数学执车与度用
设计开发
高压串补装置平台数据采集系统设计与实现
王兴王立春陈佳永张普红孟会永
(梦网荣信科技集团股份有限公司辽宁鞍山114000)
摘要：以抵御外部复奈环境电磁干扰以及降低系统功耗为主要技水指标，设计了一款能够用于5XkV事补平台的数据采集系统。从信号输入端抗电磁干扰处理、低功耗电路设计、光通试方式、优化软件设计等方面出发，最终设计究成的采集系统作为高压事补控制保护系统的核心部分之一，已经成功的应用在了500张V串补控制保护系统装置平台上，极大改善了目前事补控保装置普遍存在的抗干扰能力不强的问题，能够稳定可靠运行，同时实测正常工作功率约300mW
关键词：数据采集电磁干扰低功耗高压事补中图分类号：TM55
文献标识码：A
1引言(1][2][3]
所谓申补，即交流输电系统串联电容补偿。就是将电力电容器串联于交流输电路线中，通过阻抗补偿威少功率输送引起的电压降和功角差，从面提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。
其中，由于串补平台的对地电压为线路的相电压，其电磁环境较为恶劣，受到影响因索较多。而安装在平台上的一次，二次设备，测量装置等受到的干扰较大。同时，高压申补平台因受限于绝缘，平台上设备需要通过激光方式供能，能耗受限，因此，能够稳定可靠的工作于500kV平台上的低功耗远端数据采集系统被认为是高压串补装置的关键技术之
本文针对抵御外部复杂环境电磁干扰和降低系统功耗两个主要目标，同时兼顾数据采集系统的模拟量采集精度以及光纤通讯可靠性两个重要指标，设计了一款可以用于电力系统高压线路串连电容器补偿装置高压平台的数据采集系统
通过合理选择处理器、外围采样电路、时钟频率、供电方式以及优化软件设计，在保证数据采集系统(10通道AI/8通道DL/8通道 DO/光纤通讯能够可靠工作的条件下，将能耗控制在了300mW以内。使用该采集系统的串补装置控制保护系统已经在云南500kV砚
次CT + I/U信号转换
瞬时过能量保护高频滤波环节板卡采样通道
图1单通道采样链路
Fig.1 single channel sampling link
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收移日期：2016-10-21
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差分信号调理电路
文章编号:1007-9416(2016)12-0173-02
山串补站投运，并通过了线路短路等各类试验的验证，保护效果正常。
2硬件设计
2.1数据采集部分
考虑到平台上面复杂的电磁环境以及故障时CT回路可能出现的大电流尖峰和大量干扰，当某个采样通道出现突发大电流情况下，很可能会干扰到其它采样通道，造成实际运行中申补误动、退出等严重现象，影响申补稳定运行，因此，完整的采样链路必须对次互感器传递过来的信号进行预处理，同时各采样通道在前级的信号调理环节需要做过压保护和互相隔离，并应有针对性的加装低通滤波器，如围1。
进人采样系统的信号各个通道独立，并需采用如图2所示的差分方式接入系统板卡，以实现对外部共模干扰的有效抑制，并对部分极高频干扰进行过滤。根据相关规范4，申补系统采样精度需要满足5%以上，在满足保护响应时间以及数据消抖等条件下，各个通道的采样率不宜低于5kHz。因此，在综合评估采样精度、采样速率、能耗等要素后，选择了极低功耗的高精度采样芯片AD79xx负责模拟量采样
文献[2指出，以往的大量串补现场在实际运行中，均不同程度的出现过由于设备或保护动作导致电磁干扰继而引发串补保护装置通讯中断、保护误动基或设备退出等严重现象。新设计的系统对此问题进行了针对性的专门设计，而之后的各类验证试验，表明采用的抑制措施效果明显。图3为审补设备进行短路试验时，控保装置上的波形记录。由曲线可以看出，当短路故障发生时，间隙火花电流会突发达到上万安培，必然对平台上设备产生空间电磁干扰，但受到干扰的平台故障电流(经变比换算后)受干扰峰值约为一百安培，从峰值和持续时间上都远远低于保护定值。同时从录波曲线的连续性上可以看出，通讯丢包现象基本不存在，说明即使外部电磁干扰严重的情况下，数据采集系统与地面设备间的光纤通讯仍保持畅通。
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图2模拟量差分输入及采样
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Fig.2 Simulation of differential input and sampling
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作者简介：王兴(1978一),男,辽宁按山人,顾士工程师,主要研究方向：通用控制系统研发，电力系统测控装置开发,控制算法研究.电力系统第
感仿真。
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方方数据