專利名稱：一種手自一體同期裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電力系統中斷路器同期并列的自動控制裝置，尤 其是涉及一種手自 一體同期裝置
背景技術：
同期并列是電力系統中經常進行的一項重要操作。擔當這一重任的設備是 同期裝置，在發(fā)電廠它能控制發(fā)電機快速滿足同期條件，從而實現準確、安全
并網；在變電所，它能實現系統并列運行，提高系統的穩(wěn)定、可靠運行及線路 負荷的合理、經濟分配。
最早的時候，發(fā)電機并網合閘依靠操作人員手動進行，為了尋找合閘瞬間， 常采用同期指示裝置。上世紀八十年代出現了第 一代自動準同期裝置一 一模擬 式自動準同期裝置，它采用分立晶體管元件搭建硬件電路，對同期條件進行檢 測和處理。隨著微處理器的誕生，出現了第二代自動準同期裝置一一微機式自 動準同期裝置，它提高并網速度和可靠性的同時，大大提高了合閘準確度。
目前發(fā)電廠和變電站同期屏拒一般配置為微機式自動準同期裝置和同步閉鎖繼 電器加手動同期把手，系統接線復雜，給調試人員帶來很大的困難。
發(fā)明內容
1、發(fā)明目的
本實用新型的目的在于提供一種手動和自動于一體的同期裝置。既可單獨配置為自動同期裝置或手動同期裝置完成同期功能，又可以雙重冗余配置。
2、技術方案
本實用新型所采用的技術方案是，采用了雙CPU設計即DSP+MCU的方式。前 者作為裝置的主CPU,其任務是采樣，識別、調節(jié)和捕捉同期。后者是裝置的輔 CPU,承擔了人機交互、通信和閉鎖同期的功能。雙CPU之間通過RS-232串口通 訊，DSP將釆集到的數據和同期時的狀態(tài)等信息通過串口發(fā)送給MCU, MCU將這些 信息用于LCD顯示，或以通信的方式發(fā)送出去。同時，MCU也有獨立的通道采集 頻率和相角差，對同期進行閉鎖。
本實用新型的方案具體為，包括電源系統、DSP系統、MCU系統、中文液晶 顯示模塊LCD、按鍵、電子相位表、狀態(tài)指示燈、電壓采集回路、頻率及相角差 測量回路、開關量輸入回路、繼電器輸出回路以及串口通訊回路。
(1) 電源系統為裝置其它回路提供所需要的5V、 土15V以及24V電源。
(2) DSP系統是裝置的核心處理單元，由DSP、 SRAM和CPLD組成，用于完成開 關量信號的識別，電壓、頻率、相角差的測量，捕捉同期點，完成相應開出信 號并提供輸出指示燈。
(3) MCU系統完成人機接口方面的任務和相角閉鎖，由MCU、 FLASH、 SRAM、地 址鎖存器、地址譯碼器組成。通過串行通訊接口和DSP系統進行數據交換；接 收按鍵信息，進行相位表和液晶顯示。
(4 )電壓采集回路將輸入的電壓信號轉換為DSP內置A/D可以接受的模擬量信號 (0 - 3V)送到DSP內置A/D進行釆集，由A/D轉換為數字量給DSP讀取。
(5 )頻率及相角差測量回路將輸入的電壓信號轉換為用于頻率測量的方波信 號，該方波信號進入DSP和MCU的定時計數器，DSP通過定時器捕捉上升沿時刻計算出頻率和相角差。
(6) 開關量輸入回路
不同的斷路器進行同期時只是對應不同的參數，這些參數包括斷路器類型、 合間導前時間、允許頻差、允許壓差、調頻以及調壓因子、相角以及幅值補償 等參數，因此，裝置^:置了16個開關量信號用于選擇不同的同期對象。另外， 裝置設置了啟動同期、無壓使能、斷路器輔助節(jié)點開入信號用于對同期條件進 行判斷。
(7) 繼電器輸出回3各 繼電器輸出回路是對發(fā)電機進行控制的輸出信號出口電路，它包括增速、
