CN204256041U - 双母线自适应采样选线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双母线自适应采样选线装置，包括第一母线、第二母线、第一电压互感器、第二电压互感器、第一开关电路、第二开关电路、电流互感器、第一模拟信号采集电路、第二模拟信号采集电路、第三模拟信号采集电路、主控制器和主变压器；通过开关电路和主控制器的控制能够自动的采集和计算无功功率。本实用新型的双母线自适应采样选线装置能够正确、可靠地实现主变压器的无功功率采集计算，保证了后续电能质量治理的正确性和有效性，为有效降低输电线路的损耗提供准确的辅助计算与测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种母线自适应采样选线装置，特别是涉及一种计算双母线无功功率的自适应采样选线装置。
背景技术
在220KV变电站中，一般都会有多条母线、多台主变压器，每条母线上有所属的PT。根据需要可以将某台特定的主变压器挂接到某条特定的母线上。无功补偿控制器一般需要补偿某台主变压器的无功功率，所以需要采样计算出流过该主变压器的无功功率。
目前各无功补偿厂家的控制器一般都只具备一组PCC点电压采样能力，所以会出现采样错位的情况。有的厂家为了避免这种情况的出现，外部设计手动电气切换开关来实现主变压器电压采样的PT切换。手动切换的方式存在接线点多、器件体积大、成本较高、可靠性较差、切换过程中容易出现短路现象等问题，已经不适应现在无人值守变电站的运行要求了。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术之不足，提供一种双母线自适应采样选线装置，它可以自动的对双母线上的电压进行采样，不易出现采样错误，可靠性高。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双母线自适应采样选线装置，包括第一母线、第二母线、第一电压互感器、第二电压互感器、第一开关电路、第二开关电路、电流互感器、第一模拟信号采集电路、第二模拟信号采集电路、第三模拟信号采集电路、主控制器和主变压器；
所述主控制器包括第一数字处理模块、第二数字处理模块、第三数字处理模块、逻辑判断模块和无功功率计算模块；所述逻辑判断模块包括第一开关和第二开关；所述第一数字处理模块的输出通过第一开关后连接无功功率计算模块；所述第二数字处理模块的输出通过第二开关后连接无功功率计算模块；所述第三数字处理模块的输出端与所述无功功率计算模块相连；
所述第一电压互感器的输入端与所述第一母线相连，所述第一电压互感器的输出端与第一模拟信号采集电路的输入端相连；所述第一模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第一数字处理模块的输入端相连；所述第一电压互感器将第一母线上的第一电压转换成第一测量电压；所述第一模拟信号采集电路采集第一电压互感器输出的第一测量电压，并输出第一电压模拟量至所述主控制器中的第一数字处理模块；所述第一数字处理模块将该第一电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第二电压互感器的输入端与所述第二母线相连，所述第二电压互感器的输出端与第二模拟信号采集电路的输入端相连；所述第二模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第二数字处理模块的输入端相连；所述第二电压互感器将第二母线上的第二电压转换成第二测量电压；所述第二模拟信号采集电路采集第二电压互感器输出的第二测量电压，并输出第二电压模拟量至所述主控制器中的第一数字处理模块；所述第二数字处理模块将该第二电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第一开关电路的输入端与所述第一母线相连；所述第一开关电路的输出端与所述主控制器中逻辑判断模块的第一输入端相连，将所述第一开关电路的开关状态信息传输至主控制器的逻辑判断模块；
所述第二开关电路的输入端与所述第二母线相连，所述第二开关电路的输出端与所述主控制器中逻辑判断模块的第二输入端相连，将所述第二开关电路的开关状态信息传输至主控制器的逻辑判断模块；
所述第一开关电路的输出端和所述第二开关电路的输出端相连的节点与所述电流互感器的输入端相连；所述电流互感器的输出端与所述第三模拟信号采集电路的输入端相连；所述第三模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第三数字处理模块的输入端相连；当第一开关电路闭合、第二开关电路断开时，所述电流互感器将第一母线输出的第一电流转换成第一测量电流；所述第三模拟信号采集电路采集电流互感器输出的第一测量电流，并输出第一电流模拟量至所述主控制器中的第三数字处理模块；所述第三数字处理模块将第一电流模拟量转换为可供计算的第一电流数字量；当第一开关电路断开、第二开关电路闭合时，所述电流互感器将第二母线输出的第二电流转换成第二测量电流；所述第三模拟信号采集电路采集电流互感器输出的第二测量电流，并输出第二电流模拟量至所述主控制器中的第三数字处理模块；所述第三数字处理模块将第二电流模拟量转换为可供计算的第二电流数字量；
