[實用新型]基于交流采樣的水輪發電機同期及保護綜合裝置

有效

• 申請號: 201420528618.0
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN204103457U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 林澤峰;李水珠;盧遠亮
• 申請（專利權）人: 福建億華源能源管理有限公司
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

【技術領域】

本實用新型屬于電力電子技術領域，具體涉及一種基于交流采樣的水輪發電機同期及保護綜合裝置，特別適合中小型水輪發電機組。

【背景技術】

保護裝置和同期裝置在電力系統中起著保證電力系統安全穩定運行的作用，能夠提高電網的經濟效益。目前多數設備都是單一功能只具備同期功能，或只具備保護功能。

保護功能是指給控制回路輸出報警信號或直接作用于跳閘或停機信號。目前市場上多數中小型水電站采用繼電器式過壓、過流保護裝置或是普通的模擬式參數采樣裝置，它的缺陷是采樣速度不可控，影響它的速動性；采樣數據不準確，導致保護誤動或是不動作，影響它的可靠性，存在一定的安全隱患。

同期功能是指實現發電機組和電網電壓信號間的壓差及其方向，頻差及其方向，相位差等的檢測與判斷。目前許多中小水電廠仍采用同步指示裝置，有的甚至直接手動操作并網，準確度不高，風險較大；或是采用模擬式自動準同期裝置，一種純硬件的設備，沒有嚴密的數學模型，并網對機組可能產生比較大的沖擊。因此，為了將待并的發電機組更迅速、準確而穩定地并入電網，研制一種低成本高性能的微機型自動準同期裝置是有意義的。

【發明內容】

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種基于交流采樣的水輪發電機同期及保護綜合裝置，此裝置具有裝置體積小，安裝方便，數據采樣精準、保護動作時間迅速且精確、并網更加迅速穩定，同時還具很強的故障記憶力更快地實現故障排除，并且能與上位機進行通訊，適用環境更廣的一種水電站綜合自動化新型裝置。

本實用新型是這樣實現的：

基于交流采樣的水輪發電機同期及保護綜合裝置，包括電源電路、交流采樣電路、主CPU、CPU接口電路、通訊電路、按鍵電路、顯示電路、相角差判斷電路；

所述電源電路、交流采樣電路、CPU接口電路、通訊電路、按鍵電路、顯示電路分別連接到所述主CPU；

所述電源電路包括DC24V電源模塊、AC220V電源模塊；所述DC24V電源模塊包括電源輸入過壓過流保護電路、第一DC/DC電源轉換電路；外部蓄電池24V接到所述電源輸入過壓過流保護電路，所述電源輸入過壓過流保護電路連接到所述第一DC/DC電源轉換電路；所述AC220V電源模塊包括AC/DC電源轉換電路、第二DC/DC電源轉換電路；廠用電220V接到所述AC/DC電源轉換電路，所述AC/DC電源轉換電路連接到所述第二DC/DC電源轉換電路；

所述CPU接口電路包括開入電路、開出電路、復位電路；

所述交流采樣電路包括機端AD采樣芯片、系統AD采樣芯片、機端電流采樣電路、機端電壓采樣電路、系統電壓采樣電路、系統測頻電路、機端測頻電路；

所述機端電流采樣電路和機端電壓采樣電路分別連接到所述機端AD采樣芯片；所述系統電壓采樣電路連接到所述系統AD采樣芯片；所述系統測頻電路和機端測頻電路分別連接到所述相角差判斷電路；所述相角差判斷電路連接到所述顯示電路；

所述顯示電路包括數碼顯示、狀態指示、整步指示。

進一步地，所述通訊電路為RS485接口電路。

本實用新型的優點在于：1、測量精度高，設置控制保護動作更精確。交流采樣電路的機端AD采集芯片和系統AD采集芯片，均采用16位專用AD芯片，采集電路電壓和電流互感器均采用精度較高的器件，使得采集精度較高，設備控制動作精確。2、電路簡單，實現設備自動化成本低。在電路設計上一些主要的電路都采用共用設計，使得硬件電路比較簡單，降低了設備的總體成本。3、通信接口方便、控制靈活。本實用新型采用RS485接口方式與外部進行通訊，采用MODBUS通信協議，可以直接讀取所有測量參數和設置參數數據，通過設置參數可以直接對設備進行控制。4、功能集成度較高，維護安裝方便。本實用新型體積小，接線簡單安裝和維護方便，一個設備就可以實現發電機機組同期并網和發電機組保護功能。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。

圖1是本實用新型硬件結構示意圖。

圖2是本實用新型同期功能實現結構示意圖。

圖3是本實用新型保護功能實現結構示意圖。

圖4是本實用新型與外部接線示意圖。

【具體實施方式】

如圖1所示，基于交流采樣的水輪發電機同期及保護綜合裝置，包括電源電路、交流采樣電路、主CPU、CPU接口電路、通訊電路、按鍵電路、顯示電路、相角差判斷電路；