減速、升壓、降壓、合閘等輸出信號。硬件上合閘開出實行合閘使能和合閘開 出相與，確保了合閘的可靠性。
調頻和調壓開出采用傳統的PID調節(jié)方式輸出，調節(jié)脈寬與頻差和壓差大小 成正比。
(8) 串口通訊回i 各
前置RS-232串口可以進行參數的設置以及錄波輸出，后置RS-485串口可以 實現裝置與上位^/L的通訊，以實現同期裝置的遠程監(jiān)4見。
(9) 電子相位表
MCU系統根據兩側輸入電壓信號的相角差進行電子式相位表顯示，為運行人 員進行同期合閘提供指示。
(10) 狀態(tài)指示燈
面板設置了8個LED指示燈，包括DSP運行燈、合閘燈、失敗燈、故障燈、加 速燈、減速燈、升壓燈、降壓燈。3、有益效果
提高系統的可靠性，同時接線簡單，調試方便。


附圖為本實用新型的示意圖
具體實施方式
裝置可以設置為自動或手動同期方式。
(-)自動同期方式下，啟動開入信號用于啟動自動同期。同期裝置按照自動 準同期的程序完成同期過程。 (1)讀取對象開入信號選擇相應對象的同期參數；
(2 )利用DSP內置12位高精度AD采用付式算法計算兩側輸入電壓信號的幅值。 由于發(fā)電機側電壓的頻率變化較大，因此采用自動跟蹤頻率同步控制交流采樣 技術計算發(fā)電機側電壓。
(3) 利用DSP定時器捕捉功能檢測由頻率及相角差測量回路產生的方波信號的 相鄰兩上升沿時刻，計算兩側輸入電壓的頻率和相角差。
(4) 當電壓和頻率不滿足同期條件時，DSP根據壓差和頻差大小調節(jié)發(fā)電機電 壓和頻率快速、平穩(wěn)地滿足并網條件。
(5) 當電壓和頻率滿足同期條件時，DSP根據采集的相角差和導前時間預測最 佳合閘時刻，并發(fā)出合閘脈沖。
仁)手動同期方式下，啟動開入信號用于啟動手動同期。 DSP系統4艮據兩側輸入電壓信號的幅值和頻率進行判斷是否允許合閘。若電 壓信號滿足同期要求，合閘1開出，否則不開出，同時對電壓和頻率進行調節(jié)指示。MCU系統根據兩側輸入電壓信號的相角差進行判斷，當相角差在閉鎖角范 圍內時，合閘2開出，否則不開出。這樣確保運行人員根據面板電子式相位表 進行手動合閘時不會出現誤合閘的情況。
權利要求1、一種手自一體同期裝置，包括電源系統、中文液晶顯示模塊LCD、按鍵、電子相位表、狀態(tài)指示燈、電壓采集回路、頻率及相角差測量回路、開關量輸入回路、繼電器輸出回路以及串口通訊回路，其特征在于，還同時包括DSP系統和MCU系統。
2、 根據權利要求1所述的一種手自一體同期裝置，其特征在于，所述的DSP 系統由DSP、 SRAM和CPLD組成；所述的MCU系統由MCU、 FLASH、 SRAM、地址鎖 存器、地址譯碼器組成。
專利摘要本實用新型公開了一種手自一體同期裝置，既可單獨配置為自動同期裝置或手動同期裝置完成同期功能，又可以雙重冗余配置。本實用新型采用的技術方案為，包括電源系統、中文液晶顯示模塊LCD、按鍵、電子相位表、狀態(tài)指示燈、電壓采集回路、頻率及相角差測量回路、開關量輸入回路、繼電器輸出回路以及串口通訊回路，還同時包括DSP系統和MCU系統。
文檔編號H02J3/38GK201256299SQ20082004225
公開日2009年6月10日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權日2008年7月29日
發(fā)明者偉 王, 涌 趙, 趙雪飛 申請人:國網電力科學研究院;南京南瑞自動控制有限公司