随调式自动跟踪补偿消弧控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种随调式自动跟踪补偿消弧控制装置，涉及一种用于交流配电网的消弧装置。本实用新型专利技术的结构是：信号处理模块分别与三相母线和接地变压器连接；补偿控制模块、信号处理模块、人机接口模块和供电电源模块分别与中央处理模块连接；补偿控制模块和消弧线圈连接。本实用新型专利技术通过多次逼近式的补偿，以实现准确、快速的补偿调节，达到迅速灭除电弧的目的，并能有效避免系统震荡；可采用多台控制装置并列运行的机制，以实现多套消弧线圈并列运行，实时分配线圈容量，满足配电网日益增长的扩容需求；提供各种串口通信协议，可实现数据的自动上传和获取。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于交流配电网的消弧装置，尤其涉及一种随调式自动跟踪 补偿消弧控制装置；具体是一种用于3 66kV等级中性点不接地电网的自动跟踪补偿的消 弧线圈的控制装置。
技术介绍
目前国内3 66kV的配电网都是以架空线为主的放射性结构，线路长，负荷重， 且负荷不平衡，感性负载较大；而广大城市地区广泛使用电力电缆线路，存在绝缘风险较高 和排查难度较大的特点，因此，上述配电网都存在一定程度单相接地的可能，为提高供电可 靠性，一般采用中性点不直接接地的方式。规程规定，在中性点不直接接地的情况下，发生 单相接地故障(占故障率的80%)，允许运行不超过2小时。单相接地故障分为三类，金属 性接地、经阻抗接地和经电弧接地。经电弧接地故障发生时，电弧容易损坏设备，甚至引起 两相甚至三相短路，因此，电力工业部颁发的DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护 和绝缘配合》规定，超过下列数值且需要在接地故障条件下运行的，应采取用弧线圈接地 (1)3 10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的和所有35kV、66kV单相接地故障电 流大于10A ；⑵(2). 3 10kV电缆构成的单相接地故障电流大于30A。消弧线圈的使用则 可以减小接地故障电流，加快灭弧过程。目前国内外采用较多的消弧线圈补偿控制方式有调容式、调匝式和调相式，其中 调容式消弧线圈稳定性较差，维护成本较高，调匝式消弧线圈受有载开关成本的限制，导致 调节级数不可能过高，从而无法实现较为精确的补偿，因此，上述两种方式已较少使用。而 随着可控硅制造工艺的提高，调相式可控硅消弧线圈以其性能可靠，调节迅速，短路阻抗高 的特点得到了越来越广泛的应用。当前市场上的控制器产品，大都是通过测量计算接地电容电流，从而计算出系统 所需补偿量，进行一次调节补偿。然而，当前广泛使用的位移电压曲线法、异频注入法等方 法无法实现电容电流的精确测算，从而导致补偿量计算不准确，补偿后的结果存在一定的 不确定性，有可能欠补偿达不到消除残余电流的目的，也有可能正好位于谐振点，引起系统 震荡。随着城乡经济的发展，电力负荷需求逐步提高，配电网容量也逐步增大，运行方式趋 于多样化，在一些情况下，单套消弧线圈系统已无法满足配电网的运行需求，而配置多套消 弧线圈系统需要按照单段母线的最大容量来配置，导致经济性下降，用户运行维护成本提 尚o
技术实现思路
本技术的主要目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种能够自 动跟踪测量电容电流变化，并采用动态逼近的方式，准确可靠，并可并列运行和动态调整负 荷的随调式自动跟踪补偿消弧控制装置。本技术的目的是这样实现的1、技术路线①采用高精度的A/D采样模块，采用精密的模拟电路处理，结合抗干扰设计，使控 制装置测量精度更高，运行更加可靠。②采用高速数字信号处理器，以实现高速、精确的信号处理，以便快速计算电容电 流。③采用数据运算与人机接口双CPU模式，互不干扰。 ④完备的数据通信接口，使其便于和各种系统数据交换。⑤提供一种功耗低、供电时间长、防雷性能好的直流稳压电源。2、具体技术方案本技术的工作环境包括依次连接的三相母线、接地变压器和消弧线圈；设置有中央处理模块、补偿控制模块、信号处理模块、人机接口模块和供电电源模 块；信号处理模块分别与三相母线和接地变压器连接；补偿控制模块、信号处理模块、人机接口模块和供电电源模块分别与中央处理模 块连接；补偿控制模块和消弧线圈连接。信号处理模块负责采集处理信号，人机接口模块400负责装置接口及通信，供电 电源模块负责为装置提供稳定的直流电源，补偿控制模块接收中央处理模块的计算结果并 生成控制信号以控制消弧线圈的导通角。信号处理模块负责采集、并AD转换的数字信号提供给中央处理模块；中央处理模块为本技术的核心部件，负责数据处理、可控硅调节角度的计算 和控制指令的发送等功能；人机接口模块提供操作者与本技术，以及本技术之间信息交换的通道；补偿控制模块负责根据中央处理模块的计算结果生成相应的控制信号控制消弧 线圈。