综合自动化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统控制设备技术领域，尤其是一种用于35千伏变电站的综合自动化装置。
【背景技术】
[0002]现有的一些旧的小型变电站，站内设备比如各种配电屏，继电保护屏，控制屏，控制台等多，接线复杂，工作人员多，一旦出现故障，故障点查找困难，所以运行维护成本高，经济效益低，已经不适应形势的发属需要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种综合自动化装置，它可以解决旧的小型变电站运行维护成本高，经济效益低的问题。
[0004]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是:这种综合自动化装置，包括由单片机构成的主模块，设置有交流电流、电压信号变换器的输入模块，包括驱动电路，分合闸控制，分合闸监视，防跳回路，控制电源监视电路的输出模块，电源模块和由单片机构成的管理模块；所述管理模块经单片机串行通信与所述主模块相连，所述输入模块，输出模块，电源模块通过基板与所述主模块相连。
[0005]上述技术方案中，更为具体的方案还可以是:所述主模块的单片机是16位嵌入式87C196NT单片机。
[0006]更进一步地:所述电源模块是开关稳压电源。
[0007]进一步地:所述管理模块的单片机是嵌入式89C51RD+单片机。
[0008]由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是:由于采用了先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等对变电站设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调，完成变电站运行监视和控制任务，替代了变电站常规设备，简代了变电站二次接线，所以，降低了运行维护成本，提高了经济效益。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的方框示意图。
[0010]图2是主模块电气原理方框图。
[0011]图3是管理模块电气原理方框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述:
图1所示的综合自动化装置，包括由16位嵌入式87C196NT单片机构成的主模块1，设置有交流电流、电压信号变换器的输入模块2，包括驱动电路，分合闸控制，分合闸监视，防跳回路，控制电源监视电路的输出模块3，电源模块4和由嵌入式89C51RD+单片机构成的管理模块5 ;管理模块5经单片机串行通信与主模块I相连，输入模块2，输出模块3，电源模块4通过基板6与主模块I相连。
[0013]电源模块4是一个宽稳压、高抗干扰的板式开关稳压电源；外加工作电源220伏(交流或直流)经电源模块4变换成5伏、正负12伏、24伏低压直流电源，为装置内的单片机及接口电路提供电源。
[0014]管理模块5实质上是一个智能人机接口，以I/O方式接收键盘命令，驱动IXD显示及指示灯，实现人机对话；以串行通信方式与主模块I的单片机交换信息，图3。
[0015]工作原理:一、信号采样
a、模拟信号采样:由系统电压互感器、电流互感器送来的额定值为O?57.7 (100)伏和O?5安的交流电压、电流信号，经输入模块2上的电压、电流变换器隔离并变换成低电压信号后，送到多路A/D器转换器的各输入端。主模块I的87C196NT单片机在采样程序控制下启动A/D转换，将各模拟通道A/D转换结果读入单片机，图2。
[0016]b、开关量读入:各开关状态信号经主模块I上的接口电路和光电隔离后，由单片机高速读入。
[0017]C、频率信号读入:母线电压和线路电压经电压变换器变换成低电压信号后，再由过零比较器变换成方波信号，这两个方波信号由主模块I的单片机的高速计时入口读入，计下方波两相邻上升沿时间即为电压的周期，母线电压方波与周期电压方波上升沿间的时间差即为两电压的相位差。
[0018]二、信号处理
a、交流电流、电压信号的处理:经A/D转换得到的电流、电压采样值，经付氏变换后，可得到相应电流、电压的有效值及相位差。保护电流和电压供保护程序判别保护动作使用。电压及测量电流值，经角度补偿后，可求出有功功率P、无功功率Q、功率因数COScj5。将P、Q对时间积分可求出有功、无功电度。