所述主变压器与所述电流互感器的输出端相连相连；
其中，所述主控制器中的逻辑判断模块包含互锁算法处理单元，使主控制器中的第一开关与第二开关不会同时闭合；当第一开关电路闭合，第二开关电路断开时，所述逻辑判断模块控制第一开关闭合，第二开关断开，使第一电压数字量和第一电流数字量传输至所述无功功率计算模块计算第一母线上的无功功率；当第二开关电路闭合，第一开关断开时，所述逻辑判断模块控制第二开关闭合，第一开关断开，使第二电压数字量和第二电流数字量传输至所述无功功率计算模块计算第二母线上的无功功率。
优选的，所述主控制器中的第一数字处理模块、第二数字处理模块和第三数字处理模块对采集到的模拟量进行数字离散化采样；所述无功功率计算模块采用的计算公式为：
其中，Q采样为无功功率计算模块计算得的无功功率，N为电压信号和电流信号每个周期的采样点个数，u(n+N/4)为电压采样瞬时值，i(n)为电流采样瞬时值。
优选的，所述主控制器中的逻辑判断模块还包括冗余逻辑处理单元，当第一开关电路和第二开关电路同时闭合时所述逻辑控制模块强制控制第一开关和第二开关其中一个为闭合状态另一个为断开状态。
优选的，所述主控制器还包括报警模块，当第一开关电路和第二开关电路同时闭合时由报警模块发出警报。
优选的，所述主控制器中的第一数字处理模块、第二数字处理模块和第三数字处理模块均采用型号为ADS8364的芯片，所述逻辑判断模块和无功功率计算模块均采用TMS32F2812芯片。
本实用新型的有益效果是：
1.不会因电压互感器切换而产生的采样错位问题；
2.占地面积小、成本低、可靠性高。
3.使用此技术的无功补偿控制器，能够正确、可靠地实现主变压器的无功功率采集计算，保证了后续电能质量治理的正确性和有效性。正确有效进行电能质量治理，能够有效降低输电线路的损耗、扩大输电线路输电能力、降低发电厂的进相运行压力。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种双母线自适应采样选线装置不局限于实施例。
附图说明
图1是本实用新型的功能结构框图。
具体实施方式
实施例
参见图1所示，本实用新型的一种双母线自适应采样选线装置，包括第一母线101、第二母线102、第一电压互感器201、第二电压互感器202、第一开关电路401、第二开关电路402、电流互感器50、第一模拟信号采集电路301、第二模拟信号采集电路302、第三模拟信号采集电路303、主控制器70和主变压器60；
所述主控制器70包括第一数字处理模块701、第二数字处理模块702、第三数字处理模块703、逻辑判断模块704和无功功率计算模块705；所述逻辑判断模块704包括第一开关7041和第二开关7042；所述第一数字处理模块701的输出通过第一开关7041后连接无功功率计算模块705；所述第二数字处理模块702的输出通过第二开关7042后连接无功功率计算模块705；所述第三数字处理模块703的输出连接所述无功功率计算模块705；
所述第一电压互感器201的输入端与所述第一母线101相连，所述第一电压互感器201的输出端与第一模拟信号采集电路301的输入端相连；所述第一模拟信号采集电路301的输出端与所述主控制器70中第一数字处理模块的输入端相连；所述第一电压互感器201将第一母线上101的第一电压转换成第一测量电压；所述第一模拟信号采集电路301采集第一电压互感器201输出的第一测量电压，并输出第一电压模拟量至所述主控制器70中的第一数字处理模块701；所述第一数字处理模块701将该第一电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第二电压互感器202的输入端与所述第二母线102相连，所述第二电压互感器202的输出端与第二模拟信号采集电路301的输入端相连；所述第二模拟信号采集电路301的输出端与所述主控制器70中第二数字处理模块702的输入端相连；所述第二电压互感器202将第二母线102上的第二电压转换成第二测量电压；所述第二模拟信号采集电路302采集第二电压互感器202输出的第二测量电压，并输出第二电压模拟量至所述主控制器70中的第一数字处理模块；所述第二数字处理模块702将该第二电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第一开关电路401的输入端与所述第一母线101相连；所述第一开关电路401的输出端与所述主控制器70中逻辑判断模块的第一输入端相连，将所述第一开关电路401的开关状态信息传输至主控制器70的逻辑判断模块704；
