专利名称：抽水蓄能电站静止变频启动机端频率和电压检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抽水蓄能电站静止变频启动频率和电压检测装置，用于控制 抽水蓄能电站静止变频启动。
背景技术：
目前，在世界各国，抽水蓄能电站一般都将静止变频启动作为首选的启动方式，在 抽水蓄能电站自动控制系统及成套设备中，静止变频器为其中的关键启动设备，对于保证 大型抽水蓄能机组的快速可靠启动和抽水蓄能电站的稳定运行具有重要意义。长期以来， 我国大型抽水蓄能电站控制系统设备一般采用与主机捆绑招标的方式从国外引进，国内的 研究单位和设备厂商参与甚少。因此，国内在此方面的研究很少，尤其在抽水蓄能电站静止 变频启动控制这一核心技术方面，国内尚无文献对此进行深入研究。
发明内容针对抽水蓄能电站静止变频启动电机控制的要求，本实用新型提出一种分断检测 同步电机定子电压的频率和电压电路，实现同步电机在低频启动过程中定子电流的控制。本实用新型框图如图1所示，包括中央处理模块、开关量传输模块、模拟量转换模 块、脉冲触发模块、以及电源模块。所述开关量传输模块、模拟量转换模块、脉冲触发模块以 及电源模块通过总线与中央处理模块相连接。本实用新型中，中央处理模块设置于主机板上，其包括通过数据总线和地址总线 连接的DSP芯片、FPGA芯片，所述主机板上还设置有与DSP芯片连接的RS232串口、RS485 串口、CAN通讯接口、随机存取存储器，以及与FPGA芯片连接的AD采样模块、缓冲器，AD采 样模块的模拟信号输入端与模拟量转换模块的模拟量输出端连接，所述缓冲器通过数据线 与开关量传输模块连接。本实用新型中，开关量传输模块、模拟量转换模块、脉冲触发模块、扩展模块、以及 电源模块分别设置于开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板上，所述的主机板、 开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板安装于底板上，所述底板具有4位地址 线、8位数据线，8位板件选择线，10位芯片选择线，分别用以区分开关量板、模拟量板、脉冲 光纤板、扩展板。本实用新型的有益效果在于能够实现同步电机在低频启动过程中定子电流的控 制。
图1是本实用新型结构示意图；图2第一段测频、测压通道框图；图3第二段测频、测压通道框图；图4第三段测频、测压通道框图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实例对本实用新型作进一步详细描述。针对同步电机启动时频率较宽，从0. IHz到60Hz。在低频时，定子电压较低，无法 准确测量定子电压的频率和电压，本装置采用三段测频电路来实现。测频和测压电路在模 拟量板上实现，测量功能在主机板上分别由DSP和FPGA实现。具体的测频和测压电路如下 所示。( 1)第一段测频和测压电路因为考虑到IHz以下，电压互感器的输出信号有畸变，所以在低频段测频采用霍 尔通道来测量，测量通道如附图2所示。开关Kl采用欧姆龙的信号继电器G5V-2-H1，霍尔 采用LEM公司的LV25-P/SP2，二阶滤波电路采用有源二阶滤波电路，放大器采用；放 大电路采用比例放大电路，运放采用0P07 ； —阶滤波电路采用无源RC滤波电路；方波整形 电路采用滞回比较电路，运放采用IiC901 ；同步方波信号输出采用74HC04反相器。测压通道采用霍尔LV25-P/SP2检测机端电压；二阶滤波电路采用有源二阶滤波 电路，放大器采用0P^7。(2)第二段测频和测压电路采用星格电压互感器SPT204A测量机端电压，测量通道如图3所示。二阶滤波电路 采用有源二阶滤波电路；放大器采用；放大电路采用比例放大电路，运放采用0P07 ； 一阶滤波电路采用无源RC滤波电路；方波整形电路采用滞回比较电路，运放采用UC901 ； 同步方波信号输出采用74HC04反相器。测压通道采用星格电压互感器SPT204A检测机端电压；二阶滤波电路采用有源二 阶滤波电路，放大器采用0P^7。(3)第三段测频和测压电路 采用星格电压互感器SPT204A测量机端电压，测量通道如图4所示。二阶滤波电路 采用有源二阶滤波电路；放大器采用；放大电路采用比例放大电路，运放采用0P07 ； 一阶滤波电路采用无源RC滤波电路；方波整形电路采用滞回比较电路，运放采用UC901 ； 同步方波信号输出采用74HC04反相器。测压通道采用星格电压互感器SPT204A检测机端电压；二阶滤波电路采用有源二 阶滤波电路，放大器采用0P^7。第一步、交流220V、直流220V供电，交流交流220V、直流220V为互备电源，其中直 流220V为电厂的直流屏后备电源。由电源板输出+15V、-15V、+5V电压等级的电压给其他 模块使用。第二步、机侧电压互感器(PT)输出的(T100V信号作为A、B、C三相输入电压。电 机启动的时候(第一段频率)，主机通过总线控制继电器把开关Kl合上，用霍尔检测低频时 的机端电压，通过处理器FPGA检测A、B、C同步电压的频率，通过处理器DSP检测机端电压。第三步、电机启动到中频段(第二段频率)，主机通过总线控制把继电器开关断开， 用电压互感器检测机端电压，通过处理器FPGA检测A、B、C同步电压的频率，通过处理器DSP 检测机端电压。在处理器中通过频率的大小来选择测频通道。第四步、机启动到中频段(第三段频率)，主机通过总线控制把继电器开关断开，用电压互感器检测机端电压，通过处理器FPGA检测A、B、C同步电压的频率，通过处理器DSP 检测机端电压。在处理器中选择测频通道。在处理器中通过频率的大小来选择测频通道。
权利要求1.抽水蓄能电站静止变频启动机端频率和电压检测装置，其特征在于，包括中央处理 模块、开关量传输模块、模拟量转换模块、脉冲触发模块以及电源模块，所述开关量传输模 块、模拟量转换模块、脉冲触发模块以及电源模块通过总线与中央处理模块相连接。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站静止变频启动机端频率和电压检测装置，其 特征在于，中央处理模块设置于主机板上，包括通过数据总线和地址总线连接的DSP芯片、 FPGA芯片，所述主机板上还设置有与DSP芯片连接的RS232串口、RS485串口、CAN通讯接 口、随机存取存储器，以及与FPGA芯片连接的AD采样模块、缓冲器，AD采样模块的模拟信 号输入端与模拟量转换模块的模拟量输出端连接，所述缓冲器通过数据线与开关量传输模 块连接。
3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站静止变频启动机端频率和电压检测装置，其特 征在于，开关量传输模块、模拟量转换模块、脉冲触发模块、扩展模块、以及电源模块分别设 置于开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板上，所述的主机板、开关量板、模拟 量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板安装于底板上，所述底板具有4位地址线、8位数据线，8 位板件选择线，10位芯片选择线，分别用以区分开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板。
专利摘要抽水蓄能电站静止变频启动机端频率和电压检测装置，开关量传输模块、模拟量转换模块、脉冲触发模块、扩展模块、以及电源模块分别设置于开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板上，所述的主机板、开关量板、模拟量板、脉冲光纤板、扩展板及电源板安装于底板上。本实用新型的有益效果在于能够实现同步电机在低频启动过程中定子电流的控制。
文档编号G01R19/00GK201854233SQ201020561019
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者付建忠, 俞斌, 刘华栋, 吕宏水, 吴福保, 李官军, 杨波, 桑丙玉, 王德顺, 陶以彬, 鞠建永, 马志强 申请人:国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂, 国网电力科学研究院