專利名稱：同期控制模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同期控制模塊，更具體地說，涉及一種精度 高、可靠性好的同期控制模塊。
背景技術：
同期控制模塊是一種為線路投切和機組并網而設計的功能模塊， 用于控制發(fā)電機和系統(tǒng)的同期并列。通過與系統(tǒng)配合連接，實現(xiàn)系統(tǒng) 的電壓、頻率和開關狀態(tài)的檢測，以及參數(shù)的設定與計算，從而實現(xiàn) 發(fā)電機和系統(tǒng)的同期并列操作。
發(fā)電機和系統(tǒng)的同期并列操作是電氣運行最復雜、重要的一項操 作。國內外由于同期操作或同期裝置、同期系統(tǒng)的問題發(fā)生非周期并 列的事例屢見不鮮，其后果是損壞發(fā)電機的定子繞組，甚至造成大軸
損壞等嚴重事故。另外，傳統(tǒng)的準同期裝置多為模擬式或8位單片機
數(shù)字式，使得產生調試困難、精度低等情況，難以適應現(xiàn)代電力系統(tǒng) 的發(fā)展。

實用新型內容
鑒于現(xiàn)有技術中的上述問題，本實用新型的目的是提供一種精度 高、可靠性好的自動同期控制模塊。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的同期控制模塊包括中央 處理器單元；存儲單元，連接到所述中央處理器單元；邏輯控制單元， 與所述中央處理器單元相連，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸；第一輸入處理單元， 其輸入端接收交流電壓輸入信號，輸出端連接到所述中央處理器單元； 第二輸入處理單元，其輸入端接收開關量輸入信號，輸出端連接到所 述邏輯控制單元；以及輸出處理單元，其輸入端連接到所述邏輯控制 單元，對來自所述邏輯控制單元的開關量輸出信號進行處理后經其輸出端輸出。
另外，根據(jù)本實用新型的同期控制模塊可進一步包括連接到所述 邏輯控制單元的電源與狀態(tài)指示單元和連接到所述中央處理器單元的 通訊接口單元。
優(yōu)選地，存儲單元為EEPROM、 SRAM和FLASH中的一種或多種。 優(yōu)選地，中央處理器單元采用16位嵌入式單片機。 優(yōu)選地，邏輯控制單元采用超大規(guī)?？删幊踢壿嬓酒?。 根據(jù)本實用新型的同期控制模塊具有很好的智能性，能自動檢測
系統(tǒng)側和對象側的壓差、頻差和相差，通過計算自動發(fā)出指令，對發(fā)
電機的電壓、頻率進行調節(jié)， 一旦滿足準同期條件，則能自動在適當
的時間發(fā)出合閘脈沖，使同期并列操作在最佳時機。
通過下面的詳細描述，本實用新型的目的、特征和優(yōu)點將變得更
加明顯。


圖l是根據(jù)本實用新型的同期控制模塊一優(yōu)選實施例的結構示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參照圖1，本實用新型的同期控制模塊以中央處理器單元為核 心，邏輯控制單元與中央處理器單元相連，可進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。由虛 線框示出的第一輸入處理單元、第二輸入處理單元和輸出處理單元在中 央處理器單元和邏輯控制單元的控制下完成對電壓輸入信號、開關量輸 入信號以及開關量輸出信號的相應處理和輸入/輸出。
第一輸入處理單元包括傳感器、相位檢測部件、運算放大器以及 A/D轉換器(例如，ADS7824)。傳感器感測來自現(xiàn)場PT的交流電壓 信號(例如，4路PT信號)。相位檢測部件連接于傳感器和中央處理 器單元之間，檢測由傳感器輸出的電壓信號的相位，并將相位數(shù)據(jù)提供 給中央處理器單元。運算放大器連接于傳感器和A/D轉換器之間，將 來自傳感器的信號調整放大后輸出到A/D轉換器。A/D轉換器將來自運算放大器的模擬信號轉換成數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸出到中央處 理器單元。
第二輸入處理單元包括輸入整形部件和光電隔離部件。輸入整形部 件接收來自現(xiàn)場的開關量輸入信號并對該信號整形，光電隔離部件連接 于輸入整形部件和邏輯控制單元之間，整形后的開關量輸入信號經光電 隔離部件提供到邏輯控制單元。從而有利于現(xiàn)場的輸入和保護。
輸出處理單元包括輸出處理部件、光電MOS部件和繼電器輸出部
件。主要用于對輸出進行處理、隔離和放大，以有利于現(xiàn)場的實際應用。 邏輯控制電路采用了超大規(guī)模集成電路芯片中的可編程邏輯芯片
(FPGA或CPLD)，例如CPLDXC95144。
存儲單元可采用EEPROM、 FLASH、 SRAM中的一種或多種，用 于安裝運行程序，存放定值，運行數(shù)據(jù)、事故記錄等。
