徽机型电压无功综合控制与记录装置制造方法及图纸

一种用于电力系统的电压、无功综合控制与记录装置，它是以微处理机为核心，加之信号检测电路、滤波变换电路、光耦电路、功率测量电路、Ａ／Ｄ转换电路、显示电路、记录打印电路、保护电路、控制输出电路所组成一体的智能化装置。它可根据现场实时检测的信号或根据计算机离线优化计算结果对不同要求的控制对象进行多种控制运行。其操作简便易于掌握，并有丰富的记录打印功能。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术涉及一种用于电力系统的电压、无功综合控制与记录的装置，属于微处理机在电力系统在线控制与记录技术。电力系统中大部分变电所(站)都配置了电容器组和(或)有载调压变压器，作为改善电压质量、调整无功潮流、降低网损和提高输送容量的技术手段。然而如何合理地适当地控制这些设备，力求达到最佳的控制效果，充分发挥其技术和经济的综合效益，是一个值得重视是技术课题。但目前电力系统电压无功自动控制装置大都采用模拟和数字电路。由于受电路本身逻辑功能的限制对电压、无功的综合控制很难取得理想的最佳效果。我国现有10千伏及以上大容量并联补偿装置大多数是以检测母线电压高低来进行控制的。这样，电容器的无功补偿效益往往受到一定限制。近年来有些变电所(站)已配置了电子模拟式电压、无功综合控制装置，并取得一定成效。这些装置一般采用电压无功综合分时控制方式，其运行限值实际上是按负荷峰谷时间制订的。由于电力系统实际负荷变化具有随机性和分散性，这种控制方式不能完全保证电压质量和经济运行。另外，受变送器精度的限制，这些装置无功检测精度较低。难以达到予期的控制要求。近一个时期国内个别科研单位也开始偿试用以微处理机为核心的电力系统电压、无功综合控制装置。如中国专利局1985年10月10日公告的、专利号为CN85200038μ的技术便为上述一种。该技术按其说明书所述“即由微机根据实时检测的变电站的实际负荷，按逆调压要求，计算出此时所应维持的最合理的电压定值，并根据检测到的无功值综合判断，自动决定变电站有载分接头的升降及补偿电容器的投切。”但在电力系统实际运行中，不一定只按逆调压要求进行电压、无功的同时控制。从整个电力系统安全经济运行的角度考虑，即要求某些变电所(如终端变电所)按就地平衡的单元控制方式运行，又要求某些变电所(如枢纽变电所)按全网或局部网络离线计算的限值运行(如有的需要倒送无功)。而上述专利号为CN85200038μ的技术并不具备这种功能。同时，它本身不带有无功变换环节，并且不能对现场位置信号进行检测、判断，所以无法达到合理的、安全的控制目的。另外，谐如电力系统微机型电压、无功综合控制装置在国外市场上还未见到产品，也未见到与其工作原理、制作方法有关的书面资料。针对以上诸情况，本技术的任务在于提供了一种以微处理机及其相应接口芯片所组成的微处理机系统为核心的电力系统电压、无功综合控制与记录。它是由信号检测、滤波、光耦、功率测量、模数转换、显示、记录、打印、信号输出、保护及微处理机系统等部分组成一整体的控制与记录装置。本装置的突出特点为具有特殊的信号检测与处理电路，实时检测现场信号，根据予整定分时控制限制或计算机离线优化计算结果，对不同控制要求及运行方式的被控设备自动进行综合优化控制及定时打印有关数据报表。本装置根据不同的要求，配有如下几种控制运行方式。(一)电压单控方式其中包括有(1)按给定电压运行曲线进行电压单控；(2)按计算电压限值进行电压单控；(3)按逆调压方式进行电压单控。(二)局部优化控制方式(即按本站的优化指标进行的控制方式)；其中包括有(1)逆调压局部优化控制方式；(2)按给定电压运行曲线进行的局部优化控制方式；(3)按实时负荷大小计算电压限值进行的局部优化控制方式。(三)优化控制方法其中包括有(1)逆调压优化控制方式；(2)按给定电压运行曲线进行的优化控制方式；(3)按实时负荷大小算出电压限值所进行的优化控制方式。(四)强制方式即当限值或运行状态出现不合理情况时，装置自动进入固定限值的控制方式运行。本装置对以上各种运行控制方式均可指定为手动或自动操作。装置面板上设有各种运行控制方式的转换开关。手动操作时，本装置打印出应进行的操作内容，由运行人员执行。自动操作时，控制器自动实行闭环控制。以下结合附图对本装置进行详述。附附图说明图1为本装置的原理框图。它由以下几个部分组成。