電力系統(tǒng)電容器保護裝置的研制
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
1 裝置的硬件結構
裝置采用插件式結構，即在一個總線板上插上不同功能的插件，通過總線板來傳輸插件之間的通訊。主要包括模擬量采集、開入和開出功能。
1．1 模擬插件
模擬插件包括電壓和電流變送器兩部分。采集的模擬量包括：保護用三相電流，Ia、Ib、Ic和零序電流I0，測量用三相電流，Ia、Ib、Ic等電流輸入，三相電壓Ua、Ub、Uc等以及不平衡電流或不平衡電壓輸入。
1．2 測控插件
測控插件是本裝置的核心插件，包含微處理器CPU、NVRAM、模擬量輸入電路、A／D轉換電路、通訊線光電隔離電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路。插件采用多層印制板和表面貼裝工藝制作。
1．3 跳閘插件
跳閘插件構成跳合閘出口、自保持、防跳(可選)和中央信號等功能，主測控插件發(fā)送電平信號到跳閘插件，控制跳閘插件上的小型繼電器跳開或合，當繼電器合時電路接通，便輸出一個電平信號，作為對電力系統(tǒng)中斷路器的控制信號。
1．4 技術特點
該裝置具有多種電氣量的測量功能(如電壓量、電流量等)，可以接收電力系統(tǒng)中的交流電壓、電流，并通過模數(shù)轉換芯片將模擬信號轉成數(shù)字信號，利用相應的傅里葉變換程序作相應的計算(如有功、無功、功率因數(shù)、電能、頻率等)，將所得的數(shù)字信號轉換成相應的數(shù)字量(如所需的有功功率和無功功率等變量都是具有實部、虛部和小數(shù)部分的)供程序計算使用的。
該裝置的模擬量輸入、開關量輸入／輸出可靈活配置。從電力系統(tǒng)中采集的電壓和電流經(jīng)變換器轉換成為測量用和保護用的電壓、電流模擬量。測量用的模擬量是用于后臺顯示的，用以反應實際所測得的電壓、電流量。保護用的電壓、電流量是用來供測試裝置分析的，在經(jīng)過轉換、計算和比較后，做出相應的保護動作。
2 功能實現(xiàn)
2．1 對外接口
A／D轉換電路可對模擬量進行轉換操作。可以選用幾塊A／D轉換芯片組成，每塊芯片負責一組模擬量的采集。每組的幾路模擬量應保證同步采樣，組與組之間的最大角差應控制在一定范圍之內，可以通過角度校正加以補償。
多路外部開關量輸入信號，均為共陰極接法，外部開關量信號為24V信號，均采用光電隔離技術，確保裝置的抗干擾能力。開關量輸出信號，對外可以控制相應開關的分合狀態(tài)。
2．2 測量
測量過程通過多點采樣實現(xiàn)，對于測量模擬量的采樣點越多，測量越精確也越接近原始模擬輸入量。需要精確測量的測量模擬量有：電壓Ua、Ub、Uc、3U0(由三相電壓合成)，電流Ia、Ib、Ic、3I0。需要通過準確計算得到的量有：三相有功功率和無功功率。
2．3 四遙
遙控：遙控功能主要有遙控切換定值區(qū)、遙控整定定值、遙控投切(投入、切斷)軟壓板、遙控跳閘操作、遙控合閘操作。根據(jù)現(xiàn)場的實際需要，由后臺或是液晶板輸出控制報文，控制跳合閘和壓板的投切等功能。
遙測：遙測主要包括從現(xiàn)場采集電流、電壓、功率和頻率等數(shù)據(jù)，用于監(jiān)控和保護。
遙信：遙信包括壓板狀態(tài)、開入量信息、告警遙信及事故遙信等。
遙脈：遙脈是指采集有功脈沖電度表和無功脈沖電度表的脈沖數(shù)據(jù)。
2．4 通信功能
裝置自身安裝有液晶，如顯示遙測量、顯示遙信量、遙控對象的選擇和控制、定時對時等功能可以直接由液晶進行操作，更加簡便而且易于操作。但是在特定的情況下也可以采用RS232／485串口通訊，通過串口連接電腦，通過電腦中安裝的后臺調試軟件來控制裝置的運行。還可以連接通訊管理機，由通訊管理來統(tǒng)一處理報文信息。
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