一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置的發(fā)電機(jī)功角測量裝置，屬于繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益完善，也越來越復(fù)雜，迫切需要有新的技術(shù)手段來加強(qiáng)電網(wǎng)的動態(tài)安全監(jiān)控能力，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)采集的是秒級刷新的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，故障錄波器提供的是故障前后一段時間內(nèi)快速暫態(tài)波形數(shù)據(jù)，都沒有辦法提供全網(wǎng)范圍內(nèi)同步采集的動態(tài)相量數(shù)據(jù)。同步相量測量裝置(PMU)則利用衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)為廣域范圍內(nèi)的全網(wǎng)同步采樣提供統(tǒng)一的采樣脈沖和標(biāo)準(zhǔn)時間，使得各個站點之間有了相同的時間基準(zhǔn)點和采樣參考基準(zhǔn)點，在同步采樣和計算之后所得到的同步相量能準(zhǔn)確描述實際系統(tǒng)的動態(tài)過程，為電力系統(tǒng)新型保護(hù)、測控、安全穩(wěn)定控制提供了新的數(shù)據(jù)源。發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢和系統(tǒng)母線電壓之間的相角差即為發(fā)電機(jī)功角，發(fā)電機(jī)功角是表征系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要狀態(tài)變量。
[0003]常規(guī)的發(fā)電機(jī)功角測量裝置和同步相量測量裝置是分開的，一般是采用直接測量法測量發(fā)電機(jī)功角，但如果沒有全網(wǎng)同步時鐘，則測量結(jié)果是不具備時間相關(guān)性的。常規(guī)同步相量測量裝置在全網(wǎng)同步時鐘同步下進(jìn)行全網(wǎng)同步采樣，可以采用理論計算法計算發(fā)電機(jī)功角，但不具備直接測量發(fā)電機(jī)功角的功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本實用新型目的提供一種基于1總線的發(fā)電機(jī)功角測量裝置，本實用新型基于1總線將各個開入模件、信號模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件連接起來，根據(jù)不同工程需要，可以將裝置上的各個模件靈活配置成不同模件組合，而且在全網(wǎng)衛(wèi)星同步時鐘同步下既可以通過接入了衛(wèi)星同步時鐘信號、機(jī)端電壓信號和鍵相脈沖信號的直接測量法功角測量模塊直接測量發(fā)電機(jī)實際功角，又可以通過接入了三相機(jī)端電壓信號、三相機(jī)端電流信號、時鐘同步脈沖和發(fā)電機(jī)參數(shù)的理論計算法功角測量模塊測量發(fā)電機(jī)理論功角，兩種方法互相補(bǔ)充，極大提高了功角測量精度和可靠性。
[0005]本實用新型技術(shù)方案如下:
[0006]一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，母板模件、交流(AC)模件、測量模件、開入(DI)模件、鍵相脈沖(KPM)模件、模擬量輸入(Al)模件、模擬量輸出(AO)模件、信號(SIG)模件、電源模件和人機(jī)交互裝置。
[0007]母板模件包括輸入輸出(1)總線，測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、人機(jī)交互裝置通過輸入輸出總線與母板模件相連接；
[0008]鍵相脈沖模件與測量模件相連接，測量模件與人機(jī)交互裝置通過以太網(wǎng)連接，交流模件與測量模件相連接；
[0009]電源模件與母板模件相連接。
[0010]交流模件用于測量級弱電互感器；
[0011]鍵相脈沖模件連接被測發(fā)電機(jī)，用于將發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和鍵相脈沖信號轉(zhuǎn)換為3.3V CMOS 電平；
[0012]開入模件用于開入量測量，直接與母板模件輸入輸出(1)總線連接；
[0013]信號模件用于提供中央告警信號，直接與母板模件輸入輸出總線連接；
[0014]模擬量輸入模件用于測量4?20mA直流信號，與母板模件輸入輸出總線連接；
[0015]模擬量輸出模件用于驅(qū)動輸出4?20mA直流信號，與母板模件輸入輸出總線連接;
[0016]測量模件用于采樣和實時通信，直接與母板模件的1總線連接；
[0017]人機(jī)交互裝置用于控制打印機(jī)，與后臺通信，直接與母板模件1總線連接；
[0018]電源模件用于為裝置的各個模件提供電源；
[0019]母板模件用于將所有模件連接起來。
[0020]測量模件包括用于信號時鐘同步的同步電路。
[0021]鍵相脈沖模件包括電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路接入機(jī)端電壓和鍵相脈沖信號，并整形為適合于CPU采集的3.3V CMOS電平信號。
[0022]測量模件包括采樣電路、時鐘同步電路、IPPS信號提取單元和直接測量法功角測量模塊、理論計算法功角測量模塊、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊；
[0023]直接測量法功角測量模塊包括比較器，時鐘同步電路、IPPS信號提取單元、直接測量法功角測量模塊依次順序連接；IPPS信號提取單元連接采樣電路；采樣電路、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊均與理論計算法功角測量模塊相連接
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括以下有益效果:
[0025]本實用新型基于1總線將各個開入、模擬量輸入、模擬量輸出模件連接起來，根據(jù)不同工程需要，可以將裝置上的各個模件靈活配置成不同模件組合，比如在常規(guī)變電站側(cè)無需模擬量輸入、模擬量輸出模件，但需要測量很多開入量，則可以將更多的模件配置為開入模件，在發(fā)電廠側(cè)需要測量和輸出4?20mA信號，而開關(guān)量數(shù)量比較少，則需要配置模擬量輸入、模擬量輸出模件，開入模件則少配置；這樣模件之間的組合非常靈活，能滿足不同應(yīng)用場合的需要。