1)模拟量输入，包括两台变压器高压侧的电压UG，电流IG和负荷侧电压UD，这些量通过变换电路转换成与其大小成线关系的直流信号，送入A／D转换电路，提供计算机控制所需要的参数。2)功角测量电路。为实现电压，无功综合控制，需要准确地查量测出高压侧相位角( )。本系统相角测量是通过波形变换、CTC及其中断控制逻辑电路完成。由于软件的补偿作用，测量精度可保证＜±1°。3)控制输出。计算机控制输出指令通过隔离、功放电路驱动继电器阵列，直接对电容器组，变压器分头调节开关进行控制。4)现场返回位置信号。现场返回位置信号通过光电隔离送入计算机接口，供计算机查询用。这部分信号按其性质分别通过带中断通道和不带中断通道。带中断通道主要接收电容器开关位置信号，当电容器误动时，计算机可立即响应处理。不带中断通道主要接收变压器分头位置和故障信号，以断定分头档次和现场状况。5)键盘、显示器、功能设置开关。键盘、显示器的功能是实现人－机对话。运行限值、必要的数据通过键盘送入内存。显示器可通过键盘请求显示带时段限值、年、月、日、时、分、秒、电压、电流、有功、无功、功率因数等内容。功能设置开关是指定控制器运行状态和设置硬标志等。6)打印机接口。通过该接口打印机可打印动作状况、事故记录、限值予整定表等内容。7)主机板ZPU。ZPU是控制器核心部件，由Z－80CPU及逻辑电路构成，产生S－100总线信号。另外，还包括14KEPROM，作为存放控制器程序用，和4KRAM，作为存放限值和暂存数据的随机存贮器。本仪器从功能模块上可划为下列几部分1)电源2)整流变换3)ZPU和存贮器4)输入5)输出6)A／D转换7)面板1.电源电源原理图如附图2所示。五路直流输出供给控制器所需的全部电源。控制器所选逻辑芯片电源电压均为＋5V，为了提高系统可靠性和抗干扰能力，控制器采用分板单元稳压方式。总线提供＋8伏未经稳压的直流电源，各单元独立将其稳至＋5V以供本单元所需。控制器模拟电子器件，如运算放大器等，采用±12V电压，该电源处理方式与＋5V相同。电源的＋12V输出是供给装置的隔离元件使用。电源的＋24V供给继电器激磁线圈使用。须指出，考虑到提高整机的抗干扰和可靠性能力，＋12V、＋24V电源绝不允许与±18V、±12V、＋5V电源有直接电的联系。2.整流变换整流变换电路是将被测量的交流电压和交流电流，变换为按线性比例的直流电压，供测量有关的工频电压和电流。并且将高压侧电压、电流正弦波变换为与其同相的梯形波，以实现计算机测量相角( )。1)交流电源变换原理交流电流变换电路如附图3所示。图中W1为电流互感器初级绕组，额定电流为5A，W4、W5为电流互感器次级绕组。互感器LH使交流输入回路与变换电路在电气上隔开，并且将电流转换成电压量。电阻R5、R29是电流互感器的固定分流电阻。全波桥式整流电路由二极管D5～D12组成，考虑到交流电流变换电路应能耐受16倍额定电流的冲击，所以桥臂采用两个锗管串联。要主这两个二极管正向电阻尽可能小，反向电阻大于500KΩ，反向击穿电压大于220V。由于电流互感器铁芯磁化曲线起始部分非线性区的存在，当输入被测电流较小时，电流互感器的输入电流与输出电压之间出现非线性关系，为了减小非线性误差，采用二极管D34～D36和R18组成补偿电路。为了减少温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由以微处理机及其接口芯片为核心，加之信号检测电路、滤波变换电路、光耦电路、功率测量电路、Ａ／Ｄ转换电路、显示电路、记录打印电路、保护电路、控制输出电路及键盘、功能设置开关、电源组成一体的用于电力系统电压、无功综合控制与记录的装置，其特征在于：（１）控制变电站（所）有载调压变化器分接头的升降及补偿电容器的投切有两种方式；其一：现场实时信号经信号检测电路后，进行滤波变换、光耦隔离，然后送入Ａ／Ｄ转换电路，最后由ＣＰＵ发出信号，驱动控制输出电路；其二：ＣＰＵ读取存于 存贮器的信息后直接驱动控制输出电路；（２）键盘及功能设置开关分别通过各自的接口电路，将开关量信息送入ＣＰＵ及内存贮器中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁刚，张筱慧，杜松怀，
申请(专利权)人：北京农业工程大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]