基于dsp的橋備自投裝置設(shè)計

基于dsp的橋備自投裝置設(shè)計

預備投資是水庫的重要二次設(shè)備。當電源發(fā)生故障時，可以自動注入備用電源。本文針對典型變電站標準內(nèi)橋接線方式,從提高供電可靠性和自適應性方面考慮,提出了一種新型備投方案[1～9]。1投用備用電源動作圖1為備自投裝置在典型的雙進線內(nèi)橋接線方式中的主接線圖。運行時,根據(jù)當前線路運行方式,備自投裝置投入相應動作邏輯,并在具有備用電源的工作母線因任何原因失去電壓時動作。先切斷故障線路,在工作電源確已斷開后,再將備用電源投入。備自投裝置只動作一次,以避免備用電源投入到永久性故障時繼電保護動作將其斷開后又重新投入,對系統(tǒng)造成再次沖擊,造成更嚴重的事故。手動斷開工作回路時,不啟動備自投裝置。2不同重要帶設(shè)備自投合閘回路常規(guī)的微機備自投裝置工作時,首先,人們按照運行線路的接線方式設(shè)置好裝置的動作流程。備自投裝置檢測進線和母線的各項模擬量以及斷路器開關(guān)量,當工作電源故障時,裝置切斷故障線路并將備用電源投入運行,并且只能動作一次。工作電源恢復正常供電后必須人為換向操作,以調(diào)整到原始運行方式。在此之后,備自投裝置才能重新復位,并且也必須人為進行。本備投方案按照備自投基本原理設(shè)計了新的動作邏輯。以橋備投方式(進線1、進線2分列運行,QF1,QF2合,QF3分)為例,進行說明。a.備自投裝置要求只動作一次,本備投方案采用充放電回路作為備自投合閘啟動回路產(chǎn)生備自投的合閘啟動回路中的一次合閘脈沖。當斷路器合閘動作出口后就會使充電回路放電,從而使得內(nèi)橋斷路器的合閘回路無法啟動。以內(nèi)橋開關(guān)QF3合閘為例(QF1已跳閘),具體邏輯框圖如圖2所示。b.為了糾正開關(guān)偷跳帶來的問題,采用類似重合閘的不對應啟動回路作為備自投合閘啟動回路來完成備自投的合閘啟動,能夠自動區(qū)分斷路器是手動斷開還是偷跳,判據(jù)明確、簡單、可靠。如圖2中所示,QF1開關(guān)偷跳時,產(chǎn)生TWJ(分)和KKJ(合)開關(guān)位置不對應,則仍會啟動QF3的合閘回路。若手動拉開QFl,則KKJ由原來合閘后狀態(tài)變?yōu)榉珠l后狀態(tài),QFl的TWJ和KKJ開關(guān)位置不對應條件不成立,故不會啟動QF3的合閘回路。c.當變電站內(nèi)一臺主變發(fā)生故障時,為防止備自投不能動作而造成全所失電的情況,采用了主變保護動作閉鎖對應開關(guān)的合閘的解決方案。兩變同時運行時,橋備投方式下,線路一側(cè)主變發(fā)生故障時,該主變動作跳開相應開關(guān)的同時充電回路就會立即放電,從而閉鎖了備自投內(nèi)橋開關(guān)QF3的合閘。而一線兩變運行方式下,不會閉鎖備用電源線路開關(guān)QF2的合閘,未造成該變電所全所失電,保住了該變電所一臺主變運行和大部分負荷,充分發(fā)揮了備自投裝置的作用,提高了供電可靠性。d.采用合閘時,檢查無壓方案解決當前運行的變電站并聯(lián)有地方電廠時可能出現(xiàn)的非同期合閘問題,當檢查確認無壓,延時20s發(fā)出閉鎖信號,如圖3所示。3運行可靠性和供電可靠性較好本備投方案能夠自動識別系統(tǒng)當前運行方式,并投入相應的判斷和動作邏輯。采用一套裝置就能實現(xiàn)雙進線分段母線帶內(nèi)橋主接線的5種運行方式下的備投功能,使得裝置在較為簡單的接線方式下能為電網(wǎng)提供更可靠的備用電源,增加了運行方式的靈活性和供電的可靠性,這對屏位較緊張的老變電所改造尤為重要。以下對各運行方式作具體說明。