微机电压无功综合控制装置制造方法及图纸

一种微机电压无功综合控制装置，属电力系统自动控制领域。该装置由模拟量输入电路，输入电路、输出电路、人机接口电路，主机模块和打印机六部分组成，模拟量输入电路包括电压形成电路和模数转换电路，输入电路包括输入继电器隔离电路和开关量输入电路两部分，输出电路包括开关量输出电路和出口继电器电路两部分，人机接口包括：键盘控制，ＣＲＴ显示及打印输出。主机模块采用ＩＰＣ４８６（工业控制机）主机板。本装置可用于２２０ＫＶ及以上电压等级的变电站，可调控１－３台主变和１－１２组电容器，且有谐波监视和控制功能及有串行通讯，能实现大区调关联控制和高峰、低谷负荷自动调整定值等功能，并可打印记录。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
微机电压无功综合控制装置本技术涉及变电站的电压及无功功率的控制，属电力系统自动控制领域。目前变电站的自动调压设备有两类，一类是晶体管型，其缺点是工作不稳  定，可靠性不高；控制规律比较固定，不能进行优化控制，常造成调功率因素与调电压的矛盾，以致造成频繁调节，影响变压器分接开关和电容器开关的寿命和安全，因此较少应用。另一类是微机型自动调压装置，这类装置由微机控制，克服了晶体管型的缺点。但目前的微机型自动调压装置对电流、电压、功率的测量多采用直流采样，需要有变送器，现场调试时必须对变送器的精度进行校验，增加调试工作量，其次是只有当地的控制功能，缺乏串行通讯功能，不能与上级调度主站通讯，更不能接受统一的调度命令，其三是没有监视由于投入电容后引起的谐波放大和对谐波的控制功能，其四目前微机自动调控装置多数只能控制二台主变压器，目前我国变电站不少已扩建成三台变压器，所以现有的微机自动调控装置已不能满足电力工业发展的需要。本技术的目的是提供一种可用于220KV及以上电压等级的变电站，可调控1-3台主变压器的分接头位置和1～12组无功补偿电容器，具有谐波监视和控制功能及有串行通讯，能实现大区调度关联控制，并有打印记录功能的微机自动电压无功调控装置。本技术微机电压无功综合控制装置由模拟量输入电路，输入电路、输出电路、人机接口电路、主机模块和打印机六部分组成。模拟量输入电路又由电压形成电路和模数转换电路组成；输入电路由输入继电器隔离电路和开关量输入电路组成；输出电路由出口继电器电路和开关量输出电路组成。说明附图如下：图1为本技术微机电压无功综合控制装置原理框图。图2为电压形成电路原理图。图3为模数转换电路原理图。图4为输入继电器隔离电路图。图5为开关量输入电路原理图。图6为46路开关量输出电路原理图。图7为出口继电器电路原理图。图8为人机接口电路图。图9为主程序框图。-->图10为通讯程序框图。结合附图说明实施例如下：本技术微机电压无功综合控制装置(见图1)由模拟量输入电路(I)，输入电路(II)，输出电路(III)、人机接口电路(IV)，主机模块(V)和打印机(VI)六部分组成。模拟量输入电路：模拟量输入电路(I)包括电压形成电路(图2)和模数转换电路(图3)。模拟量输入电路是把三台变压器的电压、电流等有关信号采样后，送给主机模块进行分析、计算以判断运行状况是否正常。每台变压器要采入的模拟量有6个，分别为高压侧VAB、VBC、IA、IC和中压侧VAC，低压侧VAC(见图2)，这些量均是强电信号分别取自变电站相应的电压互感器(PT)和电流互感器(CT)，然后经过电压形成回路变成弱电压信号(幅值为-10伏～+10伏的交流信号)，再输入至模数转换电路。电压形成电路包括变压器电压的电压形成电路及电流的电压形成电路(图2)。变压器电压的电压形成电路(VIII)由电压互感器(小PT)、稳压管DW、电组R、电容C组成。要采入的电压经本电路的小PT降压后，经RC滤波，滤去高频分量，送给模数转换电路。两个稳压管DW的作用是限幅以保护模数转换电路的安全。电流的电压形成电路(VIII)由电流互感器小CT、稳压管DW、标准电阻RU、电阻R、电容C所组成。要采入的电流经过本电路的小CT，变为小电流，经过RU变成电压信号，再经RC滤波，滤去高频分量，送至模数转换电路。两个稳压管DW的作用是限幅以保护模数转换电路。