Page 59 - 电力与能源2023年第五期

王兴亮，等：配电网过电压在线监测应用研究 481

在设计资料采集卡时，要求包含预先触发功 （1）前置信号处理模块：是指在 3 个分压器上

能，并可透过软件设定预先触发长度。这样做的 安装在变电站三相母线上的监视系统。这些分压
好处是，工频电压波形在过电压到来之前，可以提 器将通过同轴电缆传输到信号处理单元的低电压
前收集到，这样既可以保证电压波形完整，又可以 信号从电网提供的高电压中提取出来。

在工频电压波形出现过压时能被观察到。 （2）模数转换：模组中的高速模数转换器，可
2.3 过电压监测系统设计 提供精确的数位输出错误修正，确保在整个操作
基于实际需求分析，以雷电波高压脉冲分压 温度范围内不会出现误码，并能提供指定数据率
器和 PCI 总线为基础，采用特殊的数据采集设计， 下的数位输出 1 位资料。
使装置的响应时间更短，从而设计出一种过电压 （3）SDRAM 模块缓冲区：编写 SDRAM 读写
控制器，使 SDRAM 的读写和 SRAM 一样简化。
监 控 系 统 。 过 电 压 监 控 系 统 的 总 体 结 构 如 图 6
所示。 SDRAM 的读写可以通过几个命令来实现。
（4）PCI20614 接口模块：当用户通过应用操
作 PCI 设备时，PCI20614 完成从 PCI 局部总线到

本地总线的命令类型传递。
（5）数据采集系统外围电路：芯片的实现采用
编辑程序的方式。
（6）数据存储模块：采用 SATA 硬盘作为数
据存储体。

3 试验及现场运行

将过电压在线监测系统装置在上海市青浦区
某变电站进行现场安装，现场及设备安装情况如
图 6 过电压监控系统的总体结构 图 8~11 所示。

过电压监控系统的硬件结构如图 7 所示。该
系统的操作原理是：将经过 A/D 的模拟信号通过
FPGA 时 序 控 制 存 储 到 SDRAM 内 存 中 。 当
SDRAM 内 存 中 的 数 据 达 到 50% 的 容 量 时 ，

FPGA 控制逻辑就会向 PCI9054 总线控制器产生
中断信号。之后 PCI9054 就会向系统提出总线控
制的申请，改为采用 DMA 技术传输数据，将数据
读成存储或处理的系统内存。 图 8 现场高压脉冲分压器安装情况

图 7 资料收集储存系统硬件设计框图 图 9 衰减器现场安装图