3.1qfl3k-qf2合閘電線路斷路器QF1,QF2為合閘運行狀態(tài),其相應的操作開關(guān)1KK,2KK記憶為合閘后,QF3為熱備用,其相應的操作開關(guān)3KK記憶為分閘后。QFl,QF2跳閘回路開放,而合閘回路閉鎖,同時開放QF3合閘充電回路。若QFl(QF2)電源失電,經(jīng)QFl(QF2)檢無壓和無流、對側(cè)QFl(QF2)電源有壓后,延時后跳閘QFl(QF2)。QF3合閘充電完成后,延時啟動一次合閘脈沖至QF3合閘回路。3.2qft3跳閘保護QF1(QF2),QF3為合閘運行狀態(tài),其相應的操作開關(guān)1KK(2KK),3KK記憶為合閘后,QF2(QFl)為熱備用,其相應的操作開關(guān)2KK(1KK)記憶為分閘。QFl(QF2),QF3跳閘回路開放,而合閘回路閉鎖,同時開放QF2(QF1)合閘充電回路。若QFl(QF2)電源失電,經(jīng)QFl(QF2)檢無壓和無流、對側(cè)QF2(QF1)電源有壓后,延時后跳閘QFl(QF2)。QF1(QF2)跳閘后,在QF2(QF1)合閘充電完成后,延時啟動一次合閘脈沖至QF2(QF1)合閘回路。3.3qf2合閘后跳閘方式QF1(QF2)為運行,相應的操作開關(guān)1KK(2KK)記憶為合閘后,QF2(QFl),QF3為熱備用(熱備用主變接地閘刀合上),相應的操作開關(guān)2KK(1KK),3KK記憶為分閘后。因為1KK(2KK)為合閘后狀態(tài),QFl(QF2)跳閘回路開放,而合閘回路閉鎖,同時開放QF2(QF1),QF3合閘充電回路。若QFl(QF2)電源失電,經(jīng)QFl(QF2)檢無壓和無流、對側(cè)QF2(QF1)電源有壓后,延時后跳閘QFl(QF2)。QF1(QF2)跳閘后,在QF2(QF1)合閘充電完成后,經(jīng)檢查2號主變無壓后,延時啟動一次合閘脈沖至QF2(QF1)合閘回路。同時在QF3合閘充電完成后,經(jīng)檢查1號變無壓后,延時啟動一次合閘脈沖至QF3合閘回路。4執(zhí)行該計劃4.1平臺硬件設(shè)計由于該新型備投方案比較復雜,為了保證其執(zhí)行的準確性和實時性,裝置在計算速度、精度、存儲容量和通信能力等方面都提出了很高的要求。本備自投裝置主控制部分采用以DSP芯片TMS320F240作為核心的硬件平臺。裝置采集11路開關(guān)量和10路模擬量,并有6路開關(guān)量輸出,因此為了簡化平臺的硬件結(jié)構(gòu),平臺采用復雜可編程邏輯器件XC95108強大的邏輯功能進行地址譯碼、邏輯組合及信號接口擴展。平臺外擴高速度和高精度的AD976作為A/D轉(zhuǎn)換的核心器件,使得數(shù)據(jù)采樣精度能夠達到0.1%。本平臺還內(nèi)嵌多種通信模塊,包括RS-232,RS-485,CAN現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)通信接口,適應了電力系統(tǒng)中多種場合的通信需求。硬件平臺的原理框圖如圖4所示。4.2動作邏輯判斷模塊的設(shè)計裝置軟件由以下幾個模塊構(gòu)成:數(shù)據(jù)處理、動作邏輯判斷、人機接口、通信、自檢。裝置上電或復位后,系統(tǒng)首先初始化,包括各個芯片及寄存器的初始化。然后對各個器件自檢,如果發(fā)現(xiàn)故障,裝置會報警,若一切正常則進入主循環(huán)。在主循環(huán)中進行數(shù)據(jù)的處理、動作邏輯判斷、刷新液晶和各指示燈的顯示、自檢以及通信。其中,動作邏輯判斷模塊首先根據(jù)各模擬量及開關(guān)位置自動判斷系統(tǒng)運行方式,然后按照控制壓板的投退方式投入相應動作邏輯。當系統(tǒng)發(fā)生異常時,及時動作出口。中斷服務子程序模塊