CN201051682Y - 同期备自投装置 - Google Patents

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CN201051682Y
CN201051682Y CNU2007200383790U CN200720038379U CN201051682Y CN 201051682 Y CN201051682 Y CN 201051682Y CN U2007200383790 U CNU2007200383790 U CN U2007200383790U CN 200720038379 U CN200720038379 U CN 200720038379U CN 201051682 Y CN201051682 Y CN 201051682Y
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付军
郑守全
陈立伟
曹红学
彭久兵
李相猛
李阳华
王金柱
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CHINA ENERGY ENGINEERING GROUP ZHENJIANG EAST CHINA ELECTRIC POWER EQUIPMENT FACTORY
Zhenjiang East China Electric Power Equipment Co ltd
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ZHENJIANG EAST CHINA ELECTRIC POWER EQUIPMENT FACTORY
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Abstract

本实用新型属于输配电控制装置,涉及一种用于低压厂用电系统的工作电源与备用电源之间切换的同期备自投装置。该装置包括有用来采集信号的模拟信号采样电路和数字信号采样电路,还包括有用来进行信号处理的CPU1电路和CPLD电路;模拟信号一路经过过零比较电路与CPU1电路的HSI口连接,一路与CPU1电路的A/D转换器连接;数字信号采样电路经过光电隔离电路分别与CPU1电路和CPLD电路连接,CPU1电路与CPLD电路也相互连接;CPU2电路通过I2C总线与CPU1电路相互连接;CPLD电路的输出部分与信号输出电路连接。本实用新型能够实时监测电源参数,实现双向自动切换,同时可靠性高、可进行远程控制。

