基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置的製作方法
2023-05-02 00:45:51 3
專利名稱：基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電力技術和設備,適用於3 35kV配電網，能夠有效解決同一個電網中有多套自動調諧消弧線圈的情況。當系統的運行方式發生變化時，多個控制器能夠協調控制，保證消弧線圈的補償電流處於最佳數值，同時避免消弧線圈誤動和頻繁調節。
背景技術：
隨著配電網的不斷發展，架空線路數量和長度不斷增加，並且電纜出線的比例越來越高，這些變化導致系統對地電容電流急劇增加。根據國家電網公司的相關標準，當電容電流超過一定範圍後必須安裝消弧線圈，補償系統的電容電流，防止出現弧光過電壓和弧光火災的發生。目前，隨著系統電容電流的增加，消弧線圈補償容量也不斷增大，在很多系統中出現了多個自動調諧式消弧線圈同時參與補償的情況。同時在配電網運行方式發生變化時，也經常出現多個自動調諧式消弧線圈並列運行的情況，這就帶來了自動調諧式消弧線圈協調控制的問題。在實際運行中，這個問題沒有得到很好的解決，並列運行的消弧線圈往往頻繁調節，甚至因此中性點電壓的長時間波動，影響了供電可靠性。自動調諧式消弧線圈協調控制的難點在於各裝置之間的互相通信，以及控制策略。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術上的不足，提供一種分布式消弧線圈控制器裝置。多個控制器通過光纖連接到光交換機上，進行實時通信，形成分布式控制系統。當系統的運行方式發生變化時，多個控制器能夠協調控制，保證消弧線圈的補償電流處於最佳數值，同時避免消弧線圈誤動和頻繁調節。本實用新型的技術方案如下:一種基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，包括多個消弧線圈控制器和一個光交換機；其特徵在於:所述多個消弧線圈控制器通過光纖連接到所述光交換機上，多個消弧線圈控制器之間通過光纖實時通信；所述光交換機安裝在主控室。所述消弧線圈控制器為嵌入式工控機。所述消弧線圈控制器包括模擬量變換器板卡、開關量輸入板卡、開關量輸出板卡、背板總線、嵌入式主板；所述模擬量變換器板卡連接消弧線圈電壓互感器、電流互感器的副邊模擬信號；所述開關量輸入板卡通過二次電纜連接消弧線圈調節開關的檔位信號；所述開關量輸出板卡通過二次電纜將消弧線圈調節開關的控制信號輸出至消弧線圈調節開關；[0014]所述消弧線圈控制器的模擬量變換器板卡、開關量輸入板卡、開關量輸出板卡均連接至背板總線上；所述消弧線圈控制器還分別通過串口線連接至自動化後臺，通過光纖乙太網連接至所述光交換機。所述裝置能夠有效解決同一個電網中有多套自動調諧消弧線圈的情況。在系統正常運行時，多個控制器通過光纖連接到光交換機上，進行實時通信，交換本地消弧線圈信息；多個控制器能夠實時監控系統運行情況，當系統運行方式改變時，多個控制器協調控制，具體措施是:將預調式消弧線圈閉鎖，將隨調式消弧線圈調節至運行方式變化前的狀態，然後通過一臺消弧線圈計算系統電容電流，最後將電容電流按比例分配給所有消弧線圈；當系統發生單相接地短路故障，多個控制器迅速控制各自消弧線圈投入指定容量，以補償系統接地容性電流。本實用新型的優點如下:1、本裝置能夠有效解決同一個電網中有多套自動調諧消弧線圈的情況。保證消弧線圈的補償電流始終處於最佳數值，同時避免消弧線圈誤動和頻繁調節2、所述控制器為嵌入式工控機，可控制多種形式的消弧線圈，並且其通信方式為光纖乙太網，便於多機互聯通信。3、多個控制器採用光纖乙太網通信，信號傳輸實容量大、衰減小、實時性好、抗幹擾能力強。
圖1是本實用新型的分布式消弧線圈控制器裝置結構示意圖；圖2是分布式消弧線圈控制器裝置中的消弧線圈控制器原理圖；圖3是光纖乙太網功能原理圖。
具體實施方式
下面結合說明書如圖，通過具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。本實用新型提出的一種基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，其原理是多個控制器通過光纖連接到光交換機上，進行實時通信，形成分布式控制系統。當系統的運行方式發生變化時，多個控制器能夠協調控制，保證消弧線圈的補償電流處於最佳數值，同時避免消弧線圈誤動和頻繁調節。