快速投切电容电抗器自动装置制造方法
【专利摘要】一种快速投切电容电抗器自动装置，包括第一层机箱、第二层机箱；所述第一层机箱与第二层机箱通过光纤相互连接；所述第一层机箱包括第一电源装置、第一DSP装置、第二DSP装置、单片机；所述第二DSP装置与所述第一DSP装置以及所述单片机相连接；所述第二层机箱包括第二电源装置、电压模拟量采集电路、开关输入量采集电路、开关输出量采集电路、第三DSP装置；所述第三DSP装置与所述开关输入量采集电路、所述开关输出量采集电路以及所述电压模拟量采集电路相连接。根据本实用新型方案，能够实现暂态和静态电压稳定控制，不但成本较低，而且能兼顾数字化变电站和常规变电站的通用性，能适应任意母线接线方式和任意母线运行方式。
【专利说明】快速投切电容电抗器自动装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电力自动化技术控制领域，特别是涉及一种快速投切电容电抗器自动装置。
【背景技术】
[0002]电压稳定是电力系统安全稳定运行的前提。目前主要是通过对无功功率元器件的控制来实现动态和静态的无功平衡，进而实现暂态和静态电压的稳定，例如，将STATCOM(Static Synchronous Compensator,静止同步补偿器)设备并联于电网中，相当于一个可控的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，实现对电网的动态无功补偿。
[0003]然而，使用STATCOM等无功补偿设备来实现动态和静态的无功平衡，需要的设备投资较多，对变电站占地面积也有相当高的要求。而现有的无功补偿设备控制装置投切电容电抗器的时间长，并不能同时支持常规采样和数字化采样，无法适应任意母线接线方式和任意母线运行方式，也无法实现区域协调控制。
实用新型内容
[0004]基于此，有必要针对【背景技术】中使用现有的无功功率补偿设备费用较大、空间占地面积大、适用范围比较窄的问题，提供一种快速投切电容电抗器自动装置，能够实现暂态和静态电压稳定控制，且成本低，能兼顾数字化变电站与常规变电站的通用性，能适应任意母线接线方式和任意母线运行方式。
[0005]为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下:
[0006]一种快速投切电容电抗器自动装置，包括第一层机箱、第二层机箱；所述第一层机箱与第二层机箱通过光纤相互连接；
[0007]所述第一层机箱包括第一电源装置、第一DSP(digital signal processor,信号处理器)装置、第二 DSP装置、单片机；所述第二 DSP装置与所述第一 DSP装置以及所述单片机相连接；
[0008]所述第二层机箱包括第二电源装置、电压模拟量采集电路、开关输入量采集电路、开关输出量采集电路、第三DSP装置；所述第三DSP装置与所述开关输入量采集电路、所述开关输出量采集电路以及所述电压模拟量采集电路相连接。
[0009]根据该快速投切电容电抗器自动装置，所述第二层机箱通过电压模拟量采集电路、开关输入量采集电路以及开关输出量采集电路采集电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量；然后将采集到的电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量通过第三DSP装置转换成数字信息并发送到所述第一层机箱的第二 DSP装置；进而第一层机箱的第一 DSP装置对第二DSP装置接收到的数字信息进行处理，并将处理命令信息通过第二 DSP装置发送到第二层机箱的第三DSP装置，由所述第三DSP装置执行命令，进而实现暂态和静态电压稳定控制；而且该快速投切电容电抗器自动装置成本低，还能适应任意母线接线方式和任意母线运行方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第一实施例结构图；
[0011]图2为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第一 DSP装置结构图；
[0012]图3为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第二 DSP装置结构图；
[0013]图4为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第三DSP装置结构图；
[0014]图5为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第二实施例结构图。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
