直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，交直流分離單元的輸入端接至信號輸入端口，交直流分離單元的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接微處理單元。母線+KM/-KM連接交直流分離單元，取得母線電壓信號，交直流分離單元將220V直流中的交流分量分離出；交流分量輸入至A/D轉(zhuǎn)換模塊中，以交流分量0.02S為一個周期，將其交流峰值Uf和谷值Ug轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字后輸入至微處理單元進行處理，直流分量的平均值Up直接輸入至微處理單元；從A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)值中，分別取連續(xù)50個周期的峰值和谷值的平均值以及同時間中的直流電壓值，計算出紋波系數(shù)。滿足經(jīng)常性監(jiān)測紋波系數(shù)的要求。
【專利說明】直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動而造成的一種現(xiàn)象，因為直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波。
[0003]紋波的表示方法可以用有效值或峰值來表示,可以用絕對量也可以用相對量來表示。紋波系數(shù)就是紋波的相對量即:紋波系數(shù)=紋波電壓/輸出電壓。
[0004]直流電源的紋波對電網(wǎng)的危害有:使電網(wǎng)中發(fā)生諧振而造成過電流或過電壓而引發(fā)事故；增加附加損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設備的效率和設備利用率；使電氣設備運行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命；繼電保護、自動裝置、計算機系統(tǒng)及許多用電設備運轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷幼骰虿僮鳎皇箿y量和計量儀器、儀表不能正確指示或計量；干擾通信系統(tǒng)，降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正常傳遞，甚至損壞通信設備。
[0005]隨著電力電子技術及微機技術水平的不斷提高，微機型的繼電保護裝置在變電技術中大量使用。對繼電保護裝置提供工作電源的大都是直流不間斷電源，紋波大小對于微機裝置的可靠運行至關重要，也就成為微機可靠運行的一個重要技術參數(shù)。閥控式蓄電池對充電機的紋波要求十分嚴格，直流電源的紋波系數(shù)直接對電網(wǎng)的安全起到重要的影響，有關規(guī)范也對紋波作出了規(guī)定。
[0006]DL/T 5044-95《火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定》中指出:硅整流充電裝置與蓄電池并聯(lián)運行時，由充電設備引起的紋波系數(shù)不應大于2%。DL 478-92《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》也規(guī)定直流電源電壓紋波系數(shù)不應大于2%。DL/724-2000、GB/T856-2005，也明確提出了直流電源紋波的要求。
[0007]紋波系數(shù)和紋波電壓的數(shù)值隨著長期的帶電運行會發(fā)生變化是固有的特性?！秶译娋W(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》13.2.1.2條提到了要定期監(jiān)測紋波系數(shù)，不符合要求的應及時對其進行調(diào)整。
[0008]對紋波系數(shù)進行監(jiān)測，目前常規(guī)的監(jiān)測方式主要有兩種:
[0009]I)運行、維護人員利用示波器或數(shù)字式紋波萬用表定期人工監(jiān)測母線電壓交流分量。這種監(jiān)測方式簡單、不連續(xù)，適用于尚不具備紋波系數(shù)監(jiān)測報警功能的直流電源系統(tǒng)并且直流電源系統(tǒng)在蓄電池臨時解列運行時，必須時刻進行人工監(jiān)測。
[0010]2)直接采用市場上的紋波特性測試儀對紋波系數(shù)進行監(jiān)測。這種監(jiān)測方式直觀，但不連續(xù)且成本較高。
[0011]以上兩種方法都不是直流成套設備自帶的監(jiān)測裝置，測量不連續(xù)且需額外的測試儀，同時檢測人員需熟練掌握儀器的使用。
實用新型內(nèi)容[0012]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置。
[0013]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0014]直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，特點是:包括交直流分離單元和A/D轉(zhuǎn)換模塊，交直流分離單元的輸入端接至信號輸入端口，交直流分離單元的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接微處理單元。
[0015]進一步地，上述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，所述交直流分離單元是由電容C和電阻R構成的RC回路。
[0016]更進一步地，上述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，所述微處理單元連接一顯不設備。
