CN201887477U - 一种移动式静态无功补偿器rsvc数据采集系统 - Google Patents

一种移动式静态无功补偿器rsvc数据采集系统 Download PDF

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于硕峰
苏胜新
卜劲松
徐丽娟
孟岩
才洪全
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Abstract

一种数据采集系统，涉及移动式静态无功补偿器(RSVC)。数据采集系统包括电力系统一次侧模拟量测量设备电压互感器和电流互感器、电磁抑制单元、模数转换单元、同步采集控制单元、数据汇总单元、系统误差修正和数据传输单元；所述模拟信号经过电磁抑制单元处理后，进入模数转换单元，模数转换单元各路在同步采集控制单元同步启动模数转换，模数转换单元独立控制转换完成的时间，转换完成后经过缓存，在CPU数据汇总板统一读取数据，数据汇总单元把数据经过系统误差修正后，把数据进行打包、封装，按照特定数据总线协议上通过同步串口数据通过光信号传输传给移动式静态无功补偿装置其他单元。

Description

一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统
技术领域
本实用新型提供了一种移动式静态无功补偿器，具体提供了一种移动式静态无功补偿器(RSVC)数据采集系统。
背景技术
在国外，英国共有十余套可移动式SVC，与常规SVC的比例约为3∶4。采用可移动式SVC后，英国国家电网的运行调度更加灵活，将电网发展而产生的投资潜在风险降低到最小。特别是部分可移动式SVC在多地点服务，为英国国家电网快速发展和电力改革发挥了重要的支撑作用。美国、墨西哥、巴西等国家也大量采用了可移动式SVC或固定、可移动式混合SVC用于输电网和配电网用户。在国内，因为新疆电网的网架结构特殊性，电网电压稳定性较弱，网架结构和电源点变化快，RSVC在新疆电网有广泛的适用性。
RSVC特别适合规划期内电网结构将发生变化和电源布局将发生重大调整的场合；通过在该地区电网重要负荷点和电压敏感点安装运行RSVC，将大大提高这一地区电网的无功优化性能和电网运行的安全稳定特性，而当电网结构改变后，则可及时调整安装地点，使移动式无功补偿装置的性能发挥到极至。
电力系统数据采集一般是通过电压互感器、电流互感器等完成一次设备电参数的采集，对信号采取差分输入，采取一些电磁干扰措施，抑制共模和差模干扰，然后把电流信号转变为电压信号，经模数转换后送往CPU数据汇总板。传统方法是CPU集中采集，对于信号线的布局容易出现模拟干扰现象，对于设计存在很大的局限性，并且还会影响精度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高精度、抗干扰能力强、分散测量集中传输的移动静态无功补偿器装置用的数据采集系统。该系统可以同时对移动静态无功补偿器装置的多路模拟量进行同时测量，并将数字化的测量结果通过光纤发送到移动静态无功补偿器装置的控制保护单元和调节单元，从而实现多路模拟量的同步测量。同时通过光纤以满足要求的速率把数据传输给移动式静止无功补偿器装置的控制保护单元、调节单元及其他需要的单元使用。
一种移动式静态无功补偿器(RSVC)数据采集系统，包括板卡、数据汇总单元、系统误差修正与数据传输单元；板卡包括电磁抑制单元、电压互感器PT、电流互感器CT、信号调理与模数转换单元、同步采集脉冲信号生成单元，每块板卡包括12个数据采集通道；同步采集脉冲信号生成单元包括FPGA与同步脉冲采集单元；
信号调理与模数转换单元由同步采集脉冲信号生成单元发出的同步采样脉冲信号同步启动模数转换过程，信号调理与模数转换单元监视各路的模数转换进程，转换完成后将各路数据的结果同时读入数据汇总单元，数据汇总单元将数据按照特定的通讯协议打包，通过数据传输单元以同步串口方式将数据传给其他单元调节和保护，其中同步串口数据通过光信号传输。
本实用新型的一种优选技术方案：所述的电磁抑制单元为二次信号进入后，在PT和CT隔离转换之前通过电磁抑制单元，每个电压和电流通道均有电磁干扰抑制功能。
本实用新型的又一优选方案：所述信号调理与模数转换单元是把二次电压与电流信号经过PT和CT隔离之后为电流信号，把电流信号转换为差分的电压信号进入AD转换芯片，根据AD转换的输入阻抗，来设计差分输入的输入阻抗，实现阻抗匹配，抑制共模干扰。
本实用新型的再一优选方案：所述的同步采样脉冲信号由FPGA统一发出，并启动多路AD统一转换，由每块板卡内部CPLD统一监视转换过程，并依次读取各板卡转换完成的AD数据，FPGA读取AD数据之后通过中断方式通知数据汇总，然后由数据汇总通过并行总线读取所有通道的AD数据。
本实用新型的还一优选方案：所述的数据汇总单元读取AD数据后，根据不同海拔和温度环境对系统的温漂和比例系数进行修正，进行数据系统补偿，然后打包，按通信协议通过同步串口以光信号的形式发送到移动静态无功补偿器装置的保护、调节和其他单元，发送部分包括同步串口信号的发送时钟，同步数据和同步信号，均是光信号传输，在满足应用的速率传输，最高能达100Mb/S。
本发明的有益效果如下：
1.多路模拟信号的同步分散采集，集中控制传输；
2.模拟信号通过光信号传输的速率满足更高传输速率的要求；
3.抗干扰能力强，有效抑制差模和共模干扰，可靠度高；
4.测量数据精度高，对于多路AD采集配置灵活，使用方便；
5.电路结构简单，技术参数合理，稳定性和可靠性高；
6.能够适应多环境条件工作，满足不同条件的系统误差的矫正；
7.采集速率高，传输速率高，可以满足快速稳定控制要求。
附图说明
图1是本发明框架结构图
图2是本发明信号采集原理图
图3是本发明的电光转换电路
具体实施方式
如图1所示，为移动式静态无功补偿器的整体框架结构框图，本测量系统包括信号调理与模数转换单元、同步脉冲采集信号生成单元、数据汇总单元、系统误差修正与数据传输单元。
信号调理与模数转换单元包括抗干扰抑制部分、信号隔离输入、信号调理部分和模数转换部分，电流信号利用运算放大器来转换为电压信号，输入阻抗为零，可以有效抑制电压干扰信号。因为此种结构可以抑制外部电压干扰信号。通过运算放大器取得电压后经过比较简单的阻容滤波后进入AD，进行转换，无需对信号进入很深的滤波，这样能够更真实的反映信号的形状，还原信号的真实性。在同步脉冲采集信号的控制下启动转换，在转换完成后，通过FPGA读取数据。模数转换单元的数据读入和同步脉冲采集信号之间的关系见图2所示。
数据汇总板把数据进行读取和修正后，采用串行的方式将各路模数转换结果按照指定的通讯协议打包后，通过同步串口以光信号的形式发送给移动静态无功补偿器装置的其他单元，如保护和调节单元。具体的光发送电路如图3所示。
AD采集单元采用CPLD，每个通道一个CPLD采集，可以快速的读取AD的数据，并且稳定性高，它的电路设计和工作原理均为常规技术。模数转换器AD为具有低功耗、高精度、良好抗干扰能力的串行模数转换器。
数据传输部分，它由同步串口时钟发送部分、同步串口数据发送部分和同步信号组成，为电光转换电路。主要完成从模数转换部分输出数据信息的传输，它将数据汇总部分的数据端，同步信号端和时钟端的TTL电平信号经过电光转换电路变为光信号，再通过光纤将光信号传送移动静态无功补偿器装置的其他单元部分。
图3所示的是电光转换电路。它将电流信号的强弱转变为光信号的强弱，TTL低电平使光发射管导通发光，TTL高电平使光发射管截止不再发光，这样就使TTL电平输入转变为光信号的输出。
本例的数据采集系统，可以适用于多数电力系统的模拟量测量系统。可以同时对多路模拟量进行同时测量，消除了被测量模拟量采样不同步的问题。根据 模数转换及数据传输模块的布置方式不同，还可满足高压/超高压系统的绝缘要求。