[0019]b、开关状态信号处理:经高速读入的开关状态信号，经软件滤波后获得各开关状态及变位时间等信息。
[0020]C、频率信号处理:采样得到的各时间信号，经运算可得频率及相位差信号。
[0021]三、保护原理
a、线路保护:35千伏及以下电压等级的线路保护为电流、电压保护，根据采样获取的电流、电压信号的有效值、相位关系及保护整定值、保护配置来判别本线路或相邻线路是否发生危及本线路设备安全的故障。如已发生，则根据故障的严重程度，瞬时或延时发出动作命令，将故障部分切除，以保证系统及本线路设备的安全。
[0022]b、主变保护:根据主变高低压侧电流、电压的有效值、相位关系和主变瓦斯、温度等开关状态信号及保护整定值、保护配置，来判别主变自身是否发生故障以及系统是否发生危及主变安全运行的故障。如发生故障则发出动作命令，将主变由系统切除，以保证主变安全，防止主变损坏或使故障扩大。
[0023]C、电容保护:10千伏补偿电容也为电压、电流保护，根据采样获取的电压、电流有效值，判别电容是否有故障或系统运行参数会危及电容安全。如有故障则发出动作命令，将电容器由系统切除，以防损坏电容或使故障扩大。
[0024]d、配电变保护:对于Y/YQ接法的配电变或站用变，根据采样获得的原边电压、电流，原、付边零序电流及瓦斯、温度等信号，判别变压器本身是否发生故障，其付边外部是否短路或过负荷。如发生故障则根据故障严重程度，瞬时或延时断开原边断路器，将变压器由系统切除，以免损坏变压器或使变压器故障扩大。
[0025]e、电动机保护:根据采样获取的电动机电压、电源侧电流和零序电流等运行参数，判别电动机是否发生短路、过负荷、堵转和工作电压过低等故障或异常运行状态。如发生故障，则根据故障的严重程度，延时或瞬时将电动机切除，以保证电动机的安全。
[0026]f、电动机主保护:根据采样获取的电动机电压、电源侧及中性点电流、零序电压、零序电流、励磁电压、励磁电流等信息，判别电动机本身是否发生定子或转子绕组短路或接地，是否发生过负荷、失磁、励磁装置故障或失步等异常运行情况。如发生，则根据故障对电动机的危害程度，瞬时或延时分断电动机主断路器及励磁开关，以保证电动机的安全。
[0027]四、控制原理
本装置根据不同控制对象，分别设计有自动低周减载、小电流接地选线、过负荷报警及分闸、母线过压、电压互感器断线报警等自动控制功能。
[0028]各种控制功能的依据均是装置采集的系统运行电流、母线电压、零序电压、零序电流等参数来判别系统运行是否正常，设备是否有故障。如发生单相接地或电压互感器断线等故障，则先报警。单相接地时，经延时应切除接地线路。如系统运行参数参数超过允许范围，则发出报警信号，并可设置分闸；当运行参数恢复正常时，还可设置自动合闸以恢复供电。
【主权项】
1.一种综合自动化装置，其特征在于:包括由单片机构成的主模块，设置有交流电流、电压信号变换器的输入模块，包括驱动电路，分合闸控制，分合闸监视，防跳回路，控制电源监视电路的输出模块，电源模块和由单片机构成的管理模块；所述管理模块经单片机串行通信与所述主模块相连，所述输入模块，输出模块，电源模块通过基板与所述主模块相连。
2.根据权利要求1所述的综合自动化装置，其特征在于:所述主模块的单片机是16位嵌入式87C196NT单片机。
3.根据权利要求1或2所述的综合自动化装置，其特征在于:所述电源模块是开关稳压电源。
4.根据权利要求1或2所述的综合自动化装置，其特征在于:所述管理模块的单片机是嵌入式89C51RD+单片机。
【专利摘要】本发明公开了一种综合自动化装置，涉及电力系统控制设备技术领域；包括由单片机构成的主模块，设置有交流电流、电压信号变换器的输入模块，包括驱动电路，分合闸控制，分合闸监视，防跳回路，控制电源监视电路的输出模块，电源模块和由单片机构成的管理模块；所述管理模块经单片机串行通信与所述主模块相连，所述输入模块，输出模块，电源模块通过基板与所述主模块相连。它可以解决旧的小型变电站运行维护成本高，经济效益低的问题。
【IPC分类】H02J13-00, H02H7-26, H02H7-08, H02H7-16, H02H7-04
【公开号】CN104659908
【申请号】CN201410275169
【发明人】吴春刚
【申请人】吴春刚
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年6月19日