所述第二开关电路的402输入端与所述第二母线102相连，所述第二开关电路402的输出端与所述主控制器70中逻辑判断模块704的第二输入端相连，将所述第二开关电路402的开关状态信息传输至主控制器70的逻辑判断模块704；
所述第一开关电路401的输出端和所述第二开关电路402的输出端相连的节点与所述电流互感器50的输入端相连；所述电流互感器50的输出端与所述第三模拟信号采集电路303的输入端相连；所述第三模拟信号采集电路303的输出端与所述主控制器70中第三数字处理模块703的输入端相连；当第一开关电路401闭合、第二开关电路402断开时，所述电流互感器50将第一母线101输出的第一电流转换成第一测量电流；所述第三模拟信号采集电路303采集电流互感器50输出的第一测量电流，并输出第一电流模拟量至所述主控制器70中的第三数字处理模块703；所述第三数字处理模块703将第一电流模拟量转换为可供计算的第一电流数字量；当第一开关电路401断开、第二开关电路闭合402时，所述电流互感器50将第二母线102输出的第二电流转换成第二测量电流；所述第三模拟信号采集电路303采集电流互感器50输出的第二测量电流，并输出第二电流模拟量至所述主控制器70中的第三数字处理模块703；所述第三数字处理模块703将第二电流模拟量转换为可供计算的第二电流数字量；
所述主变压器60与所述电流互感器50的输出端相连相连；
其中，所述主控制器70中的逻辑判断模块704包含互锁算法处理单元，使主控制器70中的第一开关7041与第二开关7042不会同时闭合；当第一开关电路401闭合，第二开关电路402断开时，所述逻辑判断模块704控制第一开关7041闭合，第二开关7042断开，使第一电压数字量和第一电流数字量传输至所述无功功率计算模块705计算第一母线101上的无功功率；当第二开关电路402闭合，第一开关电路401断开时，所述逻辑判断模块704控制第二开关7042闭合，第一开关7041断开，使第二电压数字量和第二电流数字量传输至所述无功功率计算模块705计算第二母线102上的无功功率。
更进一步的，所述主控制器70中的第一数字处理模块701、第二数字处理模块702和第三数字处理模块703对采集到的模拟量进行数字离散化采样；所述无功功率计算模块705采用的计算公式为：
其中，Q采样为无功功率计算模块705计算得的无功功率，N为电压信号和电流信号每个周期的采样点个数，u(n+N/4)为电压采样瞬时值，i(n)为电流采样瞬时值。
更进一步的，所述主控制器70中的逻辑判断模块704还包括冗余逻辑处理单元，当第一开关电路401和第二开关电路402同时闭合时所述逻辑控制模块704强制控制第一开关7041和第二开关7042其中一个为闭合状态另一个为断开状态。
更进一步的，所述主控制器70还包括报警模块，当第一开关电路401和第二开关电路402同时闭合时由报警模块发出警报。
更进一步的，所述主控制器70中的第一数字处理模块701、第二数字处理模块702和第三数字处理模块703均采用型号为ADS8364的芯片，所述逻辑判断模块704和无功功率计算模块705均采用TMS32F2812芯片。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种双母线自适应采样选线装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.双母线自适应采样选线装置，其特征在于，包括第一母线、第二母线、第一电压互感器、第二电压互感器、第一开关电路、第二开关电路、电流互感器、第一模拟信号采集电路、第二模拟信号采集电路、第三模拟信号采集电路、主控制器和主变压器；
所述主控制器包括第一数字处理模块、第二数字处理模块、第三数字处理模块、逻辑判断模块和无功功率计算模块；所述逻辑判断模块包括第一开关和第二开关；所述第一数字处理模块的输出通过第一开关后连接无功功率计算模块；所述第二数字处理模块的输出通过第二开关后连接无功功率计算模块；所述第三数字处理模块的输出端与所述无功功率计算模块相连；
