专利名称：同期控制模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同期控制模块，更具体地说，涉及一种精度 高、可靠性好的同期控制模块。
背景技术：
同期控制模块是一种为线路投切和机组并网而设计的功能模块， 用于控制发电机和系统的同期并列。通过与系统配合连接，实现系统 的电压、频率和开关状态的检测，以及参数的设定与计算，从而实现 发电机和系统的同期并列操作。
发电机和系统的同期并列操作是电气运行最复杂、重要的一项操 作。国内外由于同期操作或同期装置、同期系统的问题发生非周期并 列的事例屡见不鲜，其后果是损坏发电机的定子绕组，甚至造成大轴
损坏等严重事故。另外，传统的准同期装置多为模拟式或8位单片机
数字式，使得产生调试困难、精度低等情况，难以适应现代电力系统 的发展。
实用新型内容
鉴于现有技术中的上述问题，本实用新型的目的是提供一种精度 高、可靠性好的自动同期控制模块。
为了实现上述目的，根据本实用新型的同期控制模块包括中央 处理器单元；存储单元，连接到所述中央处理器单元；逻辑控制单元， 与所述中央处理器单元相连，进行双向数据传输；第一输入处理单元， 其输入端接收交流电压输入信号，输出端连接到所述中央处理器单元； 第二输入处理单元，其输入端接收开关量输入信号，输出端连接到所 述逻辑控制单元；以及输出处理单元，其输入端连接到所述逻辑控制 单元，对来自所述逻辑控制单元的开关量输出信号进行处理后经其输出端输出。
另外，根据本实用新型的同期控制模块可进一步包括连接到所述 逻辑控制单元的电源与状态指示单元和连接到所述中央处理器单元的 通讯接口单元。
优选地，存储单元为EEPROM、 SRAM和FLASH中的一种或多种。 优选地，中央处理器单元采用16位嵌入式单片机。 优选地，逻辑控制单元采用超大规模可编程逻辑芯片。 根据本实用新型的同期控制模块具有很好的智能性，能自动检测
系统侧和对象侧的压差、频差和相差，通过计算自动发出指令，对发
电机的电压、频率进行调节， 一旦满足准同期条件，则能自动在适当
的时间发出合闸脉冲，使同期并列操作在最佳时机。
通过下面的详细描述，本实用新型的目的、特征和优点将变得更
加明显。
图l是根据本实用新型的同期控制模块一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在参照图1，本实用新型的同期控制模块以中央处理器单元为核 心，逻辑控制单元与中央处理器单元相连，可进行双向数据传输。由虚 线框示出的第一输入处理单元、第二输入处理单元和输出处理单元在中 央处理器单元和逻辑控制单元的控制下完成对电压输入信号、开关量输 入信号以及开关量输出信号的相应处理和输入/输出。
第一输入处理单元包括传感器、相位检测部件、运算放大器以及 A/D转换器(例如，ADS7824)。传感器感测来自现场PT的交流电压 信号(例如，4路PT信号)。相位检测部件连接于传感器和中央处理 器单元之间，检测由传感器输出的电压信号的相位，并将相位数据提供 给中央处理器单元。运算放大器连接于传感器和A/D转换器之间，将 来自传感器的信号调整放大后输出到A/D转换器。A/D转换器将来自运算放大器的模拟信号转换成数字信号，并将该数字信号输出到中央处 理器单元。
第二输入处理单元包括输入整形部件和光电隔离部件。输入整形部 件接收来自现场的开关量输入信号并对该信号整形，光电隔离部件连接 于输入整形部件和逻辑控制单元之间，整形后的开关量输入信号经光电 隔离部件提供到逻辑控制单元。从而有利于现场的输入和保护。
输出处理单元包括输出处理部件、光电MOS部件和继电器输出部
件。主要用于对输出进行处理、隔离和放大，以有利于现场的实际应用。 逻辑控制电路采用了超大规模集成电路芯片中的可编程逻辑芯片
(FPGA或CPLD)，例如CPLDXC95144。
存储单元可采用EEPROM、 FLASH、 SRAM中的一种或多种，用 于安装运行程序，存放定值，运行数据、事故记录等。
作为核心部分的中央处理器单元采用16位单片机，例如可采用 AMD公司的16位嵌入式单片机AMD188。来自现场PT的交流电压信 号经过隔离变换后，送入具有采样保持回路的A/D变换器变为数字信 号，再由中央处理器单元进行采样、有效值的计算，从而准确地测量出 系统侧和待并侧的同期参数。也就是精确地测量出两侧的电压、频率以 及相位差。另外，经由第二输入处理单元来检测同期操作的可实施条件， 并按中央处理器单元采样到的同期参数，通过输出处理单元对设备进行 同期参数的控制调整，直至满足同期点要求时进行同期并列操作。