[0016]请参阅图1，为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第一实施例结构图；
[0017]一种快速投切电容电抗器自动装置，包括第一层机箱10、第二层机箱20 ;所述第一层机箱10与第二层机箱20通过光纤相互连接；
[0018]所述第一层机箱包括第一电源装置101、第一 DSP装置102、第二 DSP装置103、单片机104 ;所述第二 DSP装置103与所述第一 DSP装置102以及所述单片机104相连接；
[0019]所述第二层机箱20包括第二电源装置201、电压模拟量采集电路202、开关输入量采集电路203、开关输出量采集电路204、第三DSP装置205 ;所述第三DSP装置205与所述开关输入量采集电路203、所述开关输出量采集电路204以及所述电压模拟量采集电路202相连接。
[0020]具体地，所述单片机104可以是型号为MPC5200的单片机，采用现有的暂态和静态电压稳定控制方法进行电压跌落的智能判别与电容电抗器的优选投切；所述第一层机箱10与第二层机箱20通过光纤以现有的通讯EC61850-9-1或IEC61850-9-2规约进行相互连接
[0021]在一个实施例中，请参阅图2，为本实用新型电抗器自动投切装置第一 DSP装置结构图:所述第一 DSP装置102包括存储器1021、第一 DSP芯片1022、第一 FPGA (Field —Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片1023 ;所述存储器1021、第一 DSP芯片1022、第一 FPGA芯片1023依次相连接。
[0022]具体地，所述第一 DSP芯片1022可以是型号为ADSP-BF548的DSP芯片，所述第一FPGA芯片1023可以是型号为EP2C8Q208的FPGA芯片。
[0023]在一个实施例中，请参阅图3，为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第二DSP装置结构图:所述第二 DSP装置103包括第一光纤收发器1031、第二 DSP芯片1032、第二 FPGA芯片1033 ;所述第一光纤收发器1031、第二 DSP芯片1032、第二 FPGA芯片1033依次相连接。
[0024]具体地，所述第一光纤收发器1031可以是型号为AFBR5803ATZ的光纤收发器，所述第二 DSP芯片1032可以是型号为ADSP-BF548的DSP芯片，所述第二 FPGA芯片1033可以是型号为EP2C8Q208的FPGA芯片。
[0025]在一个实施例中，请参阅图4为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第三DSP装置结构图:所述第三DSP模块205包括DB端子(接线端子)2051、运算放大器2052、AD (模数转换)转换器2053、第三DSP芯片2054、第三FPGA芯片2055、第二光纤收发器2056 ;所述DB端子2051、运算放大器2052、AD转换器2053、第三DSP芯片2054、第三FPGA芯片2055、第二光纤收发器2056依次相连接。
[0026]具体地，所述DB端子2051可以是型号为DB15的DB端子，所述AD转换器2053可以是型号为AD7656的AD转换器，所述第三DSP芯片2054可以是型号为ADSP-BF534的DSP芯片，所述第三FPGA芯片2055可以是型号为EP2C8Q208的FPGA芯片，所述第二光纤收发器2056可以是型号为HFBR2416的光纤收发器。
[0027]所述第二层机20箱通过电压模拟量采集电路202、开关输入量采集电路203以及开关输出量米集电路204米集电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量；然后将采集到的电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量通过第三DSP装置205转换成数字信息并发送到所述第一层机箱10的第二 DSP装置103 ;进而第一层机箱10的第一 DSP装置102对第二 DSP装置103接收到的数字信息进行处理，并将处理命令信息通过第二 DSP装置103发送到第二层机箱20的第三DSP装置205，由所述第三DSP装置205执行命令，进而实现暂态和静态电压稳定控制；其中，在上述过程中，所述单片机104采用现有的暂态和静态电压稳定控制方法进行参数控制。
