CN204375297U - 一种模拟发电机并网的转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核电站模拟机技术领域，具体涉及一种应用于核电站培训的模拟发电机并网的转换装置；该装置包括MCU最小系统，DDS电路、滤波及功率放大电路、通断控制电路、通讯串口和拨码开关；拨码开关用以手动设置电路通讯地址，MCU最小系统通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，控制DDS芯片产生两路可调频率和电压幅值的正弦波信号，正弦波信号由滤波及功率放大电路进行滤波、电压和功率放大后，输出到通断控制电路，通断控制电路依据MCU最小系统输出的控制命令，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上；本实用新型的核电站模拟机不需要对同期设备进行内部改造，可直接与同期设备连接，从而避免对同期设备进行改造而引起的损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于核电站模拟机技术领域，具体涉及一种应用于核电站培训的模拟发电机并网的转换装置。
背景技术
由于电网运行的需要，发电机并网操作几乎每天都在进行，并网操作分为自动准同期并网与手动准同期并网，前者由自动准同期装置控制，出错率较低；后者为人工操作，需要借助同期表的指示选择并网的时机，若并网时机选择不对，并网将无法正常进行，会对电力系统的正常运行造成严重危害。利用仿真培训设备进行发电机并网模拟操作，使电厂操作人员熟悉并网操作规程，熟练掌握电站同期设备的使用方法，选择并网合闸的时刻，减少实际并网中误操作的概率，是实际运行中成功进行并网的关键所在。
由于实际电站使用的自动准同期和手动同期设备接收的是实际电网和实际发电机输出的电压信号，在核电站模拟机并网模拟设备研制中无法直接使用，为了在仿真机中使用这些同期设备，必须对设备进行改造，以便能接收培训仿真主机传递过来的数字信号。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种用以模拟电站发电机并网的转换装置，不需要对现场实际并网设备进行内部改造，可整体直接与实际并网设备连接，从而避免对实际并网设备进行内部改造而引起的损坏。
为了解决上述技术问题，本发明一种模拟发电机并网的转换装置包括MCU最小系统，DDS电路、滤波及功率放大电路、通断控制电路、通讯串口和拨码开关；MCU最小系统输入端通过通讯串口与外部上位机连接，拨码开关与MCU最小系统输入端连接，MCU最小系统输出端与DDS电路输入端连接，DDS电路输出端与滤波及功率放大电路输入端连接，滤波及功率放大电路输出端与通断控制电路输入端连接，通断控制电路输出端连接同期设备，通断控制电路输入端与MCU最小系统输出端连接。
拨码开关用于手动设置电路通讯地址，MCU最小系统通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，控制DDS电路产生两路可调频率和电压幅值的正弦波信号，正弦波信号由滤波及功率放大电路依次进行滤波、电压和功率放大后，输出到通断控制电路，通断控制电路依据MCU最小系统输出的控制命令，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上。
所述的MCU最小系统包括单片机、晶振、电源；电源为MCU最小系统供电，晶振产生单片机工作所必须的时钟频率，单片机通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，并将控制命令转换为控制字；依据外部上位机输出的控制命令，对通断控制部分发出控制指令，同时将反馈信号通过通讯串口传递给上位机。
所述的单片机是STM32系列单片机。
所述的DDS电路包括DDS电路A和DDS电路B，每一个DDS电路包括DDS芯片、基准电压；DDS芯片通过同步串行总线接收MCU最小系统输出的控制字，产生可调频率、相位和电压幅值的正弦波信号，基准电压为DDS芯片提供电压基准值；DDS电路A和DDS电路B分别根据所接收的控制字，输出对应频率、相位和电压幅值的正弦波信号。
所述的滤波及功率放大电路包括低通滤波器、电压放大器、功率放大器，依次串联；滤波及功率放大部分接收DDS电路A和DDS电路B输出的正弦波信号，低通滤波器滤除DDS转换瞬间的正弦波信号异常波动，电压放大器和功率放大器分别对低通滤波器输出的正弦波信号进行电压和功率放大。
所述的模拟发电机并网的转换装置还包括变压器，所述的变压器接收滤波及功率放大电路输出端正弦波信号，将正弦波信号电压幅值进一步放大。
所述的通断控制电路包括继电器和继电器驱动电路；继电器数目依据同期设备的输入端子数确定，每一个继电器与之对应的继电器驱动电路连接；通断控制电路接收变压器输出的正弦波信号，依据MCU最小系统输出的控制信号，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上；当同期设备并网成功、并网失败或出现故障情况下，同期设备输出反馈信号，输出的反馈信号通过通断控制电路反馈给MCU最小系统。
所述的继电器数目为3个。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实用新型提供的基于DDS技术的电站模拟发电机并网的转换装置不需要对现场实际并网设备进行内部改造，可整体直接与实际并网设备连接，从而避免对实际并网设备进行内部改造而搞成损坏。借助于本发明，可有效缩短模拟机并网模拟部分的开发周期并提高系统模拟的逼真度，使操作人员能更为逼真和系统的学习同期设备的使用方法，熟悉并网操作规程，减少实际并网中误操作的概率。同时，实施本发明的核电站培训模拟机不需要对实际并网设备进行改造，模拟机使用的并网设备可与电厂实际并网设备互换，紧急情况下可作为电厂备件。
附图说明
图1是实用新型一种模拟发电机并网的转换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1所示，本实用新型利用DDS技术构造一种电站模拟发电机并网的转换装置包括MCU最小系统，DDS电路、滤波及功率放大电路、通断控制电路、通讯串口和拨码开关等，MCU最小系统输入端通过通讯串口与外部上位机连接，拨码开关与MCU最小系统输入端连接，MCU最小系统输出端与DDS电路输入端连接，DDS电路输出端与滤波及功率放大电路输入端连接，滤波及功率放大电路输出端与通断控制电路输入端连接，通断控制电路输出端连接同期设备，通断控制电路输入端与MCU最小系统输出端连接。
拨码开关是用以操作控制的地址开关，用以手动设置电路通讯地址。
MCU最小系统包括单片机、晶振、电源；电源为MCU最小系统供电，晶振产生单片机工作所必须的时钟频率，单片机通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，并将控制命令转换为控制字；依据外部上位机输出的控制命令，对通断控制电路发出控制指令，同时将反馈信号通过通讯接口传递给上位机，所述的单片机是STM32系列单片机。
