[发明专利]一种高精度选相控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度选相控制装置，特别是一种易于实现的软硬件组合方式，对多路母线电压输入信号同时进行相角测量，并根据设定的条件输出多路控制信号控制断路器开关的分合闸试验的装置。

背景技术

母线电压相量在电力系统中是一个重要参数，母线电压相量和功角状态影响着系统的稳定运行。近年来随着电网的快速发展，电力系统运行的复杂程度也日益增大，电力市场进程中人们对电网的电能质量的要求也越来越高。作为电网的动态实时监测的新技术，国内在逐步地应用同步相量测量装置（PMU）。利用PMU装置对电网电压同步相量等动态运行数据进行监测并上传至各级调度中心，调度中心根据各发电站和变电站测量到电压相角差等相量数据，进行调节可实现多网同步稳定运行。

在大功率的开关试验站中，断路器投切试验是一项很重要的试验。开关投入的时刻是随机的。为了模拟这个时刻，需要在试验中控制开关在不同时刻进行合闸。这个合闸时刻所对应的电位角就是通常所说的合闸相角。而在传统的试验站中缺乏精确控制开关在任意角度进行分合闸的选相操作装置。因此需要一种相角判别装置来开展试验站内各种与母线电压相角相关的试验。如开展真空断路器投切电容器组型式、内熔丝熔断特性试验等。显然这些是PMU装置无法满足要求的。

电力系统中经过验证的电压相角测量方法一般有：过零测量法，离散Fourier算法，递归Fourier算法，变采样率的相角测量算法。各种算法都有其优缺点。其中过零测量法原理简单，硬件软件上较易实现，他只需周期的去采集电压的过零点的时刻，然后其它时刻的相角就可以通过和零点时刻比较得到。但此方法假定系统频率是稳定不变的，而实际系统中电压频率是波动的。并且由于电压过零点的谐波影响和过零检测电路的不一致性也会造成测量误差。

发明内容

本发明目的在于提供了一种高精度选相控制装置，根据测量的电压相角，按照一定的预定相角准确地执行断路器开关的分合闸，并接收后台主机的控制和设定的参数信息，完成分合闸角度的判别，自动分合闸。本发明采用了软硬件同时测量电压过零点的方式，从而减少频率变化，谐波干扰对零点测量误差的影响，提高了相角测量的精度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高精度选相控制装置，包括信号采集单元、中央处理单元、控制输出单元、通讯单元和人机接口显示；其中所述的信号采集单元包括低通抗混叠滤波模块、A/D转换模块和频率跟踪测量模块；所述的A/D转换模块分别通过线路与低通抗混叠滤波模块和中央处理单元相连；所述的频率跟踪测量模块分别通过线路与低通抗混叠滤波模块和中央处理单元相连；所述的中央处理单元通过线路与控制输出单元相连；所述的中央处理单元还分别通过线路与通讯单元双向连接；所述的通讯单元通过线路与后台主机双向连接；通过所述的A/D转换模块和频率跟踪测量模块接收电压信号。

所述的频率跟踪测量模块包括过零比较器和定时器捕捉模块ECT；所述的过零比较器分别通过线路与低通抗混叠滤波模块和定时器捕捉模块ECT相连；所述的定时器捕捉模块ECT通过线路与中央处理单元相连。

所述的信号采集单元内安装有10只小型二次电压互感器，能同时接入10路母线电压信号。

所述的中央处理单元采用飞思卡尔HCS12系列高性能工业微控制器。

所述的通讯单元通过RS485总线与后台主机双向连接。