[0026]本實用新型引入衛(wèi)星時鐘B碼時間信號、機(jī)端電壓電流信號、鍵相脈沖信號，既可以直接測量發(fā)電機(jī)功角，又可以采用理論計算法計算發(fā)電機(jī)功角，兩種方法互相補(bǔ)充，極大提高了功角測量精度和可靠性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實用新型測量模件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]如圖1所示，一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，母板模件、交流模件、測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、電源模件和人機(jī)交互裝置。
[0031]母板模件包括輸入輸出(1)總線，、測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、人機(jī)交互裝置通過輸入輸出總線與母板模件相連接。
[0032]鍵相脈沖模件與測量模件相連接，測量模件與人機(jī)交互裝置通過以太網(wǎng)連接，交流模件與測量模件相連接；
[0033]電源模件與母板模件相連接。
[0034]交流模件用于測量級弱電互感器；
[0035]鍵相脈沖模件連接被測發(fā)電機(jī)，用于將發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和鍵相脈沖信號轉(zhuǎn)換為3.3V CMOS 電平；
[0036]開入模件用于開入量測量，直接與母板模件輸入輸出(1)總線連接；
[0037]信號模件用于提供中央告警信號，直接與母板模件輸入輸出總線連接；
[0038]模擬量輸入模件用于測量4?20mA直流信號，與母板模件輸入輸出總線連接；
[0039]模擬量輸出模件用于驅(qū)動輸出4?20mA直流信號，與母板模件輸入輸出總線連接;
[0040]測量模件用于采樣和實時通信，直接與母板模件1總線連接；
[0041]人機(jī)交互裝置用于控制打印機(jī)，與后臺通信，直接與母板模件1總線連接；
[0042]電源模件用于為裝置的各個模件提供電源；
[0043]母板模件用于將所有模件連接起來。
[0044]測量模件包括用于信號時鐘同步的同步電路。
[0045]鍵相脈沖模件包括電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓轉(zhuǎn)換電路接入機(jī)端電壓和鍵相脈沖信號，并整形為適合于CPU采集的3.3V CMOS電平信號。
[0046]如圖2所示，測量模件包括采樣電路、時鐘同步電路、IPPS信號提取單元和直接測量法功角測量模塊、理論計算法功角測量模塊、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊。理論計算法功角測量模塊通過CPU實現(xiàn)。
[0047]直接測量法功角測量模塊包括比較器，時鐘同步電路、IPPS信號提取單元、直接測量法功角測量模塊依次順序連接；IPPS信號提取單元連接采樣電路；采樣電路、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊均與理論計算法功角測量模塊相連接。直接測量法功角測量模塊通過直接比較獲取的衛(wèi)星B碼時鐘測量發(fā)電機(jī)功角。
[0048]值得說明，理論計算法功角測量模塊通過CPU芯片實現(xiàn)，是現(xiàn)有技術(shù)的功角測量理論計算，對功角測量方法沒有改進(jìn)。
[0049]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行改動或變型的設(shè)計但不脫離本實用新型的思想和范圍。因此，如果本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同的技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，其特征在于，包括:母板模件、交流模件、測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、電源模件和人機(jī)交互裝置； 所述母板模件包括輸入輸出總線，所述測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、人機(jī)交互裝置均通過輸入輸出總線與母板模件相連接; 所述鍵相脈沖模件與測量模件相連接，所述測量模件與人機(jī)交互裝置通過以太網(wǎng)連接，所述交流模件與測量模件相連接； 所述電源模件與母板模件相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，其特征在于， 所述測量模件包括用于與衛(wèi)星時鐘信號同步的時鐘同步電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，其特征在于， 所述鍵相脈沖模件包括電壓轉(zhuǎn)換電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，其特征在于， 測量模件包括采樣電路、時鐘同步電路、IPPS信號提取單元和直接測量法功角測量模塊、理論計算法功角測量模塊、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊； 所述時鐘同步電路、IPPS信號提取單元、直接測量法功角測量模塊依次順序連接；所述IPPS信號提取單元連接采樣電路；所述采樣電路、發(fā)電機(jī)參數(shù)輸入模塊均與理論計算法功角測量模塊相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，其特征在于，所述直接測量法功角測量模塊包括比較器。
【專利摘要】本實用新型公開一種發(fā)電機(jī)功角測量裝置，包括：母板模件、交流模件、測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、電源模件和人機(jī)交互裝置；母板模件包括輸入輸出總線，測量模件、開入模件、鍵相脈沖模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件、信號模件、人機(jī)交互裝置均通過輸入輸出總線與母板模件相連接；鍵相脈沖模件與測量模件相連接，測量模件與人機(jī)交互裝置通過以太網(wǎng)連接，交流模件與測量模件相連接；電源模件與母板模件相連接。本實用新型基于IO總線將各個開入模件、信號模件、模擬量輸入模件、模擬量輸出模件連接起來，裝置上的各個模件可以靈活配置成不同模件組合，滿足不同工程需要。
【IPC分類】G01R25/00, G01R31/34
【公開號】CN204679601
【申請?zhí)枴緾N201520267644
【發(fā)明人】溫富光, 鄒軍, 夏玉裕, 葉品勇, 陳慶旭
【申請人】南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年4月29日