQ201410393451
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】代杰杰, 劉亞?wèn)|, 盛戈皞, 邱天琛, 胡贊, 江秀臣 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)