专利名称：分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动跟踪消弧线圈控制装置，尤其涉及一种可同 时控制多个自动跟踪消弧线圈的控制装置，该装置用于中压配电网中， 属于变电站二次设备。
背景技术：
根据原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》和
《电力设备过电压保护设计技术规程》规定，3—66KV系统的单相接地 故障电容电流超过IOA时应装设消弧线圈。
装设的消弧线圈可以是手动调节的，也可以是自动跟踪的。由于 中压配电网电容电流变化范围大，目前，自动跟踪消弧线圈已经成为主 流。在现有技术中，此类装置一般最多只能控制两个母段，但随着电网 容量的发展， 一个变电站设有两个以上母段的情况已相当普遍。如何有 效的实现两个以上母段自动跟踪消弧线圈的控制和并运已经成为迫切 需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种 分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现分布式一控多自动 跟踪消弧线圈控制装置，其特征在于，包括
上位监控模块，带有液晶显示器和键盘，提供人机界面，提供与
变电站综合自动化系统的通信接口；
下位消弧线圈控制模块，该模块计算电网的电容电流，预调消弧线圈档位，检测接地故障，投切阻尼电阻； 上下模块间通过CAN总线通信； 一个上位模块可以带多个下位模块。
所述的下位消弧线圈控制模块包括核心处理模块、消弧线圈与阻 尼电阻控制模块，母线信号调理模块；消弧线圈与阻尼电阻控制模块通 过地址总线、数据总线连接到核心处理模块；母线信号调理模块通过地 址总线和模拟总线连接到核心处理模块； 一个核心处理模块带一个消弧 线圈与阻尼电阻控制模块和一个母线信号调理模块。
所述的母线信号调理模块调理的信号包括A相对地电压、B相对 地电压、C相对地电压、AC线电压、中性点电压、两路中性点电流，该 两路中性点电流一路用于故障检测， 一路用于电网正常运行时的测量。
所述的核心处理模块控制调理后的母线信号接入的时刻、采样的 时刻及采样数据的读取；该模块包含AD转换功能；该模块存储母段信 号的采样数据，计算电容电流，检测电网故障的发生，发出调档命令， 发出投切电阻的命令。
所述的消弧线圈与阻尼电阻控制模块同时支持调容和调匝式消弧 线圈，通过地址和数据总线接收并执行核心处理模块的命令。
与现有技术相比，本发明可同时控制多个消弧线圈和多个母段， 同时控制调匝消弧线圈和调容消弧线圈，并可实现任意个调匝消弧线圈 和调容消弧线圈的并运。
图1为本发明的系统结构示意图2为本发明下位消弧线圈控制模块的结构示意图3为本发明母线信号调理模块的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明装置由上位监控模块和下位消弧线圈控制模块组成。每个下位消弧线圈控制模块对应控制一个母段，即有几个母段需要控制，则 配置几个下位消弧线圈控制模块。
上位监控模块带有液晶显示器和键盘，提供人机界面，提供与变 电站综合自动化系统的通信接口。下位消弧线圈控制模块，计算电网的 电容电流，预调消弧线圈档位，检测接地故障，投切阻尼电阻。上下模 块间通过CAN总线通信， 一个上位模块可以带多个下位模块。本发明 的系统结构如图l所示。
上位监控模块向下位模块下发配置信息，命令下位模块执行手自 动切换及手动调档，当并运时，协调多个下位模块的动作。下位模块向 上位模块反馈运行参数。
下位消弧线圈控制模块，包括核心处理模块、消弧线圈与阻尼电
阻控制模块，母线信号调理模块，结构如图2所示。
消弧线圈与阻尼电阻控制模块通过地址总线、数据总线连接到核 心处理模块。核心处理模块通过向该模块输入和输出开关量来控制该模 块。具体为，消弧线圈档位信号经消弧线圈与阻尼电阻控制模块调理后， 被锁存在锁存器中，核心处理模块通过总线读该锁存器，即可得到消弧
线圈现在的档位。消弧线圈上调及下调一档的信号由核心处理模块发到 消弧线圈与阻尼电阻控制模块，下位模块将该信号转变为继电器动作信
号从而驱动消弧线圈执行相应动作。投切电阻的工作方式与此类似，不 再赘述。
母线信号调理模块通过地址总线和模拟总线连接到核心处理模
块。该模块调理的信号包括A相对地电压、B相对地电压、C相对地 电压、AC线电压、中性点电压、两路中性点电流(一路用于故障检测， 一路用于电网正常运行时的测量)。如图3所示，调理后的信号接入多 路模拟开关，由核心处理模块通过地址总线控制模拟开关的开合，当模 拟开关闭合时，调理后的模拟信号经模拟总线接入核心处理模块。
核心处理模块控制调理后的母线信号接入的时刻、采样的时刻及 采样数据的读取；该模块包含AD转换功能；该模块存储母段信号的采 样数据，计算电容电流，检测电网故障的发生，发出调档命令，发出投切电阻的命令。
