[实用新型]一种中小型发电机励磁综合控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电机组综合控制器，尤其是涉及中小型发电机励磁综合控制装置。

背景技术

根据调研和文献检索，目前国外发电机组自动控制系统主要采用“集成型”控制系统，“集成型”是基于可编程控制器(PLC)的功能分布的一种通用模式，其控制系统多数采用AD转换器加DSP高速通讯芯片技术，其技术成熟，但由于其价格比较高，在发展中国家推广有较大难度。我国大型发电机组的自动控制系统也基本上是采用“集成型”控制系统，一些科研院所和高校研究的多变量的线性、非线性最优综合控制器也都属“集成型”控制系统，如中国专利局2006年12月20日公开的专利号为200520123919.6“基于DSP芯片发电机励磁控制器的USB通讯装置”，该专利公开了一种基于DSP芯片的发电机励磁控制器USB通讯装置，其特征在于它是基于高性能控制芯片TMS32OF2812作为核心处理器，灵活方便的CH375作为USB通讯控制芯片，上位机功能完善丰富的应用软件作为其人机界面。该专利技术的优越性和技术效果在于利用高性能数字信号处理芯片实现各种复杂的发电机励磁控制规律，提高励磁系统的精度和速度，并通过灵活的USB接口和上位机功能完备的应用软件，实现丰富的通讯功能，包括：实现无遗漏的连续记录发电机中因各种断路故障而造成的系统振荡，系统频率突变以及系统动态过程的电流和电压变化；通过分析软件分析实时的电压电流曲线可以直接得出现有的工作状态的可靠性报告。但是，由于其采用线性、非线性复杂的计算程序，电路复杂，造价高，对于中小型水力发电机组不大适用。目前我国中小型发电站的励磁、周期、转速、调速器、及水位控制都是各自独立构成的一套独立系统的独立设备，还没有真正的综合控制装置，现有的励磁调节、调速器、准周期装置及其它装置都是分立设置，不但设备分散，接线复杂，体积大，元器件多，成本高，同时不便进行协调控制，不能达到最佳运行状态。

我国的水力资源丰富，数以万计的中小水电站遍布全国各地乡村，中小水电站的大力发展使我国几百个县实现了农村电气化。但中小水电站绝大多数都是处在偏避的山丘地带，十分需要远程自动化监控系统。而由于客观原因，我国中小水电站的运行管理人员的文化水平和技术水平一般都比较低，难以接受其操作和维护都相对比较复杂的自动化综合控制系统。我们认为，我国中小型水电站的综合自动化，重点不在于高性能，也不在于片面追求功能完善化；其重点应在于实现其基本的控制、操作、和保护的功能以及运行的安全和可靠性，也就是说关健是要确保其励磁调节，调速、机组保护、机组自动化控制以及其机组运行的可靠性和安全性。这也正是本专利申请技术当初研究的出发点和落脚点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于中小型水电站并能实现发电机的励磁调节，调速、故障判断和报警、通讯以及数字显示等功能的中小型发电机励磁综合控制装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种中小型发电机励磁综合控制器，含有单片机、液晶显示屏、ADE7758芯片，数据采样电路单元、开关输入电路单元、按鍵电路单元、开关输出电路单元，可控硅三相触发电路、励磁电流、励磁电压测量电路单元、通讯串口和设置值存贮电路单元；其数据采样电路单元含有三相电压互感器电路和电流互感器电路，并与ADE7758芯片相连，ADE7758芯片与单片机连接，按鍵电路单元、开关输入电路单元和开关输出电路单元分别与单片机相连，可控硅三相触发电路，励磁电流、励磁电压测量电路单元、通讯串口联接电路单元与单片机电连接。

本实用新型还具有如下特征：

数据采样电路单元，由发电机组的三相电压互感器PT、电流互感器CT输入至接线端，本装置电路中设置了一组三相精密小电压互感器PT和三相精密小电流互感器CT进行电路电磁隔离和参数变换，变换后的参数输入电量计ADE7758芯片，按设定的设置值，经该芯片内部程序运算后，由SPI接口与单片机通讯。将电能、电压、电流、频率和各相电压过零点以中断的方式传送给单片机。单片机据此计算出有功功率、无功功率、功率因数、触发角等各种电参数。

开关输入电路单元，是由电阻、发光二极管、光电耦合器连接的八个相同电路组成；开入电路闭合后，电压通过电阻，发光二极管，光电耦合器导通，光电耦合器A脚电位变零，信号输入单片机处理。

开关输出电路单元，是由的继电器、三极管、光电耦合器分别组成六个相同电路；低电平信号由单片机端口输出，经光电耦合器，三极管导通，继电器吸合，用于控制加减有功功率，报警信号，飞車制动等。