变电站直流电源移动式微机检测设备

2011-06-09 15:01:54来源: 互联网

1    概述

    发电厂、变电站中的直流系统正常情况下给控制、保护电路供电,事故情况下,在交流电源全停时,要保证1~2h的供电时间,而且要求提供给直流母线的电压不低于额定值的90%。该备用容量由蓄电池组提供,蓄电池组的使用寿命和有效容量取决于充电机的技术指标(稳压精度、稳流精度、纹波系数)。在充电机长达10~20年的使用中,技术指标不可避免地会发生变化,严重时会造成蓄电池组充电容量不足,在变电站交流停电时,蓄电池组不能可靠地供电,而导致全站保护及开关拒动,造成主设备损坏、电网瓦解等重大事故。

    目前电力系统中运行的直流充电设备达到的技术指标,都是由生产厂家在设备出厂试验时提供的数据。现场检修维护人员因不具备相应的测试手段,难以确认设备的技术指标是否满足要求。而且随着运行时间的推移,设备的技术指标会发生偏移,典型的后果是因充电机指标下降,稳压、稳流、纹波系数超标,造成蓄电池失效,直接威胁电网的安全运行。

    因此,有必要研制一种采用微型计算机控制技术的检测设备,通过对充电机等被测设备的交流输入电压、输出负载按标准规定的设定值进行调节,同时检测装置自动进行采样计算,组成一个可移动的自动化检测系统,以便对直流电源设备的技术指标进行现场的全面测试。

2    总体方案

2.1    系统结构

    系统结构图如图1所示。

图1    系统结构图

2.2    技术指标

    三相交流输入电压    380V,50Hz;

    三相交流输出电压    342V、380V、418V;

    直流输出稳压时电流    0~50A;

    直流输出稳流时电压    180~300V;

    纹波峰峰值范围为    1.5~5.5V;

    测量精度

    测量稳压精度时,直流电压测量精度≤±0.5%,纹波电压精度≤±0.5%;

    测量稳流精度时,直流电流测量精度≤±0.5%。

3    主要技术问题及解决

3.1    采集精度

3.1.1    采集精度的要求

    电压、电流信号采集是本系统一切控制、测量及计算的基础,对充电机输出直流电压波形进行高速采集,且采集精度高,是该系统能否研制成功的关键。

3.1.2    保证采集精度的措施

    1)电流、电压采样元件选用高质量霍尔传感器,具有高波形保真率、快速响应,良好的电气隔离等特点。

    2)来自传感器的电压,电流信号经同相放大、有源滤波等模拟信号电路处理后,送至A/D转换器,转换后的数字量由数据总线送入中央处理器。由于A/D的时钟为工频整倍数,所以能抑制工频干扰。模拟信号处理电路选用高精度、低温度漂移系数、耐干扰性能好的器件组成。

    3)纹波电压信号经带通滤波、峰值保持等处理后,到高速A/DTLC2543进行模数转换,转换时间<10μs,转换后的数字量由数据总线送入中央处理器,进行处理。

3.2    抗干扰

    由于该监控系统工作于强电磁辐射环境,很容易受到各种干扰的影响。干扰一旦串入系统,轻则会引起误报,严重时就会导致整个系统瘫痪,甚至造成重大事故。为此,本系统从硬件和软件两方面考虑抗干扰措施,以保证监控系统的可靠运行。

3.2.1    硬件抗干扰措施

    1)光电隔离在输入和输出通道上,采用光电耦合器件进行信号隔离传输,这样一来可以较好地防止串模干扰,干扰单片机的正常工作。

    2)去耦电路在电源进线端加去耦电路,消除各类高频干扰。

    3)合理布置地线系统中的数字地与模拟地分开,最后在一点相连,避免了模拟信号对数字信号的干扰。

3.2.2    软件抗干扰措施

    1)利用可编程逻辑看门狗将单片机从死循环和跑飞状态中拉出,使单片机复位。

    2)对模拟量的采样和处理,采用数字滤波技术。

    3)采用指令冗余和软件陷阱,防止程序跑飞。

3.3    模块化结构

    为方便运输与搬运,交流调压装置及负载调整装置均设计为模块化组装结构。该系统由以下几个模块组成:

    1)交流调压模块;

    2)负载调整模块;

    3)检测(系统主机)模块。

[1] [2]

关键字:移动  检测设备

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0609/article_2649.html
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