供电电源负责提供工作精密的安全电源。本技术的工作原理是信号处理模块实时采集三相母线电压Ua、Ub和Uc,中性点位移电压Uw，以及残余 电流In，并对上述模拟量进行转换和滤波等处理，并由多路并行AD转换器转换为数字量； 中央处理模块对上述数字信号进行软件处理，并加以监测和分析，实时计算电容电流Ic，并 分析计算出系统是否存在故障，实时计算可控硅的所需补偿量，通过补偿控制模块放大处 理，输出补偿信号；人机接口模块将处理信息实时在显示屏上显示，并通过通信接口输出至 并联机或控制中心。本技术具有下列优点和积极效果1、通过多次逼近式的补偿，以实现准确、快速的补偿调节，达到迅速灭除电弧的目 的，并能有效避免系统震荡。2、可采用多台控制装置并列运行的机制，以实现多套消弧线圈并列运行，实时分 配线圈容量，满足配电网日益增长的扩容需求；3、提供各种串口通信协议，可实现数据的自动上传和获取。总之，本技术测量精度高，通过逼近可实现精确补偿并可避开谐振点、且可联 机，使用灵活方便。附图说明图1是本技术的结构方框图；图2是信号处理模块的结构方框图。其中100-中央处理模块，110-数字信号处理器，120-可编程逻辑控制器；200-补偿控制模块；300-信号采理模块，310-信号处理电路，320-三相电压互感器，330-单相电压互感器，340-单相电流互感器；400-人机接口模块；410-微处理单元，420-液晶显示器，410-键盘，410-通信接口；500-供电电源模块；600-三相母线；700-消弧线圈；800-接地变压器。英译汉1、DSP-数字信号处理器；2、PLD-可编程逻辑控制器；3、ARM-公司名称；4、MCU-微处理单元；5、CPU-中央处理器。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明一、总体如图1，本技术的工作环境包括依次连接的三相母线600、接地变压器800和 消弧线圈700 ；设置有中央处理模块100、补偿控制模块 、信号处理模块300、人机接口模块 400和供电电源模块500 ；信号处理模块300分别与三相母线600和接地变压器800连接；补偿控制模块200、信号处理模块300、人机接口模块400和供电电源模块500分 别与中央处理模块100连接；补偿控制模块200和消弧线圈700连接。二、各功能块1、中央处理模块100如图1，中央处理模块100包括集成并封装在一起的数字信号处理器(DSP) 110和 可编程逻辑控制器(PLD)120。(1)数字信号处理器110数字信号处理器110选用TI公司生产的TMS320F系列28XX系列产品。28XX系列DSP是32位高速计算芯片，最高主频达150MHz，具有性能稳定、集成度 高、扩展接口丰富、运算速度快和能耗低等特点，可在单芯片上实现多种复杂功能。28XX芯片集成了 16路12位AD转换器，内置2组采样/保持电路，AD时钟为25MHz， 可实现最低80nS的采样周期。28XX提供SCI、SPI、CAN、I2C等接口，可方便挂接各种外部 设备。(2)可编程逻辑控制器120可编程逻辑控制器选用Xilinx公司生产的95X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随调式自动跟踪补偿消弧控制装置，其工作环境包括依次连接的三相母线（６００）、接地变压器（８００）和消弧线圈（７００）；其特征在于：　　设置有中央处理模块（１００）、补偿控制模块（２００）、信号处理模块（３００）、人机接口模块（４００）和供电电源模块（５００）；　　信号处理模块（３００）分别与三相母线（６００）和接地变压器（８００）连接；　　补偿控制模块（２００）、信号处理模块（３００）、人机接口模块（４００）和供电电源模块（５００）分别与中央处理模块（１００）连接；　　补偿控制模块（２００）和消弧线圈（７００）连接。

【技术特征摘要】
一种随调式自动跟踪补偿消弧控制装置，其工作环境包括依次连接的三相母线(600)、接地变压器(800)和消弧线圈(700)；其特征在于设置有中央处理模块(100)、补偿控制模块(200)、信号处理模块(300)、人机接口模块(400)和供电电源模块(500)；信号处理模块(300)分别与三相母线(600)和接地变压器(800)连接；补偿控制模块(200)、信号处理模块(300)、人机接口模块(400)和供电电源模块(500)分别与中央处理模块(100)连接；补偿控制模块(200)和消弧线圈(700)连接。2.按权利要求1所述的随调式自动跟踪补偿消弧控制装置，其特征在于中央处理模块(100)包括集成并封装在一起的数字信号处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝冶，雷鸣，
申请(专利权)人：湖北中兴电力试验研究有限公司，湖北省电力试验研究院，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]