双母线自适应采样选线装置制造方法
【专利摘要】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。
【专利说明】双母线自适应采样选线装置
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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；
[0006] 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；
[0007] 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；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 所述主变压器与所述电流互感器的输出端相连相连；
[0013] 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。
[0014] 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：
[0015]
【权利要求】
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，Qaw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。
【文档编号】G01R19/25GK204256041SQ201420831360
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】陈宇琦, 吴仁炜, 郭伟, 吴志垣, 张小红, 王丽秀, 侯秀敏, 李岩, 黄雁, 俞艳梅, 邱桂中 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司