在系統正常運行時，多個控制器通過光纖連接到光交換機上，進行實時通信，交換本地消弧線圈信息；多個控制器能夠實時監控系統運行情況，當系統運行方式改變時，多個控制器協調控制，具體措施是:將預調式消弧線圈閉鎖，將隨調式消弧線圈調節至運行方式變化前的狀態，然後通過一臺消弧線圈計算系統電容電流，最後將電容電流按比例分配給所有消弧線圈；當系統發生單相接地短路故障，多個控制器迅速控制各自消弧線圈投入指定容量，以補償系統接地容性電流。本實用新型結構示意圖如圖1所示，Al An是消弧線圈控制器，可控制任意型號消弧線圈Cl Cn，控制器與消弧線圈之間通過二次電纜連接，控制器可以實時採集消弧線圈的信息並且對消弧線圈進行控制。B為光交換機，用於連接所有的控制器，光交換機的速度為1000M，完全滿足現場的通信要求。在系統正常運行時，多個控制器通過光纖連接到光交換機上，進行實時通信，交換本地消弧線圈信息；多個控制器能夠實時監控系統運行情況，當系統運行方式改變時，多個控制器協調控制，具體措施是:將預調式消弧線圈閉鎖，將隨調式消弧線圈調節至運行方式變化前的狀態，然後通過一臺消弧線圈計算系統電容電流，最後將電容電流按比例分配給所有消弧線圈；當系統發生單相接地短路故障，多個控制器迅速控制各自消弧線圈投入指定容量，以補償系統接地容性電流。控制器的原理圖如圖2所示，控制器的所有板卡都連接在背板B上。通過二次電纜將消弧線圈電流互感器CT和電壓互感器PT的副邊模擬信號接入控制器裝置的模擬量變換器板卡Kl。Al、A2表示板卡上的變換器，能夠將電壓和電流轉變為-5V與+5V之間的低壓模擬量信號，該模擬量進入嵌入式主板K4後首先進行低通濾波，然後經過AD轉換後變為數位訊號。通過二次電纜將消弧線圈調節開關C的檔位信號接入控制器裝置的開關量輸入板卡K3，DI1至DIn表示開關量輸入轉換單元。CPU對數位訊號進行計算，在正常情況下計算出電容電流。通過二次電纜將消弧線圈調節開關C的控制信號接入控制器裝置的開關量輸出板卡K2，DOl至DOn表示DO輸出板卡K2上的繼電器單元。電容電流及選線結果由液晶漢字化顯示，或者通過串口上傳到自動化後臺D。控制器通過光纖乙太網與光纖交換機B連接，向其他控制器發送自己的信息，並且接收其他控制器的數據，實現協調控制算法。光纖乙太網功能原理如圖3所示，光纖乙太網由乙太網控制晶片CS8900A、10BASE-FX轉換晶片IP113A、光纖收發晶片AFBR5803構成，CS8900A通過數據總線、地址總線、控制總線連接到CPU。IP113A是把10BASE-T信號轉換成光纖信號，該信號通過AFBR5803光纖收發模塊實現收發，AFBR5803的發射與接收接入光纖網絡。
權利要求1.一種基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，包括多個消弧線圈控制器和一個光交換機；其特徵在於: 所述多個消弧線圈控制器通過光纖連接到所述光交換機上，多個消弧線圈控制器之間通過光纖實時通信； 所述光交換機安裝在主控室。
2.根據權利要求1所述的基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，其特徵在於: 所述消弧線圈控制器為嵌入式工控機。
3.根據權利要求1所述的基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，其特徵在於: 所述消弧線圈控制器裝置採用光纖乙太網通信。
4.根據權利要求1所述的分布式消弧線圈控制器裝置，其特徵在於: 所述消弧線圈控制器包括模擬量變換器板卡、開關量輸入板卡、開關量輸出板卡、背板總線、嵌入式主板； 所述模擬量變換器板卡連接消弧線圈電壓互感器、電流互感器的副邊模擬信號； 所述開關量輸入板卡通過二次電纜連接消弧線圈調節開關的檔位信號； 所述開關量輸出板卡通過二次電纜將消弧線圈調節開關的控制信號輸出至消弧線圈調節開關； 所述消弧線圈控制器的模擬量變換器板卡、開關量輸入板卡、開關量輸出板卡、嵌入式主板均連接至背板總線上； 所述消弧線圈主控制器還分別通過串口線連接至自動化後臺，通過光纖乙太網連接至所述光交換機。
專利摘要本實用新型公開了一種基於光纖通信的分布式消弧線圈控制器裝置，由多個控制器和光交換機組成，所述多個消弧線圈控制器通過光纖連接到所述光交換機上，多個消弧線圈控制器之間通過光纖實時通信；所述光交換機安裝在主控室。當系統的運行方式發生變化時，多個控制器能夠協調控制，保證消弧線圈的補償電流處於最佳數值，同時避免消弧線圈誤動和頻繁調節。本實用新型能夠有效解決同一個電網中有多套自動調諧消弧線圈的情況。
文檔編號H02H9/08GK203014374SQ201220647550
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者齊鄭, 蔡志偉, 肖思昌, 李硯, 蔡博 申請人:華北電力大學, 北京丹華昊博電力科技有限公司