專利名稱：抽水蓄能電站靜止變頻啟動機端頻率和電壓檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種抽水蓄能電站靜止變頻啟動頻率和電壓檢測裝置，用于控制 抽水蓄能電站靜止變頻啟動。
背景技術(shù)：
目前，在世界各國，抽水蓄能電站一般都將靜止變頻啟動作為首選的啟動方式，在 抽水蓄能電站自動控制系統(tǒng)及成套設(shè)備中，靜止變頻器為其中的關(guān)鍵啟動設(shè)備，對于保證 大型抽水蓄能機組的快速可靠啟動和抽水蓄能電站的穩(wěn)定運行具有重要意義。長期以來， 我國大型抽水蓄能電站控制系統(tǒng)設(shè)備一般采用與主機捆綁招標的方式從國外引進，國內(nèi)的 研究單位和設(shè)備廠商參與甚少。因此，國內(nèi)在此方面的研究很少，尤其在抽水蓄能電站靜止 變頻啟動控制這一核心技術(shù)方面，國內(nèi)尚無文獻對此進行深入研究。
發(fā)明內(nèi)容針對抽水蓄能電站靜止變頻啟動電機控制的要求，本實用新型提出一種分斷檢測 同步電機定子電壓的頻率和電壓電路，實現(xiàn)同步電機在低頻啟動過程中定子電流的控制。本實用新型框圖如圖1所示，包括中央處理模塊、開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模 塊、脈沖觸發(fā)模塊、以及電源模塊。所述開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊以 及電源模塊通過總線與中央處理模塊相連接。本實用新型中，中央處理模塊設(shè)置于主機板上，其包括通過數(shù)據(jù)總線和地址總線 連接的DSP芯片、FPGA芯片，所述主機板上還設(shè)置有與DSP芯片連接的RS232串口、RS485 串口、CAN通訊接口、隨機存取存儲器，以及與FPGA芯片連接的AD采樣模塊、緩沖器，AD采 樣模塊的模擬信號輸入端與模擬量轉(zhuǎn)換模塊的模擬量輸出端連接，所述緩沖器通過數(shù)據(jù)線 與開關(guān)量傳輸模塊連接。本實用新型中，開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊、擴展模塊、以及 電源模塊分別設(shè)置于開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板上，所述的主機板、 開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板安裝于底板上，所述底板具有4位地址 線、8位數(shù)據(jù)線，8位板件選擇線，10位芯片選擇線，分別用以區(qū)分開關(guān)量板、模擬量板、脈沖 光纖板、擴展板。本實用新型的有益效果在于能夠?qū)崿F(xiàn)同步電機在低頻啟動過程中定子電流的控 制。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2第一段測頻、測壓通道框圖；圖3第二段測頻、測壓通道框圖；圖4第三段測頻、測壓通道框圖。
具體實施方式
下面參照附圖并結(jié)合實例對本實用新型作進一步詳細描述。針對同步電機啟動時頻率較寬，從0. IHz到60Hz。在低頻時，定子電壓較低，無法 準確測量定子電壓的頻率和電壓，本裝置采用三段測頻電路來實現(xiàn)。測頻和測壓電路在模 擬量板上實現(xiàn)，測量功能在主機板上分別由DSP和FPGA實現(xiàn)。具體的測頻和測壓電路如下 所示。( 1)第一段測頻和測壓電路因為考慮到IHz以下，電壓互感器的輸出信號有畸變，所以在低頻段測頻采用霍 爾通道來測量，測量通道如附圖2所示。開關(guān)Kl采用歐姆龍的信號繼電器G5V-2-H1，霍爾 采用LEM公司的LV25-P/SP2，二階濾波電路采用有源二階濾波電路，放大器采用；放 大電路采用比例放大電路，運放采用0P07 ； —階濾波電路采用無源RC濾波電路；方波整形 電路采用滯回比較電路，運放采用IiC901 ；同步方波信號輸出采用74HC04反相器。測壓通道采用霍爾LV25-P/SP2檢測機端電壓；二階濾波電路采用有源二階濾波 電路，放大器采用0P^7。(2)第二段測頻和測壓電路采用星格電壓互感器SPT204A測量機端電壓，測量通道如圖3所示。二階濾波電路 采用有源二階濾波電路；放大器采用；放大電路采用比例放大電路，運放采用0P07 ； 一階濾波電路采用無源RC濾波電路；方波整形電路采用滯回比較電路，運放采用UC901 ； 同步方波信號輸出采用74HC04反相器。測壓通道采用星格電壓互感器SPT204A檢測機端電壓；二階濾波電路采用有源二 階濾波電路，放大器采用0P^7。(3)第三段測頻和測壓電路 采用星格電壓互感器SPT204A測量機端電壓，測量通道如圖4所示。