模数转换电路(图3)为双24路模数转换，该电路主要由4片16路的多路模拟开关(AD7506)和2片采样保持AD583KD、2片12位的模数转换芯片AD574以及5片八同相三态收发器74LS245和二片8D锁存器74LS273与比较器74LS688译码器74LS139和GAL 16V8等芯片组成，构成两个独立的24路的A/D转换通道，其中单24路的原理结构框图如图3。模数转换电路简单的工作原理如下：由电压形成电路来的模拟量，分别由多路模拟开关AD7506选通后，经采样保持器AD583KD保持后输入给AD574进行A/D转换，转换后的12位数字量的高4位由74LS245②经过74LS245①读入至CPU，而低8位由74LS245③经过74LS245①读入至CPU。多路开关的通道选通由8D锁存器74LS273控制。AD574的片选由比较器74LS688和GAL16V8译码决定。而A/D转换后高4位与低8位缓冲器(74LS245)的端口地址和AD574的转换控制R/C由译码器74LS139决定。该电路设-->计成双24路的原因是因为对P、Q的计算必须保证相应的U、i采样的同时性。输入电路：输入电路包括输入继电器隔离电路和开关量输入电路两部分。本技术可控制三台主变和12组电容器，需引入三类开关量，(A)分头位置、(B)电容器开关位置、(C)与三台主变运行方式有关的开关和刀闸的位置。这三类开关量均处于强电磁环境，为保证装置能安全、可靠运行，在这些开关量引到开关量输入电路之前，先使其经过输入继电器隔离电路隔离(图4)。输入继电器隔离电路由继电器和分压电阻R组成。其工作原理如下：当变电站现场来的开关触点Ki闭合时，则相关的继电器线圈通电，继电器动作，继电器的常开触点iJ闭合，则由开关量输入电路读入相应的信号为高电平，便可知道此开关状态为合上，反之，便为打开状态。继电器采用DC48伏的小型继电器。现场的开关量经过继电器隔离电路后，送入48路开关量输入电路(图5)。开关量输入电路由光电耦合器TLP521-4，限流电阻R1及八同相三态收发器74LS245和逻辑可编程阵列GAL16V8和比较器74LS688等芯片组成。由比较器74LS688和GAL16V8决定各片74LS245的端口地址。其工作原理如下(以K1开关为例)：a.当开关K1打开时，相对应的光电耦合器TLP521不导通，则CPU由74LS245(2)经74LS245(1)读入的D0位为低电平。b.当开关K1合下时，使相对应的TLP521导通，则CPU从74LS245(2)经74LS245(1)读入的D0为高电平。故可以根据CPU从开入板读入的各位的电平高低，判断开关是否合上。输出电路：输出电路(III)包括开关量输出电路和出口继电器电路两部分。输出信号包括对三台主变分接头升、降和12组电容器开关投、切的控制，以及受控系统异常报警信号。这些输出信号均由46路开关量输出电路输出，然后再经过出口继电器电路去转换为驱动跳、合闸继电器的出口信号。46路开关量输出电路(图6)由74LS245和8D锁存器74LS273、六反相器74LS06、光电耦合器TLP521-4和三极管D667以及比较器74LS688、逻辑可编程阵列GAL16V8等组成。其工作原理如下：由74LS688和GAL16V8决定本电路板的地址和各端口的地址。如果要输出某路命令或信号时，则CPU将该路相应的位输出为高电平，则-->经74LS273锁存后，经74LS06反相为低电平，使相应的光电耦合器TLP521导通，经三极管D667放大后，输出可驱动继电器的命令。输出继电器电路(图7)中，继电器采用DC24V的继电器。