直流屏是如今电网系统的重要组成部分,是继电保护、主动设备和断路器等设备正确动作的基本确保。其稳定作业能对避免系统损坏、事端扩大和设备严重损坏至关重要。直流屏监控系统的首要监测直流屏的情况信息,一起与监控中心交流消息,控制直流屏的作业。这样,保护人员可以及时发现设备作业的不正常情况,及时处理,而不等其发展演变成事端。直流屏控制系统依据功用大致分为以下几个方面:(1)监控量的检测包括电池电压检测、电池温度、机壳内部温度检测、母线电压电流检测和交流电压检测;(2)母线绝缘检测和支路接地选线;(3)开关量输入输出,用于电铃报警、LED指示和电池活化等操作控制;(4)通讯。本文将偏重介绍控制系统各模块作业原理和系统整体规划。

监控量的检测

1.AD芯片的选择监控量可以分为两类:直流量检测包括电池电压检测、电池温度、机壳内部温度检测、母线电压电流检测;交流量电压检测,包括两路输入交流电压的检测。直流量改变速度慢,要求检测精度高所以选用∑-■型模数转化芯片。温度检测不需要太高精度,选用MSP430F149自带的AD进行检测,因为结束了并行搜集,所以使监控量的改写速度成倍增加。交流量搜集选用了专用的交流电压搜集芯片,不需要外接电压互感器,不但简化了电路规划,还大大降低了硬件本钱、提高了检测精度。

2.微处理器的选择本规划选用了TI公司所生产的MSP系列单片机MSP430F149。意图是应用其丰厚的接口资源和强壮的守时器功用,MSP430F149的功用特征如下:

(1)6个八位并行接口

(2)12位A/D转化器ADC。结束模仿设定功用

(3)守时器功用。TIMER-A3、TIMER-B7别离为带有3个和7个捕捉/比较寄存器的16位守时器,可以满足系统速度的设定及曲线守时的要求

(4)内置2KBRAM、60KB的FLASH。MSP430F149所提供的丰厚资源,外围硬件扩展只需做很少的作业,不只规划变得非常简略,并且该控制器体积小、可靠性高。

3.CPLD

因为所要搜集的量许多,所以必须用CPLD扩展MCU的I/O,结束采样通道地址、输入输出端口的扩展。一起CPLD内结束了两路SPI端口,别离与外部的两个AD芯片通讯,再并行传输给MSP430F149,大大减轻了MSP430F149的作业背负。CPLD选用Altera公司的MaxIIEPM240,其选用TQFP封装,可用I/O端口80个,兼容1.5/1.8/2.5/3.3V。具有240个逻辑单元,等效宏单元192个,内部近9000力逻辑门,系统资源非常丰厚,最大的I/O数为80个。

绝缘检测系统

1.几种检测办法的比较

现有检测直流屏接地电阻的办法首要有电桥法、交流信号注入法和直流漏电流法。电桥法的思路是,用直流系统正负极对地电阻和人为设置的两个电阻组成电桥,系统正常时,电桥平衡。当系统出现某一点接地时,电桥失去平衡,产生报警信号。该办法存在以下缺陷:正负极接地等效电阻平等下降或数值接近时,即便现已跨越报警鸿沟,设备也不动作;正负极接地等效电阻数值都很大,但差值较大时,设备会误报警。交流信号注入法又称低频信号法,选用守时在直流系统母线和大地之间注入低频交流信号,依据交流电流信号的流向查找接地问题来结束接地监测。此种办法具有受直流系统分布电容影响大、易受相近频率的交流信号干扰等缺陷,检测精度和灵敏度都不太抱负。直流漏电流检测法首要是通过检测直流系统支路对地直流不平衡电流,选择接地问题地点支路来进行接地监测。它无需向直流系统注入低频交流信号,因此不受直流系统分布电容的影响。但因漏电流较小,难以检测,严重约束了问题检测的精度和灵敏度。乒乓式变电桥检测的规划思维是:通过切换电桥两臂电阻值的巨细,使电桥没有一个固定的平衡点。通过检测不同情况下的电压,就可以计算出直流系统对地的绝缘电阻。避免了上述检测办法的不足之处。

2.乒乓式变电桥检测的规划通过两路隔绝开关芯片AQW214改动正负母线与机壳间的电阻。机壳对负母线的电压也随之改动。检测出不同情况下的机壳电压就可以依据公式推导出母线对机壳(大地)的绝缘电阻。

3.通讯部分通过RS485总线结束主监控与下位机的通讯,采用传输进程比较远、抗干扰才干比较强、易于结束光电隔绝的MAX485芯片传输数据。选用屏蔽双绞线衔接,线直接120Ψ的匹配电阻。用高速光电隔绝器件6N137结束电气隔绝。与监控工控机的衔接选用RS232总线,芯片也相同选用MAXIM公司生产的MAX232,相同选用屏蔽双绞线衔接。

4.本文规划了依据MSP430F149单片机和EPM240T100的直流屏电源监控与绝缘检测系统。因为合理优化了监控参数检测系统,一起选用了可靠性和准确度高的乒乓式变电桥检测法,使得本系统具有检测精度、实时性好、现场接线简略及本钱低一级长处。从现场作业情况来看,控制系统安稳可靠,功用参数优良,得到了用户的好评。