所述第一电压互感器的输入端与所述第一母线相连，所述第一电压互感器的输出端与第一模拟信号采集电路的输入端相连；所述第一模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第一数字处理模块的输入端相连；所述第一电压互感器将第一母线上的第一电压转换成第一测量电压；所述第一模拟信号采集电路采集第一电压互感器输出的第一测量电压，并输出第一电压模拟量至所述主控制器中的第一数字处理模块；所述第一数字处理模块将该第一电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第二电压互感器的输入端与所述第二母线相连，所述第二电压互感器的输出端与第二模拟信号采集电路的输入端相连；所述第二模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第二数字处理模块的输入端相连；所述第二电压互感器将第二母线上的第二电压转换成第二测量电压；所述第二模拟信号采集电路采集第二电压互感器输出的第二测量电压，并输出第二电压模拟量至所述主控制器中的第一数字处理模块；所述第二数字处理模块将该第二电压模拟量转换为可计算的第一电压数字量；
所述第一开关电路的输入端与所述第一母线相连；所述第一开关电路的输出端与所述主控制器中逻辑判断模块的第一输入端相连，将所述第一开关电路的开关状态信息传输至主控制器的逻辑判断模块；
所述第二开关电路的输入端与所述第二母线相连，所述第二开关电路的输出端与所述主控制器中逻辑判断模块的第二输入端相连，将所述第二开关电路的开关状态信息传输至主控制器的逻辑判断模块；
所述第一开关电路的输出端和所述第二开关电路的输出端相连的节点与所述电流互感器的输入端相连；所述电流互感器的输出端与所述第三模拟信号采集电路的输入端相连；所述第三模拟信号采集电路的输出端与所述主控制器中第三数字处理模块的输入端相连；当第一开关电路闭合、第二开关电路断开时，所述电流互感器将第一母线输出的第一电流转换成第一测量电流；所述第三模拟信号采集电路采集电流互感器输出的第一测量电流，并输出第一电流模拟量至所述主控制器中的第三数字处理模块；所述第三数字处理模块将第一电流模拟量转换为可供计算的第一电流数字量；当第一开关电路断开、第二开关电路闭合时，所述电流互感器将第二母线输出的第二电流转换成第二测量电流；所述第三模拟信号采集电路采集电流互感器输出的第二测量电流，并输出第二电流模拟量至所述主控制器中的第三数字处理模块；所述第三数字处理模块将第二电流模拟量转换为可供计算的第二电流数字量；
所述主变压器与所述电流互感器的输出端相连相连；
其中，所述主控制器中的逻辑判断模块包含互锁算法处理单元，使主控制器中的第一开关与第二开关不会同时闭合；当第一开关电路闭合，第二开关电路断开时，所述逻辑判断模块控制第一开关闭合，第二开关断开，使第一电压数字量和第一电流数字量传输至所述无功功率计算模块计算第一母线上的无功功率；当第二开关电路闭合，第一开关断开时，所述逻辑判断模块控制第二开关闭合，第一开关断开，使第二电压数字量和第二电流数字量传输至所述无功功率计算模块计算第二母线上的无功功率。
2.根据权利要求1所述的双母线自适应采样选线装置，其特征在于：所述主控制器中的第一数字处理模块、第二数字处理模块和第三数字处理模块对采集到的模拟量进行数字离散化采样；所述无功功率计算模块采用的计算公式为：
其中，Q采样为无功功率计算模块计算得的无功功率，N为电压信号和电流信号每个周期的采样点个数，u(n+N/4)为电压采样瞬时值，i(n)为电流采样瞬时值。
3.根据权利要求1所述的双母线自适应采样选线装置，其特征在于：所述主控制器中的逻辑判断模块还包括冗余逻辑处理单元，当第一开关电路和第二开关电路同时闭合时所述逻辑控制模块强制控制第一开关和第二开关其中一个为闭合状态另一个为断开状态。
4.根据权利要求3所述的双母线自适应采样选线装置，其特征在于：所述主控制器还包括报警模块，当第一开关电路和第二开关电路同时闭合时由报警模块发出警报。
5.根据权利要求1所述的双母线自适应采样选线装置，其特征在于：所述主控制器中的第一数字处理模块、第二数字处理模块和第三数字处理模块均采用型号为ADS8364的芯片，所述逻辑判断模块和无功功率计算模块均采用TMS32F2812芯片。
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| CN104459303A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-03-25 | 国家电网公司 | 一种双母线自适应采样选线装置 |
| CN105044430A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-11 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 双母线配电设备并列出线的支流电流检测方法和系统 |
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| CN104459303B (zh) * | 2014-12-24 | 2016-06-01 | 国家电网公司 | 一种双母线自适应采样选线装置 |
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