基于DSP的备用电源自动投入装置的设计

2012-10-12赵丽

电气电子教学学报 2012年1期

赵丽

(江苏科技大学张家港校区，江苏张家港215600)

0 引言

备用电源自动投入BZT装置是当工作电源因故障或其他缘故被断开后，能迅速自动地将备用电源或其他工作电源投入工作，使工作电源被断开的用户不至于停电的一种自动装置［1]。近几年国内110kV电网已开环运行，为确保供电可靠性，各供电公司在110kV及以下变电站中均装设备自投装置并投入运行，作为提高供电可靠性的重要措施。一旦电网发生故障，工作线路或工作变压器将被切除，此时由于BZT装置迅捷动作，可以消除用户的停电故障。

本文在研究变电站综合自动化系统现状和发展趋势的基础上，设计了一种基于DSP+ARM的备自投装置，该装置的硬件以TI公司生产的DSP芯片TMS320F2812和Atmel公司生产的AT91SAM9261芯片为核心。

1 BZT装置总体设计方案

BZT装置接入各断路器的位置接点和其他有关接点，用于BZT逻辑判断，并根据定值和各断路器位置，自动投入相应的BZT方式。开入量输入回路应具有防抖功能，软件处理完成适当延时及频率过滤。但延时不能过长，应小于最短的断路器跳闸时间。某些瞬动的开入状态应具有自保持功能。需要设置BZT的变电站的典型主接线图如图1所示:单母线分段分别接入二条电源进线或通过二台变压器接入二电源进线。一般不采用合环运行方式，而BZT方式以保证供电的可靠性。

该装置设置四种备用电源备自投方式，要求根据设置运行方式选择投退:分别是分段BZT投退、进线BZT投退、变压器BZT投退和远方BZT投退，其中进线BZT和变压器BZT可以自动识别进线备用方式，BZT装置每次只能选择一种备用方式，不可同时进行。

图1 BZT主接线示意图

BZT装置需要完成的工作分为两个方面:下位机完成采集电网的电压、电流等模拟信号，并对采集的数据进行计算和分析，结合开关量的输入判断动作的执行，完成投入工作，同时把数据传输给上位机。上位机完成数据的接收、人机界面的显示、数据存储和打印等功能。系统分析图如图2所示。

图2 系统分析图

2 BZT装置硬件设计

基于DSP的BZT装置主要由测量终端和管理终端两部分组成，测量终端主要完成模拟信号的采集、信号的A/D转换、数据的计算和RS-485通信等主要功能。其硬件设计原理图如图3所示。

在其控制电路中，数字信号处理器上交流采样信号的输入端与电流电压互感器相连，然后再经过A/D转换模块进行快速模拟量采集;其开关量采集模块的信号输入端与断路器位置开关相连，通过数字信号处理器中的数字量I/O口采集。开关量输出信号通过中间继电器连接到电力线路中的断路器，控制其投切。各个模拟量数据及备用电源自动投入装置运行状态通过通信接口显示在液晶显示控制屏上。人机接口界面可以向DSP发送命令，控制断路器的投切，在线修改参数及查看当前的数据记录等操作。