[發明專利]一種發電機智能電氣量變送裝置

有效

• 申請號: 201811118311.2
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109001580B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 焦尚彬;張洪嘉;張青
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

本發明公開了一種發電機智能電氣量變送裝置，由輸入信號調理模塊、信號采集與處理模塊、發電機電參量輸入輸出模塊、人機交互模塊和雙電源供電模塊組成。該裝置基于ARM高性能32位處理器平臺，能夠快速、精確測量出發電機的輸出頻率、有功功率、電壓、電流等電參量信息，并將測得的電參量變送為4?20mA電流信號，供發電機功率自動調節AGC系統和DCS系統實現自動穩定調節。本發明將測得的頻率應用于電壓信號采樣，保證了發電機輸出頻率發生較大波動時，功率等其它電參量的精確測量與變送。本發明提高了電力系統電參量調節精度和穩定性，以及發電機組電氣量變送的集成化、智能化，對保證火電機組的經濟穩定運行具有積極作用。

技術領域

一種發電機智能電氣量變送裝置，本發明涉及發電機電氣量測量技術領域，具體涉及一種發電機智能電氣量變送裝置。

背景技術

頻率和功率等電參量是電力系統和電氣設備的重要運行參數，它們的精確測量是電力系統和電氣設備運行、監測、控制以及繼電保護的基礎，也是電力系統穩定運行控制和調節的基礎。在頻率調節方面，目前很多火電機組一次調頻實際響應中經常出現調頻幅值不足和遲滯問題，造成實際轉速反饋偏差較大且遲延時間較長，同時頻率信號也經常因為干擾出現偏差，這些導致火電機組因一次調頻響應電網負荷的不足造成大范圍考核事件時常發生。在功率調節方面，近幾年來，由于發電機組并網、跳閘、變壓器空載合閘、電力系統故障等原因導致功率變送器輸出發生畸變，從而直接導致機組跳閘或自動化裝置退出的事故時有發生。傳統的模擬變送器，存在響應時間長、抗干擾能力差的缺點，而且傳統的變送器由于無法提供暫態信息，嚴重影響電力系統的穩定性。目前市場上有單獨測量頻率的數字頻率變送器和測量功率的數字功率變送器，這些變送器大多數功能單一、集成度底、大多無上位機數據記錄與分析功能，而且頻率變送器易受諧波影響，其測量精度(大于0.005Hz)和響應時間有待進一步提高；功率變送器由于沒有單獨的頻率測量單元，在發電機輸出頻率波動后，因電壓采樣頻率不能及時跟隨發電機輸出頻率的變化，導致功率測量出現較大偏差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發電機智能電氣量變送裝置,其集成度高(能實時測量和變送發電機各種電參量)、性能穩定且具有上位機數據分析功能，以解決上述不足。

為實現上述目的本發明采用以下技術方案：一種發電機智能電氣量變送裝置，由輸入信號調理模塊、信號采集與處理模塊、發電機電參量輸入輸出模塊、人機交互模塊和雙電源供電模塊組成；所述的輸入信號調理模塊包括頻率信號調理電路以及功率信號調理電路；所述頻率信號調理電路和功率信號調理電路用于單獨實現相應的信號調理功能且具備信號斷線切換功能；所述的信號采集與處理模塊用于輸入信號采樣、數字信號濾波與處理、模擬電壓輸出、開關量輸出、RS232顯示板通信、RS485上位機通信、IRIG-B碼對時功能；所述的發電機電參量輸入輸出模塊包括：電壓轉輸出電流和輸入電流轉電壓兩部分，分別用于發電機調節系統給定值的輸入和智能變送系統測量電參量的輸出；所述的發電機電參量輸入輸出模塊，提供2組共6路電參量信號輸出功能和4路電參量信號輸入功能，且所變送輸出的電參量信號能根據用戶需要自行設定；所述的人機交互模塊包括：顯示板人機交互和上位機人機交互兩部分，顯示板人機交互用于實時數據顯示、系統參數設定、裝置調試、測量校準、時間校準、輸出設定功能；上位機人機交互用于實時數據顯示、歷史曲線、故障數據分析功能。

作為本發明進一步方案：所述頻率信號調理電路是由濾波電路、過零比較電路、光耦隔離電路組成；所述功率信號調理電路將發電機二次側輸出的三相電流、電壓信號經互感器、濾波電路轉化為可供A/D轉換的正弦信號。

作為本發明進一步方案：該裝置采用雙ARM的控制方式，主ARM芯片主要完成數據采集、處理、錄波、開關量輸出控制以及和主機進行數據交換；從ARM芯片主要完成實時數據顯示、歷史數據查詢、故障報警等人機交互工作。

作為本發明進一步方案：所述的雙電源供電模塊為裝置提供兩路模擬5V、模擬-5V、數字5V、數字-5V、24V五個等級的電壓信號，且兩路電源相互獨立，保證了系統在一路故障斷電情況下繼續運行。