[实用新型]一次调频电气参数精准测量装置

说明书

本实用新型一次调频电气参数精准测量装置，包括交流插件、功率测量波形调理电路、频率测量波形调理电路、三相隔离采样电路、A/D转换器、嵌入式系统、D/A转换器和专用厚膜集成V/I转换器。通过功率测量波形调理电路和频率测量波形调理电路分别对功率和频率进行计算前的信号处理，信号在调理过程采用硬件电路实现，时间较短，频率波形调理电路将正弦波信号调理为半个周波的方波信号，通过转换时间为微秒级别的D/A转换器，配合V/I转换电路将电压信号变送为4‑20ma电流信号。能快速、精确测量发电机的有功功率、无功功率、功率因数、频率等电气量，供发电机功率自动调节系统和DCS系统使用，能够为机组安全稳定运行提供保证。

技术领域

本实用新型涉及电力系统调频技术领域，具体为一次调频电气参数精准测量装置。

背景技术

在发电机组控制系统中，电压、电流、功率、频率等电气量是通过变送器采集PT及CT信号，转换为4-20mA电流信号，然后传输给DCS系统。目前采用的变送器绝大多数都是常规变送器，此类变送器是基于模拟元件和集成电路元件制造的，存在着抗干扰能力差，响应时间长，暂态特性差，对异常状态没有记录，测量精度低且受谐波影响等问题。由于有功功率等电气量是参与机组DCS系统进行控制的，长期以来，因为常规变送器存在的这些问题导致机组运行异常、甚至跳机的案例多有发生。仅华能集团近年来就发生过对讲机干扰导致机组跳机事故，高频谐波导致机组负荷跌落事件，励磁涌流导致负荷波动事件等。随着微机技术在继电保护领域的大规模成熟应用，基于微机技术的电气量变送器近两年逐渐在电力系统开始应用。由于微机技术具有抗干扰能力强，精度高，响应时间短等优点，采用微机技术实现的数字式电气量变送器与常规变送器相比具有明显的优点，能够在很大程度上改善机组的控制性能，提高机组运行安全性，市场需求旺盛。但目前，市场上仅有一两家小公司生产数字式电量变送器，且现有数字式电量变送器存在以下缺陷和不足：(1)变送器时间常数太大，难以满足系统故障快速响应的要求；(2)解决不了由于和应涌流中的非周期分量导致测量级电流互感器暂态饱和的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一次调频电气参数精准测量装置，能够快速、精确测量出发电机的有功功率、无功功率、功率因数、频率等电气量，供发电机功率自动调节系统和DCS系统使用，能够为机组安全稳定运行提供保证。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一次调频电气参数精准测量装置，包括交流插件、功率测量波形调理电路、频率测量波形调理电路、三相隔离采样电路、A/D转换器、嵌入式系统、 D/A转换器和专用厚膜集成V/I转换器；

所述交流插件的输入端设置有用于接入两组测量电压、一组测量电流和一组保护电流的输入接口，输出端分别连接功率测量波形调理电路和频率测量波形调理电路；

所述功率测量波形调理电路依次经三相隔离采样电路和A/D转换器连接到嵌入式系统的输入端；功率测量波形调理电路用于将交流插件的四组输入信号分别滤波后调理为高品质高的正弦波信号，三相隔离采样电路用于对调理后的正弦波信号进行采样，A/D转换器用于将采样信号转换为数字信号；

所述频率测量波形调理电路用于将其中一组测量电压调理为相位相差 180度的两路方波脉冲信号，并连接到嵌入式系统的输入端；

所述的嵌入式系统的输出端输出功率和频率的数字信号，并依次连接 D/A转换器和专用厚膜集成V/I转换器后输出4-20mA的模拟量输出，该模拟量输出连接机组DCS系统的输入端。