一个核心处理模块带一个消弧线圈与阻尼电阻控制模块和一个母 线信号调理模块。 实施例
上位监控模块采用PC104作为核心处理器，带彩色液晶屏和键盘， 整个模块装入19英寸，4U高机箱。
下位消弧线圈控制模块采用标准的欧式插框，4U高机箱。消弧线 圈与阻尼电阻控制模块、母线信号调理模块、核心处理模块分别为单独 的电路板，各板通过底板相连，底板走数据、地址和模拟总线。
母线信号调理模块支持A相对地电压、B相对地电压、C相对地电 压、AC线电压、中性点电压、两路中性点电流(一路用于故障检测， 一路用于电网正常运行时的测量)的调理。其中中性点电压信号分两路 进行调理， 一路变比高， 一路变比低，分别对应小信号和大信号的情况。
消弧线圈与阻尼电阻控制模块支持16档调匝消弧线圈，有两路继 电器输出分别控制消弧线圈上调一档和下调一档。另外有一路继电器输 出用于控制阻尼电阻的投切。
核心处理模块采用主频150M的DSP作为核心处理器，支持CAN 总线通信。上下位模块CAN总线相连。
信号调理部分，对于电流信号采用精密电流互感器，对于电压部 分采用精密电压互感器接入信号。互感器频响为1KHZ，测量范围要能 满足现场信号的要求，最大耐受信号应为最大可测量信号的3倍。互感 器后的信号调理电路同样需要满足频响为1KHZ的要求。
AD转换模块采用12位精度AD，频率为100kHZ，模拟开关的频 率同样为100kHZ。
由核心处理模块控制母线信号调理模块信号的接入时刻。具体为， 核心处理模块模块启动一个时间管理器，当采样时刻到的时候控制多路 模拟开关接入要采集的信号，同时启动核心处理模块上AD转换过程， 并读取转换结果。
在核心处理模块釆用两点法计算电容电流，跟踪电容电流的变化。对于一个有三个母段的电网，每个母段安装有一个消弧线圈，可 采用一个上位监控模块和3个下位消弧线圈控制模块来实现控制。
权利要求
1. 分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，其特征在于，包括上位监控模块，带有液晶显示器和键盘，提供人机界面，提供与变电站综合自动化系统的通信接口；下位消弧线圈控制模块，该模块计算电网的电容电流，预调消弧线圈档位，检测接地故障，投切阻尼电阻；上下模块间通过CAN总线通信；一个上位模块可以带多个下位模块。
2. 根据权利要求1所述的分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，其 特征在于，所述的下位消弧线圈控制模块包括核心处理模块、消弧线圈与阻尼 电阻控制模块，母线信号调理模块；消弧线圈与阻尼电阻控制模块通过地址总 线、数据总线连接到核心处理模块；母线信号调理模块通过地址总线和模拟总 线连接到核心处理模块； 一个核心处理模块带一个消弧线圈与阻尼电阻控制模 块和一个母线信号调理模块。
3. 根据权利要求2所述的分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，其 特征在于，所述的母线信号调理模块调理的信号包括A相对地电压、B相对 地电压、C相对地电压、AC线电压、中性点电压、两路中性点电流，该两路中 性点电流一路用于故障检测， 一路用于电网正常运行时的测量。
4. 根据权利要求2所述的分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，其 特征在于，所述的核心处理模块控制调理后的母线信号接入的时刻、采样的时 刻及采样数据的读取；该模块包含AD转换功能；该模块存储母段信号的采样 数据，计算电容电流，检测电网故障的发生，发出调档命令，发出投切电阻的 命令。
5. 根据权利要求2所述的分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，其 特征在于，所述的消弧线圈与阻尼电阻控制模块同时支持调容和调匝式消弧线 圈，通过地址和数据总线接收并执行核心处理模块的命令。
全文摘要
本发明涉及分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置，它包括一个上位监控模块和多个下位消弧线圈控制模块；所述的上位监控模块带有液晶显示器和键盘，提供人机界面，提供与变电站综合自动化系统的通信接口，并协调各下位消弧线圈控制模块的动作；所述的消弧线圈控制模块实时计算电网的电容电流，预调消弧线圈档位，检测接地故障，投切阻尼电阻；上下模块间通过CAN总线通信。与现有技术相比，本发明采用分布式结构，能同时控制多个母段，并支持多个母段并列运行；另外，本发明各模块相对独立，大大提高了系统的可靠性。
文档编号H02H9/08GK101453118SQ20071017131
公开日2009年6月10日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者张建文, 翔 蔡, 赵加峰 申请人:上海蓝瑞软件技术有限公司