[发明专利]一种发电机智能电气量变送装置

说明书

本发明公开了一种发电机智能电气量变送装置，由输入信号调理模块、信号采集与处理模块、发电机电参量输入输出模块、人机交互模块和双电源供电模块组成。该装置基于ARM高性能32位处理器平台，能够快速、精确测量出发电机的输出频率、有功功率、电压、电流等电参量信息，并将测得的电参量变送为4‑20mA电流信号，供发电机功率自动调节AGC系统和DCS系统实现自动稳定调节。本发明将测得的频率应用于电压信号采样，保证了发电机输出频率发生较大波动时，功率等其它电参量的精确测量与变送。本发明提高了电力系统电参量调节精度和稳定性，以及发电机组电气量变送的集成化、智能化，对保证火电机组的经济稳定运行具有积极作用。

技术领域

一种发电机智能电气量变送装置，本发明涉及发电机电气量测量技术领域，具体涉及一种发电机智能电气量变送装置。

背景技术

频率和功率等电参量是电力系统和电气设备的重要运行参数，它们的精确测量是电力系统和电气设备运行、监测、控制以及继电保护的基础，也是电力系统稳定运行控制和调节的基础。在频率调节方面，目前很多火电机组一次调频实际响应中经常出现调频幅值不足和迟滞问题，造成实际转速反馈偏差较大且迟延时间较长，同时频率信号也经常因为干扰出现偏差，这些导致火电机组因一次调频响应电网负荷的不足造成大范围考核事件时常发生。在功率调节方面，近几年来，由于发电机组并网、跳闸、变压器空载合闸、电力系统故障等原因导致功率变送器输出发生畸变，从而直接导致机组跳闸或自动化装置退出的事故时有发生。传统的模拟变送器，存在响应时间长、抗干扰能力差的缺点，而且传统的变送器由于无法提供暂态信息，严重影响电力系统的稳定性。目前市场上有单独测量频率的数字频率变送器和测量功率的数字功率变送器，这些变送器大多数功能单一、集成度底、大多无上位机数据记录与分析功能，而且频率变送器易受谐波影响，其测量精度(大于0.005Hz)和响应时间有待进一步提高；功率变送器由于没有单独的频率测量单元，在发电机输出频率波动后，因电压采样频率不能及时跟随发电机输出频率的变化，导致功率测量出现较大偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电机智能电气量变送装置,其集成度高(能实时测量和变送发电机各种电参量)、性能稳定且具有上位机数据分析功能，以解决上述不足。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种发电机智能电气量变送装置，由输入信号调理模块、信号采集与处理模块、发电机电参量输入输出模块、人机交互模块和双电源供电模块组成；所述的输入信号调理模块包括频率信号调理电路以及功率信号调理电路；所述频率信号调理电路和功率信号调理电路用于单独实现相应的信号调理功能且具备信号断线切换功能；所述的信号采集与处理模块用于输入信号采样、数字信号滤波与处理、模拟电压输出、开关量输出、RS232显示板通信、RS485上位机通信、IRIG-B码对时功能；所述的发电机电参量输入输出模块包括：电压转输出电流和输入电流转电压两部分，分别用于发电机调节系统给定值的输入和智能变送系统测量电参量的输出；所述的发电机电参量输入输出模块，提供2组共6路电参量信号输出功能和4路电参量信号输入功能，且所变送输出的电参量信号能根据用户需要自行设定；所述的人机交互模块包括：显示板人机交互和上位机人机交互两部分，显示板人机交互用于实时数据显示、系统参数设定、装置调试、测量校准、时间校准、输出设定功能；上位机人机交互用于实时数据显示、历史曲线、故障数据分析功能。

作为本发明进一步方案：所述频率信号调理电路是由滤波电路、过零比较电路、光耦隔离电路组成；所述功率信号调理电路将发电机二次侧输出的三相电流、电压信号经互感器、滤波电路转化为可供A/D转换的正弦信号。

作为本发明进一步方案：该装置采用双ARM的控制方式，主ARM芯片主要完成数据采集、处理、录波、开关量输出控制以及和主机进行数据交换；从ARM芯片主要完成实时数据显示、历史数据查询、故障报警等人机交互工作。

作为本发明进一步方案：所述的双电源供电模块为装置提供两路模拟5V、模拟-5V、数字5V、数字-5V、24V五个等级的电压信号，且两路电源相互独立，保证了系统在一路故障断电情况下继续运行。