二階濾波電路 采用有源二階濾波電路；放大器采用；放大電路采用比例放大電路，運放采用0P07 ； 一階濾波電路采用無源RC濾波電路；方波整形電路采用滯回比較電路，運放采用UC901 ； 同步方波信號輸出采用74HC04反相器。測壓通道采用星格電壓互感器SPT204A檢測機端電壓；二階濾波電路采用有源二 階濾波電路，放大器采用0P^7。第一步、交流220V、直流220V供電，交流交流220V、直流220V為互備電源，其中直 流220V為電廠的直流屏后備電源。由電源板輸出+15V、-15V、+5V電壓等級的電壓給其他 模塊使用。第二步、機側(cè)電壓互感器(PT)輸出的(T100V信號作為A、B、C三相輸入電壓。電 機啟動的時候(第一段頻率)，主機通過總線控制繼電器把開關(guān)Kl合上，用霍爾檢測低頻時 的機端電壓，通過處理器FPGA檢測A、B、C同步電壓的頻率，通過處理器DSP檢測機端電壓。第三步、電機啟動到中頻段(第二段頻率)，主機通過總線控制把繼電器開關(guān)斷開， 用電壓互感器檢測機端電壓，通過處理器FPGA檢測A、B、C同步電壓的頻率，通過處理器DSP 檢測機端電壓。在處理器中通過頻率的大小來選擇測頻通道。第四步、機啟動到中頻段(第三段頻率)，主機通過總線控制把繼電器開關(guān)斷開，用電壓互感器檢測機端電壓，通過處理器FPGA檢測A、B、C同步電壓的頻率，通過處理器DSP 檢測機端電壓。在處理器中選擇測頻通道。在處理器中通過頻率的大小來選擇測頻通道。
權(quán)利要求1.抽水蓄能電站靜止變頻啟動機端頻率和電壓檢測裝置，其特征在于，包括中央處理 模塊、開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊以及電源模塊，所述開關(guān)量傳輸模 塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊以及電源模塊通過總線與中央處理模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水蓄能電站靜止變頻啟動機端頻率和電壓檢測裝置，其 特征在于，中央處理模塊設(shè)置于主機板上，包括通過數(shù)據(jù)總線和地址總線連接的DSP芯片、 FPGA芯片，所述主機板上還設(shè)置有與DSP芯片連接的RS232串口、RS485串口、CAN通訊接 口、隨機存取存儲器，以及與FPGA芯片連接的AD采樣模塊、緩沖器，AD采樣模塊的模擬信 號輸入端與模擬量轉(zhuǎn)換模塊的模擬量輸出端連接，所述緩沖器通過數(shù)據(jù)線與開關(guān)量傳輸模 塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水蓄能電站靜止變頻啟動機端頻率和電壓檢測裝置，其特 征在于，開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊、擴展模塊、以及電源模塊分別設(shè) 置于開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板上，所述的主機板、開關(guān)量板、模擬 量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板安裝于底板上，所述底板具有4位地址線、8位數(shù)據(jù)線，8 位板件選擇線，10位芯片選擇線，分別用以區(qū)分開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板。
專利摘要抽水蓄能電站靜止變頻啟動機端頻率和電壓檢測裝置，開關(guān)量傳輸模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊、脈沖觸發(fā)模塊、擴展模塊、以及電源模塊分別設(shè)置于開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板上，所述的主機板、開關(guān)量板、模擬量板、脈沖光纖板、擴展板及電源板安裝于底板上。本實用新型的有益效果在于能夠?qū)崿F(xiàn)同步電機在低頻啟動過程中定子電流的控制。
文檔編號G01R19/00GK201854233SQ201020561019
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者付建忠, 俞斌, 劉華棟, 呂宏水, 吳福保, 李官軍, 楊波, 桑丙玉, 王德順, 陶以彬, 鞠建永, 馬志強 申請人:國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠, 國網(wǎng)電力科學研究院