DDS电路包括DDS电路A和DDS电路B，每一个DDS电路包括DDS芯片、基准电压；DDS芯片通过同步串行总线接收MCU最小系统输出的控制字，产生可调频率、相位和电压幅值的正弦波信号，基准电压为DDS芯片提供电压基准值；DDS电路A和DDS电路B分别根据所接收的控制字，输出对应频率、相位和电压幅值的正弦波信号。
滤波及功率放大电路包括低通滤波器、电压放大器、功率放大器，依次串联；滤波及功率放大电路接收DDS电路A和DDS电路B输出的正弦波信号，低通滤波器滤除DDS转换瞬间的正弦波信号异常波动，电压放大器和功率放大器分别对低通滤波器输出的正弦波信号进行电压和功率放大。
变压器接收滤波及功率放大电路输出端正弦波信号，将正弦波电压幅值进一步放大。
通断控制电路包括继电器和继电器驱动电路；继电器依据同期设备的输入端子数确定，本实施例给出继电器为3个，每一个继电器与之对应的继电器驱动电路连接；通断控制电路接收变压器输出的正弦波信号，依据MCU最小系统输出的控制信号，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上；此外，当同期设备并网成功、并网失败或出现故障等情况下，会输出反馈信号，输出的反馈信号通过通断控制电路反馈给MCU最小系统。
Claims (9)
1.一种模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：该装置包括MCU最小系统，DDS电路、滤波及功率放大电路、通断控制电路、通讯串口和拨码开关；MCU最小系统输入端通过通讯串口与外部上位机连接，拨码开关与MCU最小系统输入端连接，MCU最小系统输出端与DDS电路输入端连接，DDS电路输出端与滤波及功率放大电路输入端连接，滤波及功率放大电路输出端与通断控制电路输入端连接，通断控制电路输出端连接同期设备，通断控制电路输入端与MCU最小系统输出端连接。
2.根据权利要求1所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：拨码开关用于手动设置电路通讯地址，MCU最小系统通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，控制DDS电路产生两路可调频率和电压幅值的正弦波信号，正弦波信号由滤波及功率放大电路依次进行滤波、电压和功率放大后，输出到通断控制电路，通断控制电路依据MCU最小系统输出的控制命令，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上。
3.根据权利要求1或2所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的MCU最小系统包括单片机、晶振、电源；电源为MCU最小系统供电，晶振产生单片机工作所必须的时钟频率，单片机通过通讯串口接收外部上位机输出的控制命令，并将控制命令转换为控制字；依据外部上位机输出的控制命令，对通断控制部分发出控制指令，同时将反馈信号通过通讯串口传递给上位机。
4.根据权利要求3所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的单片机是STM32系列单片机。
5.根据权利要求1或2所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的DDS电路包括DDS电路A和DDS电路B，每一个DDS电路包括DDS芯片、基准电压；DDS芯片通过同步串行总线接收MCU最小系统输出的控制字，产生可调频率、相位和电压幅值的正弦波信号，基准电压为DDS芯片提供电压基准值；DDS电路A和DDS电路B分别根据所接收的控制字，输出对应频率、相位和电压幅值的正弦波信号。
6.根据权利要求1或2所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的滤波及功率放大电路包括低通滤波器、电压放大器、功率放大器，依次串联；滤波及功率放大部分接收DDS电路A和DDS电路B输出的正弦波信号，低通滤波器滤除DDS转换瞬间的正弦波信号异常波动，电压放大器和功率放大器分别对低通滤波器输出的正弦波信号进行电压和功率放大。
7.根据权利要求1或2所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：该装置还包括变压器，所述的变压器接收滤波及功率放大电路输出端正弦波信号，将正弦波信号电压幅值进一步放大。
8.根据权利要求1或2所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的通断控制电路包括继电器和继电器驱动电路；继电器数目依据同期设备的输入端子数确定，每一个继电器与之对应的继电器驱动电路连接；通断控制电路接收变压器输出的正弦波信号，依据MCU最小系统输出的控制信号，闭合或打开继电器触点，控制正弦波信号是否输出到同期设备上；当同期设备并网成功、并网失败或出现故障情况下，同期设备输出反馈信号，输出的反馈信号通过通断控制电路反馈给MCU最小系统。
9.根据权利要求8所述的模拟发电机并网的转换装置，其特征在于：所述的继电器数目为3个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420860846.8U CN204375297U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种模拟发电机并网的转换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420860846.8U CN204375297U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种模拟发电机并网的转换装置 |
Publications (1)
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| CN201420860846.8U Active CN204375297U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种模拟发电机并网的转换装置 |
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| CN (1) | CN204375297U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105810059A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种模拟发电机并网的转换装置 |
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2014
- 2014-12-30 CN CN201420860846.8U patent/CN204375297U/zh active Active
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