一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置，包括电源模块、采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块，所述电源模块分别与采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块电性连接，所述采样模块、CPU处理模块和液晶显示模块依次信号连接，所述CPU处理模块与消谐模块连接，本实用新型专利技术能够消除各种频率下的铁磁谐振过电压，还可以限制电网中三次谐波对变压器和零线的影响，同时还要能够准确区分基频谐振和单相接地，以免造成电压互感器长时间过载而烧毁。

【技术实现步骤摘要】
一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置
本技术涉及一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置。
技术介绍
在电力系统中，铁磁谐振频繁发生，谐振时会产生过电压，严重威胁系统安全。铁磁谐振过电压可以在3-220kV的任何系统中发生，特别是在35kV及以下的电网中，几乎所有的内部过电压事故均由铁磁谐振引起，铁磁谐振引起的过电压持续时间长，甚至可能长期存在。在分频谐振时，一般过电压不高，但是PT的电流大，易使PT过热爆炸；基波和倍频谐振时，一般电流不大，但是过电压很高，常使设备绝缘损坏，造成恶性事故。谐振对电力系统安全运行构成危害，轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。二次消谐装置主要是上述问题而研发的产品。但是对于所带负荷为电弧炉的变电站，电网中产生的谐波以三次谐波为主。三次谐波不仅会引起零线过热，酿成火灾隐患；还会引起变压器温升过高，从而烧毁变压器，给变电站带来巨大的经济损失。
技术实现思路
有鉴于此，本技术目的是提供一种可以限制电网中三次谐波对变压器和零线的影响，同时还要能够准确区分基频谐振和单相接地，以免造成电压互感器长时间过载而烧毁的具有三次谐波限制功能的微机消谐装置。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置，包括电源模块、采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块，所述电源模块分别与采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块电性连接，所述采样模块、CPU处理模块和液晶显示模块依次信号连接，所述CPU处理模块与消谐模块连接。所述电源模块包括二极管和电容。所述采样模块内配置有16位高分辨率A/D芯片。所述液晶显示模块内设置有74LS273触发器。所述电源模块对整台装置提供电源；所述采样模块对PT开口三角电压进行采样转换、处理；所述CPU处理模块对采集模块采集的信号经CPU模块内部设计来进行运算、逻辑判断等，然后经过控制回路输出来消谐及告警；所述液晶显示模块实时显示系统日历、时钟、PT开口三角电压4各种频率：3分频(17Hz)、2分频(25Hz)、工频(50Hz)、3倍频(150Hz)的电压分量以及显示三次谐波功能的投入及退出；所述消谐模块包含二次消谐与三次谐波抑制，对采集到的系统铁磁谐振与三次谐波予以消除。不仅可以消除各种频率下的铁磁谐振过电压，还可以限制电网中三次谐波对变压器和零线的影响，同时还可以能够准确区分基频谐振和单相接地。在电压互感器二次侧电压信号短通过端子排接入具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的U0,通过该装置启用二次消谐与三次谐波抑制功能，装置实时监测PT开口三角电压，当系统发生铁磁谐振、接地、过压、三次谐波时，装置可以迅速判断并且报警。本技术技术效果主要体现在以下方面：消谐模块能够加强二次消谐装置的功能，在此基础上实现三次谐波抑制的功能，同时改善其在消除铁磁谐振的过程中存在的不足之处，从而减弱铁磁谐振过电压对电压互感器的影响。加强对电网谐波中成分比重较大的三次谐波的限制，尽可能地消除三次谐波对电力系统的影响。实现性能的最大化及最优化。该装置不仅要实时显示各种频率下的电压大小，还能记录基频谐振、分频谐振以及高频谐振的次数及发生谐振的时间，且掉电后不会丢失。配置通信接口将各种故障信息及谐振次数传送至有关部门，便于工作人员及时消除故障，减少损失。附图说明图1为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的结构框图。图2为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的电源模块原理图。图3为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的电压采集模块原理图。图4为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的cpu处理模块原理图。