Description

同期备自投装置
技术领域
本实用新型属于输配电控制装置,涉及一种用于低压厂用电系统的工作电源与备用电源之间切换的同期备自投装置。
技术背景
低压厂用电系统中的备自投装置,其作用是主要是在工作电源发生事故时实现备用电源与工作电源之间的切换。目前,一般低压厂用电系统的备自投方案是在隔离故障电源(工作电源)之后,检测到母线无压,然后再启动备自投合闸。其缺点是可能导致损失一部分负荷,且不利于系统稳定。当备用电源为孤网运行的小电源时,由于系统不同步,切换可能导致较长时间的停电。另外现有的自投装置在执行事故切换和不正常切换功能时,只能实现工作电源向备用电源的单向切换,不能满足工作电源与备用电源互为备用的应用要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种能够实时监测工作电源、备用电源、母线的有关电气参数,并根据监测结果进行双向自动切换,同时其主回路简单、施工维护方便、自动切换可靠性高、可进行远程控制的同期备自投装置。
本实用新型的同期备自投装置包括有用来采集信号的模拟信号采样电路和数字信号采样电路,还包括有用来进行信号处理的CPU1电路和CPLD电路;模拟信号采样电路输出的信号经过一个互感器隔离电路后分为两路,一路经过过零比较电路与CPU1电路的高速输入HSI口连接,一路与CPU1电路的A/D转换器连接;数字信号采样电路经过一个光电隔离电路分别与CPU1电路和CPLD电路连接,CPU1电路与CPLD电路也相互连接;一个CPU2电路通过I 2C总线与CPU1电路相互连接,CPU2电路的输出部分与液晶显示电路连接;CPLD电路的输出部分与信号输出电路连接,用来控制断路器。
所述CPU1电路还可连接打印机和控制屏。
所述CPU2电路还可连接键盘电路,并通过通讯接口与上位机连接。
本实用新型的优点体现在:
1、采用双CPU+CPLD结构:CPU1是装置的主要核心,处理模拟量信号检测功能和装置系统工作状态,在切换过程中记录切换数据。CPU2完成人机对话处理及显示功能。采用双CPU结构保证装置在任何时候主要功能的充分发挥,解决了一块CPU同时处理系统主要功能和辅助功能而降低运行效率的问题。CPLD模块完成装置切换逻辑功能,正常运行时CPU1监测外部输入信号和CPLD工作状态,并实时发出异常报警信号,切换时CPU1向CPLD提供同期切换允许信号。CPU1和CPU2之间通过I2C总线方式联络,CPU1在空闲时向CPU2传送显示数据,各主要模块功能专一,主次分明,相互关系简单可靠,各模块并行工作,多任务实时处理。
2、图形化人机对话界面:键盘、液晶显示屏,使参数设置和数据显示便捷、直观。
3、预置初始相位:在装置中固定母线的AB相参与相位比较,如工作和备用电源电压信号与线电压信号所取相序不一致,而产生的固定相位差,可通过预置初始相位予以消除。
4、高抗干扰性能:输入、输出回路与装置内部电路完全隔离;CPU相关硬件电路简单,无数据总线扩展应用方式。硬件和软件都具有多重抗干扰容错纠错能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例的原理框图;
图2是本实用新型装置实施例的模拟信号采样电路的电路图;
图3是本实用新型装置实施例的数字信号采样电路的电路图;
图4是本实用新型装置实施例的信号处理电路的电路图;
图5是本实用新型装置实施例的CPU2电路及液晶显示电路的电路图;
图6a、图6b和图6c是本实用新型装置实施的信号输出电路的电路图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型的装置中,CPU1采用INTEL公司生产高性能的80C196芯片,CPU2为菲力浦新型高集成单片机芯片,内部集成数据RAM和程序ROM,且具有I2C和串口两种通讯接口。模拟信号经过互感器进入装置,一部分经过零比较器产生方波并进入CPU1的高速输入HSI口,进行频率测量。在12MHz主频下HSI口的分辨率为1.33us,可高精度地跟踪测量信号频率。另一部分进入CPU1的A/D转换器,完成对各种电压幅值的交流采样处理。CPU1检测信号电压幅度、频率和相位,监视外部输入开关信号(数字信号)和CPLD输出控制端信号状态。在切换过程中记录切换过程数据。当发现外部状态异常闭锁CPLD切换逻辑电路,并输出告警信号。CPU2主要完成键盘和显示处理及外部通讯功能。在CPU1和CPU2之间采用先进的I2C主从通讯方式交换实时数据。由CPU1定期在空闲时,主动向CPU2发送显示实时测量数据和输入接点状态,CPU2只有在向CPU1申请后才能获得I2C使用权。所有的输入开关信号采用光电隔离方式进入装置,5路电压4相电流信号经过互感器进入装置,输出信号均采用继电器接点输出方式,装置内部与外部电气完全隔离。
如图2所示,本实用新型实施例的模拟信号采样电路中母线电压、工作电源、备用电源分别经TF1、TF2、TF4、TF5电压互感器送出检测UA、UB、UW、UR等信号送入信号处理部分。
如图3所示,本实用新型实施例的数字信号采样电路中工作电源、备用电源断路器状态信号及上位机控制信号经光耦隔离电路转换为5伏数字信号送入信号处理部分。
如图4所示,本实用新型实施例的信号处理采样电路主要由CPU1芯片U14(80C196),CPLD逻辑器件U5(GAL22V10D),U1(27256),时钟芯片U20(PCF8563),移位寄存器U1(74LS165)、U2(74LS165)、U3(74LS165),看门狗芯片U13(MAX708),通讯芯片U8(MAX202)、U18(MAX487),译码芯片U9(74LS138),锁存芯片U10(74LS373),参数保存芯片U19(24WC02),运行数据保存芯片U12(HK1235)等元件组成,采样来的信号送入CPU1的高速HSI口,经软件处理送出信号电压的幅度、频率和相位,经U5送出控制信号,装置运行中数据保存在U8、U11和U12芯片中。
如图5所示,本实用新型实施例的液晶显示电路和CPU2电路主要包括液晶显示器VP2401286TA,CPU2芯片(P89C664)。
如6a、图6b和图6c所示,本实用新型实施例的信号输出电路中,信号经光耦通过继电器送至控制断路器。

Claims (3)

1.一种同期备自投装置,其特征是:它包括有用来采集信号的模拟信号采样电路和数字信号采样电路,还包括有用来进行信号处理的CPU1电路和CPLD电路;模拟信号采样电路输出的信号经过一个互感器隔离电路后分为两路,一路经过过零比较电路与CPU1电路的高速输入HSI口连接,一路与CPU1电路的A/D转换器连接;数字信号采样电路经过一个光电隔离电路分别与CPU1电路和CPLD电路连接,CPU1电路与CPLD电路也相互连接;一个CPU2电路通过I2C总线与CPU1电路相互连接,CPU2电路的输出部分与液晶显示电路连接;CPLD电路的输出部分与信号输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的同期备自投装置,其特征是:所述CPU1电路连接打印机和控制屏。
3.根据权利要求1所述的同期备自投装置,其特征是:所述CPU2电路连接键盘电路,并通过通讯接口与上位机连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105119367A (zh) * 2015-10-08 2015-12-02 南京南瑞继保电气有限公司 一种基于动态拓扑的数字化备自投仿真方法

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