[实用新型]脉冲发电机保护测控一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及保护测控领域，尤其涉及脉冲发电机保护测控一体化的装置。

背景技术

脉冲发电机工作模式：发电机为脉冲放电，孤网运行，每次放电约10-15秒，每次放电时间间隔为8-12分钟，每天机组间隙式发电大约40次左右。放电过程中由于电动机转速的下降，发电机输出电压频率在从50Hz下降到40Hz(对于基准频率100Hz的机组，发电机输出频率由100Hz下降到80Hz)，输出电压频率是连续快速变化的。其电流电压波形如附图1所示，波形特征为频率大范围快速变化，波形畸变，谐波含量高。

常规的发电机，其电气频率多基于工频，且不会发生剧烈的变化；脉冲发电机放电过程中频率会发生剧烈的大范围波动，频率变化速度最快可以达到8Hz每秒。

常规的发电机保护装置算法基于工频，在频率变化时会出现计算误差；即使某些具有频率跟踪功能，也只针对频率缓慢变化情况，无法实现快速频率跟踪。常规发电机的测量和控制功能，通常由专门的测控装置来完成，算法基于工频50Hz；脉冲发电机，一般用于需要大功率脉冲电源的场合，如核聚变设备的试验电源等，为便于集中监控操作，通常将保护、测量、控制集成于一个平台；其电气量频率变化范围广，变化速度快，因此需要实现大范围的快速频率跟踪。

实用新型内容

本实用新型的目的是：为解决上述提出的脉冲发电机大范围快速频率变化过程中保护测控精度的要求，设计了一种集保护、测控功能于一体的装置，采用硬件实时大范围频率跟踪电路，可就地安装。

本实用新型的技术方案是：脉冲发电机保护测控一体化的装置，包括电源插件，CPU插件、DSP插件、AC输入插件、智能I/O插件和人机接口插件；CPU插件，DSP插件、AC输入插件、智能I/O插件之间通过总线进行数据连接；其中CPU插件包含微处理器CPU芯片、以太网控制器和物理层芯片，智能I/O插件包括开关量输入、开关量输出、操作回路、AC输入插件包含模拟量输入端口，智能I/O插件采集的数据CAN总线传输至CPU插件，完成I/O数据采集；AC输入插件将模拟量信号接入DSP插件，运算结果通过总线送至CPU插件；CPU插件的运算结果经内部总线连接至智能I/O插件的开关量输出插件；上位机通过网络连接到以太网控制器和CPU插件的物理层芯片，以太网控制器将解析的报文连接送给CPU插件的物理层芯片，CPU插件的物理层芯片处理报文数据请求，将结果经以太网控制器反馈回上位机，实现装置与上位机之间的通信。

上述方案中：为实现频率快速变化时的准确测量，其DSP板卡设计了快速频率跟踪电路。

上述方案中，配置有多个自定义智能I/O插件槽位，通过可视化的配置，提供多种自定义I/O插件组合，任一槽位配置或不配置I/O插件。

上述方案中，为同时满足保护和测量、控制的需求，配置保护用和测量用两类AC插件，和/或配置开关操作回路插件。

本实用新型的有益效果：

1.通过对脉冲发电机放电过程的电气特征的分析，设计了具备硬件实时大范围频率跟踪电路的DSP板卡，实现了大范围的快速频率跟踪，为脉冲发电机提供继电保护和测控功能，保证了机组的安全可靠运行。

2.根据实际采集、控制信号的数量和类型，可灵活配置板卡数量及种类，并根据不同的设备控制要求，进行灵活的控制逻辑组态，适应各种不同场合下变频发电机、电动机保护和测控系统的需求。

3.具备有网络通信能力。支持电力行业通信标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103)和新一代变电站通信标准IEC61850，能与监控及自动化系统配合使用，实现全站智能“互操作”。

附图说明

图1为脉冲发电机某次加速过程的电气量波形图

图2为本实用新型保护、测控一体化装置的系统背板端子图

图3为本实用新型保护、测控一体化装置的系统原理框图

图4为本实用新型使用的实时大范围频率跟踪电路原理图

具体实施方式