如果有命令输出时，由开关量输出电路发出命令，使三极管D667导通(图6)，输出24伏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电压无功综合控制装置，其特征是由模拟量输入电路，输入电路，输出电路、人机接口电路，主机模块和打印机六部分组成，模拟量输入电路包括电压形成电路和模数转换电路，电压形成电路包括变压器电压的电压形成电路及电流的电压形成电路，变压器电压的电压形成电路由互感器（小ＰＴ）、稳压管ＤＷ、电组Ｒ、电容Ｃ组成，要采入的电压经本电路的小ＰＴ降压后，经ＲＣ滤波，滤去高频分量，送给模数转换电路，电流的电压形成电路由互感器小ＣＴ、稳压管ＤＷ、电阻Ｒ↓［Ｕ］、Ｒ、电容Ｃ所组成，要采入的电流经过本电路的小ＣＴ，变为小电流，经过Ｒ↓［Ｕ］变成电压信号，再经ＲＣ滤波，滤去高频分量，送至模数转换电路，模数转换电路为双２４路模数转换，该电路主要由４片１６路的多路模拟开关（ＡＤ７５０６）和２片采样保持ＡＤ５８３ＫＤ、２片１２位的模数转换芯片ＡＤ５７４以及５片八同相三态收发器７４ＬＳ２４５和二片８Ｄ锁存器７４ＬＳ２７３与译码器７４ＬＳ１３９和ＧＡＬ１６Ｖ８等芯片组成，由电压形成电路来的模拟量，分别由多路模拟开关ＡＤ７５０６选通后，经采样保持器ＡＤ５８３ＫＤ保持后输入给ＡＤ５７４进行Ａ／Ｄ转换，转换后的１２位数字量的高４位由７４ＬＳ２４５②经过７４ＬＳ２４５①读入至ＣＰＵ，而低８位由７４ＬＳ２４５③经过７４ＬＳ２４５①读入ＣＰＵ。多路开关的通道选通由８Ｄ锁存器７４ＬＳ２７３控制。ＡＤ５７４的片选由比较器７４ＬＳ６８８和ＧＡＬ１６Ｖ８决定，而Ａ／Ｄ转换后高４位与低８位缓冲器（７４ＬＳ２４５）的端口地址和ＡＤ５７４的转换控制Ｒ／Ｃ由译码器７４ＬＳ１３９决定，输入电路包括输入继电器隔离电路和开关量输入电路两部分，输入继电器隔离电路由继电器和分压电阻组成，开关量输入电路由光电耦合器ＴＬＰ５２１－４，八同相三态收发器７４ＬＳ２４５和逻辑可编程陈列ＧＡＬ１６Ｖ８和７４ＬＳ６８８比较器等芯片组成，输出电路包括开关量输出电路和出口继电器电路两部分，开关量输出电路由７４ＬＳ２４５和８Ｄ锁存器７４ＬＳ２７３、六反相器７４ＬＳ０６、光电耦合器ＴＬＰ５２１－４和三极管Ｄ６６７以及比较器７４ＬＳ６８８、逻辑可编程阵列ＧＡＬ１６Ｖ８等组成，如果要输出某路命令或信号时，则ＣＰＵ将该路相应的位输出为高电平，则经７４ＬＳ２７３锁存后，经７４ＬＳ０６反相为低电平，使光电耦合器ＴＬＰ５２１导通，经三极管Ｄ６６７放大后，输出可驱动继电器的命令，输出继电器电路中，继电器采用ＤＣ２４Ｖ的继...

【技术特征摘要】
1.一种微机电压无功综合控制装置，其特征是由模拟量输入电路，输入电路，输出电路、人机接口电路，主机模块和打印机六部分组成，模拟量输入电路包括电压形成电路和模数转换电路，电压形成电路包括变压器电压的电压形成电路及电流的电压形成电路，变压器电压的电压形成电路由互感器(小PT)、稳压管DW、电组R、电容C组成，要采入的电压经本电路的小PT降压后，经RC滤波，滤去高频分量，送给模数转换电路，电流的电压形成电路由互感器小CT、稳压管DW、电阻RU、R、电容C所组成，要采入的电流经过本电路的小CT，变为小电流，经过RU变成电压信号，再经RC滤波，滤去高频分量，送至模数转换电路，模数转换电路为双24路模数转换，该电路主要由4片16路的多路模拟开关(AD7506)和2片采样保持AD583KD、2片12位的模数转换芯片AD574以及5片八同相三态收发器74LS245和二片8D锁存器74LS273与译码器74LS139和GAL 16V8等芯片组成，由电压形成电路来的模拟量，分别由多路模拟开关AD7506选通后，经采样保持器AD583KD保持后输入给AD574进行A/D转换，转换后的12位数字量的高4位由74LS245②经过74LS245①读入至CPU，而低8位由74LS245③经过74LS245①读入CPU。多路开关的通道选通由8D锁存器74LS273控制。AD574的片选由比较器74LS688和GAL16V8决定，而A/D转换后高4位与低8位缓冲器(74LS245)的端口地址和AD574的转换控制R/C由译码器74LS139决定，输入电路包括输入继电器隔离电路和开关量输入电路两部分，输入继电器隔离电路由继电器和分压电阻组成，开关量输入电路由光电耦合器TLP521-4，八同相三态收发器74LS245和逻辑可编程陈列GAL16V8和74L...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄益庄，王蕾，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]