[實(shí)用新型]一種PLC自動(dòng)準(zhǔn)同期模件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820042255.4
• 申請(qǐng)日: 2008-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201255830Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)敏;王亦寧;周霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞自動(dòng)控制有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05;G01R31/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)自動(dòng)控制同期模件，尤其是涉及一種PLC自動(dòng)準(zhǔn)同期模件。

背景技術(shù)

在我國(guó)水力發(fā)電廠中，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列，使發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)并列運(yùn)行是發(fā)電廠一項(xiàng)頻繁的日常操作。目前國(guó)內(nèi)水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元大多數(shù)都采用可編程控制器PLC加上微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的方式，均通過(guò)可編程控制器PLC來(lái)控制微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組與系統(tǒng)、系統(tǒng)與系統(tǒng)等兩個(gè)獨(dú)立的電源系統(tǒng)之間連接的斷路器的同期并列運(yùn)行操作。雖然采用微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置可大大提高并網(wǎng)速度和合閘準(zhǔn)確度，但由于微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置是一個(gè)完全獨(dú)立的裝置，它是由電源系統(tǒng)、CPU系統(tǒng)、中文液晶顯示器、電壓采集回路、頻率及相角差測(cè)量回路、開(kāi)關(guān)量輸入回路、繼電器輸出回路等硬件組成，因此對(duì)微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的可靠性提出了很高的要求。

目前國(guó)內(nèi)、國(guó)外可編程控制器都沒(méi)有自動(dòng)準(zhǔn)同期模件，由可編程控制器組成的PLC系統(tǒng)本身都不具有自動(dòng)準(zhǔn)同期功能，本實(shí)用新型填補(bǔ)了這一空白，屬于首創(chuàng)。

發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明目的

本實(shí)用新型的目的在于提供一種PLC自動(dòng)準(zhǔn)同期模件。該自動(dòng)準(zhǔn)同期模件是可編程控制器PLC系統(tǒng)中的一個(gè)子模件，一個(gè)專用功能模件。

2、技術(shù)方案

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，自動(dòng)準(zhǔn)同期模件采用高性能的微處理器CPU對(duì)系統(tǒng)和待并側(cè)電壓和頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，精確計(jì)算出每周波的系統(tǒng)、待并電壓、頻率以及兩側(cè)的電壓差、頻率差、相角差，并根據(jù)壓差、頻差自動(dòng)進(jìn)行電壓、頻率的調(diào)節(jié)，以便盡快地使壓差、頻差滿足要求，迅速捕捉到同期點(diǎn)，合上斷路器，達(dá)到快速平穩(wěn)并網(wǎng)運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所采用的技術(shù)方案是，包括微處理器CPU、電壓采集回路、頻率及相角差測(cè)量回路、繼電器輸出回路、LED指示燈以及串口通訊回路。其中，

(1)微處理器CPU是自動(dòng)準(zhǔn)同期模件的核心處理單元，主要完成對(duì)同期兩側(cè)電壓和頻率的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)計(jì)算出電壓差、頻率差、相角差；捕捉同期點(diǎn)；完成相應(yīng)開(kāi)出信號(hào)并提供輸出指示燈。

(2)電壓采集回路是將兩個(gè)交流輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為微處理器CPU內(nèi)置A/D可以接受的模擬量信號(hào)，并送到CPU內(nèi)置A/D進(jìn)行采集，由A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量給CPU讀取。

(3)頻率及相角差測(cè)量回路是將兩個(gè)交流輸入的電壓信號(hào)經(jīng)濾波、整形后轉(zhuǎn)換為用于頻率測(cè)量的方波信號(hào)進(jìn)入CPU的定時(shí)計(jì)數(shù)器，CPU通過(guò)定時(shí)器捕捉上升沿時(shí)刻計(jì)算出頻率和相角差。

(4)多個(gè)同期對(duì)象選擇

模件可支持多個(gè)同期對(duì)象，每個(gè)對(duì)象的同期參數(shù)可以分別設(shè)定，互相之間沒(méi)有任何聯(lián)系。

(5)繼電器輸出回路

繼電器輸出回路是對(duì)被同期的對(duì)象進(jìn)行控制的輸出的出口電路，它包括增速、減速、升壓、降壓、合閘等輸出信號(hào)。

調(diào)頻和調(diào)壓開(kāi)出采用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方式輸出，調(diào)節(jié)脈寬與頻差和壓差大小成正比。

(6)串口通訊回路

模件自帶一個(gè)串口，可供模件調(diào)試用，通過(guò)調(diào)試串口與計(jì)算機(jī)相連，在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行模件調(diào)試軟件，可對(duì)同期模件的同期回路進(jìn)行標(biāo)定、每個(gè)對(duì)象的同期參數(shù)分別進(jìn)行設(shè)定和啟動(dòng)同期。

(7)LED指示燈

模件上設(shè)置了一個(gè)LED指示燈面板，其具體含義如下：運(yùn)行燈、CAN發(fā)送燈、CAN接收燈、故障燈、同期對(duì)象指示燈、合閘燈、失敗燈、加速燈、減速燈、升壓燈、降壓燈、兩側(cè)輸入電壓信號(hào)相角差指示燈。

3、有益效果

本實(shí)用新型硬件電路簡(jiǎn)單，可大大提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元運(yùn)行的可靠性，同時(shí)接線簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。

具體實(shí)施方式

(1)接收主控模件通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線下發(fā)的同期對(duì)象、無(wú)壓同期和同期啟動(dòng)信號(hào)；

(2)根據(jù)下發(fā)的同期對(duì)象讀取相應(yīng)對(duì)象的同期參數(shù)；

(3)實(shí)時(shí)采集被選同期對(duì)象兩側(cè)電壓和頻率，同時(shí)計(jì)算出電壓差、頻率差、相角差；

(4)當(dāng)頻率不滿足同期條件時(shí)，根據(jù)頻差大小，采用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方式計(jì)算出調(diào)頻脈沖寬度，輸出至調(diào)速系統(tǒng)，使頻率快速、平穩(wěn)地滿足并網(wǎng)條件；

(5)當(dāng)電壓不滿足同期條件時(shí)，根據(jù)壓差大小調(diào)節(jié)，采用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方式計(jì)算出調(diào)壓脈沖寬度，輸出至勵(lì)磁系統(tǒng)，使電壓快速、平穩(wěn)地滿足并網(wǎng)條件。

(6)當(dāng)電壓和頻率滿足同期條件時(shí)，快速捕捉到同期點(diǎn)，并根據(jù)采集的相角差和導(dǎo)前時(shí)間預(yù)測(cè)最佳合閘時(shí)刻，并發(fā)出合閘脈沖。