PL219765B1 - Układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia - Google Patents

Abstract

Układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia zawierający przekładnik napięciowy, przekładnik prądowy, blok obróbki sygnału, układ arbitrażu, blok filtrów akceptacyjnych, układ nadawczo-odbiorczy i szynę transmisyjną posiada blok obróbki sygnału (DSP) połączony swoimi wejściami pomiarowymi z przekładnikiem napięciowym (U) i przekładnikiem prądowym (I), swoim wejściem danych z wyjściem bloku filtrów akceptacyjnych (FA). Do swojego wyjścia ma dołączony układ arbitrażu (ARB), którego wyjście połączone jest z wejściem układu nadawczo-odbiorczego (TRCV) mającego wyjście połączone z wejściem bloku filtrów akceptacyjnych (FA) oraz mającego dwukierunkowe połączenie do szyny transmisyjnej (CAN).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia, stosowany zwłaszcza w sieciach energetycznych średnich napięć wyposażonych w elektroniczną aparaturę zabezpieczeniową.

Znane rozwiązania układów łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia wykorzystują światłowód lub łącze RS485. Zastosowanie światłowodu zapewnia wymaganą wytrzymałość napięciową, zaś łącze RS485 pozwala na niskie koszty budowy systemu łączności. Szklana lub plastikowa żyła światłowodu daje całkowitą odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, zaś dwuprzewodowa skrętka RS485 eliminuje sygnał wspólny zakłóceń indukujący się jednocześnie w obu przewodach. Teoretyczna wydajność sieci RS485 to 32 urządzenia dołączone do linii o długości 1200 m i wymieniające dane z prędkością 10 Mb/s. W sieciach rozległych RS485 stosuje się izolację galwaniczną węzłów sieci, co zapobiega wpływowi różnicy potencjałów mas na stabilność pracy sieci. Zarówno łącza światłowodowe jak i RS485 nadają się jedynie do budowy sieci w konfiguracji master slave. Nie jest możliwe zbudowanie sieci w konfiguracji multi master.

Znane urządzenie opisane jest w opisach patentowych USA numer 7808774, 6670799, 5982595. Wadą tych rozwiązań jest niemożność budowy układu łączności z równymi prawami dostępu.

Układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia według wynalazku zawiera właściwy przetwornik prądu i napięcia oraz układ łączności. Właściwy przetwornik prądu i napięcia składa się z przekładnika prądowego, przekładnika napięciowego i bloku obróbki sygnału. Układ łączności składa się z układu arbitrażu, bloku filtrów akceptacyjnych, układu nadawczo-odbiorczego i szyny transmisyjnej.

Zaletą układu według wynalazku jest możliwość równoczesnej łączności wielu inteligentnych przetworników prądu i napięcia między sobą i z elektroenergetycznym urządzeniem zabezpieczającym. Próba jednoczesnego wysyłania pomiarów przez kilka inteligentnych przetworników prądu i napięcia nie prowadzi do zderzenia na szynie ani do utraty danych. Dzięki uniknięciu sekwencyjnego odpytywania inteligentnych przetworników prądu i napięcia przez elektroenergetyczne urządzenie zabezpieczające, uzyskuje się szybszy dostęp do wyników pomiarów. Tym samym skraca się czas zadziałania elektroenergetycznego urządzenia zabezpieczającego. Możliwe też jest wbudowanie algorytmów zabezpieczeń elektrycznych do inteligentnych przetworników prądu i napięcia. Wtedy na szynę CAN wysyłana jest informacja o zadziałaniu zabezpieczenia i zbiorcze urządzenie łączeniowe dokonuje rozłączenia zasilania energii.

Zaletą takiego rozwiązania jest redukcja kosztów energetycznego systemu zabezpieczającego.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku w postaci schematu.

Układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia składa się z przekładnika napięciowego U, przekładnika prądowego I, bloku obróbki sygnału DSP tworzących właściwy przetwornik prądu i napięcia, z układu arbitrażu ARB, bloku filtrów akceptacyjnych FA, układu nadawczo-odbiorczego TRCV i szyny transmisyjnej CAN tworzących właściwy układ łączności.

Blok obróbki sygnału DSP połączony jest swoimi wejściami pomiarowymi z przekładnikiem napięciowym U i przekładnikiem prądowym I, a swoim wejściem danych z wyjściem bloku filtrów akceptacyjnych FA. Blok obróbki sygnału DSP do swojego wyjścia ma dołączony układ arbitrażu ARB, którego wyjście połączone jest z wejściem układu nadawczo-odbiorczego TRCV mającego wyjście połączone z wejściem bloku filtrów akceptacyjnych EA. Układ nadawczo-odbiorczy TRCV jest dwukierunkowo przyłączony do szyny transmisyjnej CAN.

Działanie układu jest następujące: przekładnik napięciowy U wytwarza sygnał napięciowy proporcjonalny do napięcia w sieci średniego napięcia, a przekładnik prądowy I wytwarza sygnał napięciowy proporcjonalny do prądu płynącego w sieci średniego napięcia. Sygnały napięciowe przekładników przetwarzane są w bloku obróbki sygnału DSP na postać cyfrową wyników pomiarów. Blok obróbki sygnału DSP wykorzystuje wyniki pomiarów do realizacji zabezpieczeń elektrycznych. Blok obróbki sygnału DSP wysyła wyniki pomiarów i stan działania zabezpieczeń do układu arbitrażu ARB, który negocjuje dostęp do szyny transmisyjnej CAN. Jeżeli szyna jest wolna, to po zamianie danych na postać różnicową w układzie nadawczo-odbiorczym TRCV, wyniki pomiarów i stan działania zabezpieczeń przekazywane są do elektroenergetycznego urządzenia zabezpieczającego. W przypadku zajętości szyny transmisyjnej CAN układ arbitrażu ARB przechodzi w stan oczekiwania na dostęp do szyny. W przypadku jednoczesnego wysyłania pomiarów przez kilka inteligentnych przetworników prądu i napięcia udaje się to przetwornikowi o najwyższym priorytecie. Pozostałe podejmą próbę wyPL 219 765 B1 słania po zakończeniu bieżącej łączności. Wyniki pomiarów i stan działania zabezpieczeń nie są tracone. Elektroenergetyczne urządzenie zabezpieczające może przez szynę transmisyjną CAN żądać danych od inteligentnego przetwornika prądu i napięcia. Wówczas przetwornik odbiera polecenia z szyny transmisyjnej CAN. Do odbioru danych wykorzystywany jest blok filtrów akceptacyjnych FA. Realizuje on sprzętowe filtrowanie poleceń otrzymywanych przez inteligentny przetwornik prądu i n apięcia. Do bloku obróbki sygnału DSP przekazywane są tylko polecenia posiadające nagłówki zgodne z nastawami bloku filtrów akceptacyjnych FA.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ łączności inteligentnych przetworników prądu i napięcia zawierający przekładnik napięciowy, przekładnik prądowy, blok obróbki sygnału, układ arbitrażu, blok filtrów akceptacyjnych, układ nadawczo-odbiorczy i szynę transmisyjną, znamienny tym, że blok obróbki sygnału (DSP) połączony jest swoimi wejściami pomiarowymi z przekładnikiem napięciowym (U) i przekładnikiem prądowym (I), swoim wejściem danych z wyjściem bloku filtrów akceptacyjnych (FA), a do swojego wyjścia ma dołączony układ arbitrażu (ARB), którego wyjście połączone jest z wejściem układu nadawczo-odbiorczego (TRCV) mającego wyjście połączone z wejściem bloku filtrów akceptacyjnych (FA) oraz mającego dwukierunkowe połączenie do szyny transmisyjnej (CAN).