[0017]更進一步地，上述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，所述微處理單元為單片機。
[0018]本實用新型技術方案的實質(zhì)性特點和進步主要體現(xiàn)在:
[0019]可滿足經(jīng)常性監(jiān)測紋波系數(shù)的要求，不需借助外部儀器進行連續(xù)檢測。經(jīng)濟合理，操作方便，可隨時連續(xù)監(jiān)測，且省時省力，對檢測人員技能要求不高。在現(xiàn)有充電和浮充機上增加紋波系數(shù)監(jiān)測裝置即可。直流電源系統(tǒng)運行時有效實時的測量紋波系數(shù)，對于提高繼電保護裝置和直流蓄電池的安全可靠性，具有十分重要的意義，在直流電源成套裝置中增加紋波系數(shù)監(jiān)測模塊，經(jīng)濟、實用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明:
[0021]圖1:本實用新型的構造示意圖；
[0022]圖2:交直流分離單元的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，包括交直流分離單元I和A/D轉(zhuǎn)換模塊2，交直流分離單元I的輸入端接至信號輸入端口，交直流分離單元I的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端連接微處理單元3，微處理單元3可采用單片機，微處理單元3連接顯示設備4。
[0024]如圖2所示，交直流分離單元是由電容C和電阻R構成的RC回路。
[0025]直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測的流程為:
[0026]a)信號輸入和交直流分離:母線+KM/-KM連接交直流分離單元，取得母線電壓信號，交直流分離單元將220V直流中的交流分量分離出；交直流分離單元是由電容C和電阻R構成的RC回路，RC回路接于母線+KM與-KM間，電阻R上測量到的電壓就是交流分量，在電容C上的電壓就是直流電壓分量；在穩(wěn)態(tài)狀況下，只要電容容量和電阻值合理，交流分量的衰減可忽略，一般R取IK以上時交流分量的衰減量可忽略；
[0027]b) A/D轉(zhuǎn)換:交流分量直接輸入至A/D轉(zhuǎn)換模塊中，以交流分量0.02S (50HZ)為一個周期，將其交流峰值Uf和谷值Ug轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字后輸入至微處理單元進行處理，直流分量的平均值Up直接輸入至微處理單元，進行計算處理；[0028]c)微處理:從A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)值中，分別取連續(xù)50個周期的峰值和谷值的平均值以及同時間中的直流電壓值，按以下公式算出紋波系數(shù):
[0029]D= (Uf-Ug) /2Up
[0030]D—紋波系數(shù)；
[0031]Uf—直流電壓中脈動峰值；
[0032]Ug—直流電壓中脈動谷值；
[0033]Up—直流電壓平均值；
[0034]輸出的直流電壓中，脈動量峰值與谷值之差的一半，與直流輸出電壓平均值之比；
[0035]從而得到母線電壓紋波系數(shù)。
[0036]通過顯示設備有選擇地顯示數(shù)據(jù):母線直流電壓、母線紋波電壓有效值、母線電壓紋波系數(shù)。
[0037]通過交直流電壓分離測量線路，測量到的電壓值被監(jiān)控模塊接收，通過RS485通訊口將數(shù)據(jù)傳輸給微處理器進行計算后輸出紋波系數(shù)結果。
[0038]直接采用紋波特性測試裝置對紋波系數(shù)進行監(jiān)測報警，可通過模擬方式或數(shù)字方式獲得母線電壓峰-峰值，當紋波系數(shù)超過標準規(guī)定值時，立即報警；直流系統(tǒng)如有遙信功能，應將該報警信號送至上位微機，以便運行、維護人員及時處理。
[0039]可滿足經(jīng)常性監(jiān)測紋波系數(shù)的要求，不需借助外部儀器進行連續(xù)檢測。經(jīng)濟合理，操作方便，可隨時連續(xù)監(jiān)測，且省時省力，對檢測人員技能要求不高。在現(xiàn)有充電和浮充機上增加紋波系數(shù)監(jiān)測裝置即可。直流電源系統(tǒng)運行時有效實時的測量紋波系數(shù)，對于提高繼電保護裝置和直流蓄電池的安全可靠性，具有十分重要的意義，在直流電源成套裝置中增加紋波系數(shù)監(jiān)測模塊，經(jīng)濟、實用。
[0040]需要強調(diào)的是:以上僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于:包括交直流分離單元和A/D轉(zhuǎn)換模塊，交直流分離單元的輸入端接至信號輸入端口，交直流分離單元的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接微處理單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述交直流分離單元是由電容C和電阻R構成的RC回路。
3.根據(jù)權利要求1所述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述微處理單元連接一顯示設備。
4.根據(jù)權利要求1所述的直流電源成套設備紋波系數(shù)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述微處理單元為單片機。
【文檔編號】G01R19/25GK203825173SQ201420186398
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】王花榮, 張偉, 朱海峰, 姚正 申請人:蘇州市華東電網(wǎng)電氣有限公司