[0028]较优地，请参阅图5，为本实用新型快速投切电容电抗器自动装置第二实施例结构图；还包括设置在第一层机箱10的人机交互接口装置105 ;所述人机交互接口装置105与所述单片机104相连接。
[0029]通过设置在第一层机箱10的人机交互接口装置105将变电站的运行电压与电容电抗器投切信息提供给工程人员，方便查看。
[0030]为了进一步说明本实用新型的快速投切电容电抗器自动装置是如何实现暂态和静态电压稳定控制，下面将本快速投切电容电抗器自动装置应用到常规变电站以及数字化变电站为例进行详细说明:
[0031]在应用到常规变电站时，所述第二层机箱20通过电压模拟量采集电路202、开关输入量采集电路203以及开关输出量采集电路204采集变电站的电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量；再将变电站的电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量经过所述第三DSP装置205的DB端子2051以及运算放大器2052进行预处理后，通过AD转换器2053转换成数字信息并通过第二光纤收发器2056发送到所述第一层机箱10的第二 DSP装置103的第一光纤收发器1031 ;进而第一层机箱10的第一 DSP装置102对第二 DSP装置103接收到的数字信息进行处理，并将处理命令信息通过第二 DSP装置103的第一光纤收发器1031发送到第二层机箱20的第三DSP装置205，由所述第三DSP装置205将处理命令信息转换成继电器执行命令进行执行，实现电容电抗器的优选投切，从而实现暂态和静态电压稳定控制。
[0032]在应用到数字化变电站时，所述第一层机箱10的第二 DSP装置103直接通过光纤接入数字化变电站的SV(采样值控制与传输模型)网络以及GOOSE(面向通用对象的变电站事件控制模型)网络，通过SV网络以及GOOSE网络获取数字化变电站的电压模拟量、电容电抗器运行工况开关输入量以及电容电抗器运行工况开关输出量的总运行数字信息，进而由第一 DSP装置102对第二 DSP装置103接收到的总运行数字信息进行处理，并将处理命令信息通过第二 DSP装置103的第一光纤收发器1031反馈到SV网络以及GOOSE网络，进而实现暂态和静态电压稳定控制。进一步地，还可以通过光纤接入其他变电站进行连接通信，实现区域协同控制暂态和静态电压稳定。
[0033]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种快速投切电容电抗器自动装置,其特征在于,包括第一层机箱、第二层机箱；所述第一层机箱与第二层机箱通过光纤相互连接； 所述第一层机箱包括第一电源装置、第一 DSP装置、第二 DSP装置、单片机；所述第二DSP装置与所述第一 DSP装置以及所述单片机相连接； 所述第二层机箱包括第二电源装置、电压模拟量采集电路、开关输入量采集电路、开关输出量采集电路、第三DSP装置；所述第三DSP装置与所述开关输入量采集电路、所述开关输出量采集电路以及所述电压模拟量采集电路相连接。
2.根据权利要求1所述的快速投切电容电抗器自动装置，其特征在于，所述第一DSP装置包括存储器、第一 DSP芯片、第一 FPGA芯片；所述存储器、第一 DSP芯片、第一 FPGA芯片依次相连接。
3.根据权利要求1所述的快速投切电容电抗器自动装置，其特征在于，所述第二DSP装置包括第一光纤收发器、第二 DSP芯片、第二 FPGA芯片；所述光纤收发器、第二 DSP芯片、第二 FPGA芯片依次相连接。
4.根据权利要求1所述的快速投切电容电抗器自动装置，其特征在于，所述第三DSP模块包括DB端子、运算放大器、AD转换器、第三DSP芯片、第三FPGA芯片、第二光纤收发器；所述DB端子、运算放大器、AD转换器、第三DSP芯片、第三FPGA芯片、第二光纤收发器依次相连接。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的快速投切电容电抗器自动装置，其特征在于，还包括设置在第一层机箱的人机交互接口装置；所述人机交互接口装置与所述单片机相连接。
【文档编号】H02J3/18GK204144954SQ201420489083
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】叶萌, 王珂, 王斐, 苏寅生, 李智欢, 蔡莹, 劳志烜, 王良, 任祖怡, 夏尚学 申请人:广州供电局有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司