Claims (5)

1.一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统，其特征在于：
包括采集板卡、数据汇总单元、系统误差修正与数据传输单元；
所述采集板卡包括电磁抑制单元、电压互感器PT、电流互感器CT、信号调理与模数转换单元、同步采集脉冲信号生成单元，每块板卡包括12个数据采集通道；
所述同步采集脉冲信号生成单元包括FPGA与同步脉冲采集单元；
所述信号调理与模数转换单元由同步采集脉冲信号生成单元发出的同步采样脉冲信号同时启动模数转换过程，信号调理与模数转换单元监视各路的模数转换进程，转换完成后将各路数据的结果同时读入数据汇总单元，数据汇总单元将数据按照通讯协议打包，通过数据传输单元以同步串口方式将数据传给移动式静态无功补偿装置调节和保护，其中同步串口数据通过光信号传输。
2.如权利要求1所述的一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统，其特征在于：所述的电磁抑制单元为二次模拟信号进入后，在PT和CT隔离转换之前通过电磁抑制单元，每个电压和电流通道均有电磁干扰抑制功能。
3.如权利要求1所述的一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统，其特征在于：所述信号调理与模数转换单元是把二次电压与电流信号经过PT和CT隔离之后为电流信号，把电流信号转换为差分的电压信号进入AD转换芯片，根据AD转换的输入阻抗，来设计差分输入的输入阻抗，实现阻抗匹配，抑制共模干扰。
4.如权利要求1所述的一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统，其特征在于：所述的同步采样脉冲信号由FPGA统一发出，并启动多路AD同时转换，由每块板卡内部CPLD统一监视转换过程，并依次读取各板卡转换完成的AD转换结果，FPGA读取AD转换结果之后通过中断方式通知数据汇总，然后由数据汇总通过并行总线读取所有通道的AD转换结果。
5.如权利要求1所述的一种移动式静态无功补偿器RSVC数据采集系统，其特征在于：所述的数据汇总单元读取AD转换结果后，根据不同海拔和温度环 境对系统的温漂和比例系数进行修正，进行数据系统补偿，然后打包，按通信协议通过同步串口以光信号的形式发送到移动式静态无功补偿装置的保护、调节单元，发送部分包括同步串口信号的发送时钟，同步数据和同步信号，均是光信号传输，在满足应用的速率传输，最高能达100Mb/S。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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