此外，另外，根据本实用新型的同期控制模块还可包括电源与状态 指示单元以及通讯接口单元。电源与状态指示单元可以对AI状态、DI 状态、DO状态、电源/通讯以及电源转换(24V/5V)等状态作出指示。 通过通讯接口单元可以实现与上位机的通讯功能。
本实用新型的同期控制模块实现了电量参数的检测、相位差计算、 开关量的采集，并基于采集到的电参数和开关量，通过计算，自动发出 指令，对发电机的电压、频率进行调节， 一旦满足准同期条件，就能自 动地在适当的时间发出合闸脉冲，使同期并列操作在最佳时机。其精度 高且可靠性好，使得在电力系统并网中有着十分重要的作用，并取得了 很大的实用价值。
权利要求1.一种同期控制模块，其特征在于，包括中央处理器单元；存储单元，连接到所述中央处理器单元；逻辑控制单元，与所述中央处理器单元相连，进行双向数据传输；第一输入处理单元，其输入端接收交流电压输入信号，输出端连接到所述中央处理器单元；第二输入处理单元，其输入端接收开关量输入信号，输出端连接到所述逻辑控制单元；以及输出处理单元，其输入端连接到所述逻辑控制单元，对来自所述逻辑控制单元的开关量输出信号进行处理后经其输出端输出。
2. 根据权利要求1所述的同期控制模块，其特征在于，所述第一 输入处理单元包括传感器，感测来自现场的交流电压信号；相位检测部件，其输入端连接到所述传感器，输出端连接到所述中 央处理器单元，检测由所述传感器输出的电压信号的相位，并将相位数 据输出到所述中央处理器单元；运算放大器，其输入端连接到所述传感器，对接收到的信号进行放 大处理；以及A/D转换器，其输入端连接到所述运算放大器，输出端连接到所述 中央处理器，将来自所述运算放大器的模拟信号转换成数字信号，并将 该数字信号输出到所述中央处理器单元。
3. 根据权利要求2所述的同期控制模块，其特征在于，所述第二 输入处理单元包括输入整形部件和光电隔离部件，其中所述输入整形部件接收开关量输入信号并对该信号整形，所述光电隔离部件连接于所述 输入整形部件和所述逻辑控制单元之间，整形后的开关量输入信号经所 述光电隔离部件提供到所述逻辑控制单元。
4. 根据权利要求3所述的同期控制模块，其特征在于，所述输出 处理单元包括输出处理部件、光电MOS部件和继电器输出部件，其中 所述输出处理部件的输入端连接到所述逻辑控制单元，所述光电MOS 部件连接于所述输出处理部件和所述继电器输出部件之间，所述继电器 输出部件输出经处理后的开关量输出信号。
5. 根据权利要求1所述的同期控制模块，其特征在于，所述存储 单元为EEPROM、 SRAM和FLASH中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的同期控制模块，其特征在于，进一步包 括连接到所述逻辑控制单元的电源与状态指示单元。
7. 根据权利要求1所述的同期控制模块，其特征在于，进一步包 括连接到所述中央处理器单元的通讯接口单元。
8. 根据权利要求l-7中任一项所述的同期控制模块，其特征在于， 所述中央处理器单元为16位嵌入式单片机。
9. 根据权利要求l-7中任一项所述的同期控制模块，其特征在于， 所述逻辑控制单元采用超大规模可编程逻辑芯片。
专利摘要公开了一种同期控制模块，包括中央处理器单元；连接到中央处理器单元的存储单元；逻辑控制单元，与中央处理器单元相连，进行双向数据传输；第一输入处理单元，输入端接收交流电压输入信号，输出端连接到中央处理器单元；第二输入处理单元，输入端接收开关量输入信号，输出端连接到逻辑控制单元；输出处理单元，输入端连接到逻辑控制单元，处理来自逻辑控制单元的开关量输出信号并将其输出。中央处理器单元采用16位嵌入式单片机，逻辑控制单元采用超大规模可编程逻辑芯片。该同期控制模块能自动检测系统侧和对象侧的压差、频差和相差，并调节发电机的电压、频率，从而适时发出合闸脉冲，使同期并列操作在最佳时机，具有高精度和高可靠性。
文档编号H02J3/40GK201409002SQ20092007303
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者华 严, 李培植, 潘菊初 申请人:上海新华控制技术(集团)有限公司