图5为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的液晶显示模块原理图。图6为本技术一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置的消谐模块原理图。具体实施方式以下结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步详述，以使本技术技术方案更易于理解和掌握。如图1所示，一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置，包括电源模块1、采样模块2、cpu处理模块3、液晶显示模块4以及消谐模块5；所述电源模块1对整台装置提供电源；所述采样模块2对PT开口三角电压进行采样转换、处理；所述CPU处理模块3对采集模块采集的信号经CPU模块内部设计来进行运算、逻辑判断等，然后经过控制回路输出来消谐及告警；所述液晶显示模块4实时显示系统日历、时钟、PT开口三角电压4各种频率：3分频(17Hz)、2分频(25Hz)、工频(50Hz)、3倍频(150Hz)的电压分量以及显示三次谐波功能的投入及退出；所述消谐模块5包含二次消谐与三次谐波抑制，对采集到的系统铁磁谐振与三次谐波予以消除。本技术不仅要消除各种频率下的铁磁谐振过电压，还要限制电网中三次谐波对变压器和零线的影响，同时还要能够准确区分基频谐振和单相接地。如图2所示，为装置电源部分，电源完成系统采样信号输入端的电压偏置作用，通过二极管整流、电容滤波变成直流，经电阻及电容的分压处理，通过运算放大器的内部进行放大隔离，完成电源的实现，其中，C28、C29、C30实现系统电压的抗干扰处理即退耦功能。如图3所示，为装置的采集电压部分，装置配置有16位高分辨率A/D芯片，该芯片是一款单片双通道高性能模数转换器，此转换器能够以370MSPS的采样速率将模拟输入信号转换为16位数字信号。这款转换器使用具有集成输入缓冲器的差分管道式架构，以便在保持低功耗的同时提供出色的动态性能。集成输入缓冲器消除了来自内部开关电容器采样电路的电荷回馈噪声，并且简化了驱动放大器、抗混叠滤波器以及阻抗匹配的系统级设计。一个输入采样时钟分频器用可配置相位选择提供整数分频比，以简化系统计时。集成低噪声电压基准在无需外部去耦合电容器的情况下简化电路板级设计。通过对PT开口三角电压的采集，对电网谐振时的各种频率成分能快速分析，准确地辨别出：单相接地；系统过电压；电网谐振。如图4所示，为装置的CPU处理部分，CPU采用美国Atmel公司精简指令集（RISC）单片微控制器ATmega128,数据采集、运算、逻辑判断、控制输出等速度快，精度高，自带“看门狗”（Watchdog）电路，抗干扰、自检及自恢复等能力强。128K字节的系统内可编程Flash(具有在写的过程中还可以读的能力，即RWW)、4K字节的EEPROM、4K字节的SRAM、53个通用I/O口线、32个通用工作寄存器、实时时钟RTC、4个灵活的具有比较模式和PWM功能的定时器/计数器(T/C)、两个USART、面向字节的两线接口TWI、8通道10位ADC(具有可选的可编程增益)、具有片内振荡器的可编程看门狗定时器、SPI串行端口、与IEEE1149.1规范兼容的JTAG测试接口(此接口同时还可以用于片上调试)，以及六种可以通过软件选择的省电模式。空闲模式时CPU停止工作，而SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作，寄存器的内容则一直保持；省电模式时异步定时器继续运行，以允许用户维持时间基准，器件的其他部分则处于睡眠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置，其特征在于：包括电源模块、采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块，所述电源模块分别与采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块电性连接，所述采样模块、CPU处理模块和液晶显示模块依次信号连接，所述CPU处理模块与消谐模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有三次谐波限制功能的微机消谐装置，其特征在于：包括电源模块、采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块，所述电源模块分别与采样模块、CPU处理模块、液晶显示模块和消谐模块电性连接，所述采样模块、CPU处理模块和液晶显示模块依次信号连接，所述CPU处理模块与消谐模块连接。2.根据权利要求1所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓春，魏海平，郝卫民，韩清波，李建新，魏震，朱智，曹岳雷，巩飞龙，陆文俊，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司鄂尔多斯电业局，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15