作為核心部分的中央處理器單元采用16位單片機，例如可采用 AMD公司的16位嵌入式單片機AMD188。來自現(xiàn)場PT的交流電壓信 號經過隔離變換后，送入具有采樣保持回路的A/D變換器變?yōu)閿?shù)字信 號，再由中央處理器單元進行采樣、有效值的計算，從而準確地測量出 系統(tǒng)側和待并側的同期參數(shù)。也就是精確地測量出兩側的電壓、頻率以 及相位差。另外，經由第二輸入處理單元來檢測同期操作的可實施條件， 并按中央處理器單元采樣到的同期參數(shù)，通過輸出處理單元對設備進行 同期參數(shù)的控制調整，直至滿足同期點要求時進行同期并列操作。
此外，另外，根據(jù)本實用新型的同期控制模塊還可包括電源與狀態(tài) 指示單元以及通訊接口單元。電源與狀態(tài)指示單元可以對AI狀態(tài)、DI 狀態(tài)、DO狀態(tài)、電源/通訊以及電源轉換(24V/5V)等狀態(tài)作出指示。 通過通訊接口單元可以實現(xiàn)與上位機的通訊功能。
本實用新型的同期控制模塊實現(xiàn)了電量參數(shù)的檢測、相位差計算、 開關量的采集，并基于采集到的電參數(shù)和開關量，通過計算，自動發(fā)出 指令，對發(fā)電機的電壓、頻率進行調節(jié)， 一旦滿足準同期條件，就能自 動地在適當?shù)臅r間發(fā)出合閘脈沖，使同期并列操作在最佳時機。其精度 高且可靠性好，使得在電力系統(tǒng)并網中有著十分重要的作用，并取得了 很大的實用價值。
權利要求1.一種同期控制模塊，其特征在于，包括中央處理器單元；存儲單元，連接到所述中央處理器單元；邏輯控制單元，與所述中央處理器單元相連，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸；第一輸入處理單元，其輸入端接收交流電壓輸入信號，輸出端連接到所述中央處理器單元；第二輸入處理單元，其輸入端接收開關量輸入信號，輸出端連接到所述邏輯控制單元；以及輸出處理單元，其輸入端連接到所述邏輯控制單元，對來自所述邏輯控制單元的開關量輸出信號進行處理后經其輸出端輸出。
2. 根據(jù)權利要求1所述的同期控制模塊，其特征在于，所述第一 輸入處理單元包括傳感器，感測來自現(xiàn)場的交流電壓信號；相位檢測部件，其輸入端連接到所述傳感器，輸出端連接到所述中 央處理器單元，檢測由所述傳感器輸出的電壓信號的相位，并將相位數(shù) 據(jù)輸出到所述中央處理器單元；運算放大器，其輸入端連接到所述傳感器，對接收到的信號進行放 大處理；以及A/D轉換器，其輸入端連接到所述運算放大器，輸出端連接到所述 中央處理器，將來自所述運算放大器的模擬信號轉換成數(shù)字信號，并將 該數(shù)字信號輸出到所述中央處理器單元。
3. 根據(jù)權利要求2所述的同期控制模塊，其特征在于，所述第二 輸入處理單元包括輸入整形部件和光電隔離部件，其中所述輸入整形部件接收開關量輸入信號并對該信號整形，所述光電隔離部件連接于所述 輸入整形部件和所述邏輯控制單元之間，整形后的開關量輸入信號經所 述光電隔離部件提供到所述邏輯控制單元。
4. 根據(jù)權利要求3所述的同期控制模塊，其特征在于，所述輸出 處理單元包括輸出處理部件、光電MOS部件和繼電器輸出部件，其中 所述輸出處理部件的輸入端連接到所述邏輯控制單元，所述光電MOS 部件連接于所述輸出處理部件和所述繼電器輸出部件之間，所述繼電器 輸出部件輸出經處理后的開關量輸出信號。
5. 根據(jù)權利要求1所述的同期控制模塊，其特征在于，所述存儲 單元為EEPROM、 SRAM和FLASH中的一種或多種。
6. 根據(jù)權利要求1所述的同期控制模塊，其特征在于，進一步包 括連接到所述邏輯控制單元的電源與狀態(tài)指示單元。
7. 根據(jù)權利要求1所述的同期控制模塊，其特征在于，進一步包 括連接到所述中央處理器單元的通訊接口單元。
8. 根據(jù)權利要求l-7中任一項所述的同期控制模塊，其特征在于， 所述中央處理器單元為16位嵌入式單片機。
9. 根據(jù)權利要求l-7中任一項所述的同期控制模塊，其特征在于， 所述邏輯控制單元采用超大規(guī)?？删幊踢壿嬓酒?br> 專利摘要公開了一種同期控制模塊，包括中央處理器單元；連接到中央處理器單元的存儲單元；邏輯控制單元，與中央處理器單元相連，進行雙向數(shù)據(jù)傳輸；第一輸入處理單元，輸入端接收交流電壓輸入信號，輸出端連接到中央處理器單元；第二輸入處理單元，輸入端接收開關量輸入信號，輸出端連接到邏輯控制單元；輸出處理單元，輸入端連接到邏輯控制單元，處理來自邏輯控制單元的開關量輸出信號并將其輸出。中央處理器單元采用16位嵌入式單片機，邏輯控制單元采用超大規(guī)?？删幊踢壿嬓酒Ｔ撏诳刂颇K能自動檢測系統(tǒng)側和對象側的壓差、頻差和相差，并調節(jié)發(fā)電機的電壓、頻率，從而適時發(fā)出合閘脈沖，使同期并列操作在最佳時機，具有高精度和高可靠性。
文檔編號H02J3/40GK201409002SQ20092007303
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權日2009年5月27日
發(fā)明者華 嚴, 李培植, 潘菊初 申請人:上海新華控制技術(集團)有限公司