一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置及方法..

1、說明書-1 -一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)諧波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置及方 法。背景技術(shù)近年來，隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備在電力行業(yè)的應(yīng)用日益普及，同 時大量電弧設(shè)備和許多其他非線性負荷也被投入使用，而這些設(shè)備使得系統(tǒng)中電壓和電流波 形發(fā)生畸變失真，導致大量諧波產(chǎn)生，造成越來越多的諧波污染。諧波產(chǎn)生的一個主要危害是諧波諧振，電力公司為了補償無功功率、改善功率因數(shù)而大 量增加使用電容器組，引進的電容器以及系統(tǒng)中的電容器和感性元件可能造成局部諧振，諧 振產(chǎn)生的過電壓反過來又使電容器損壞。電力系統(tǒng)的并聯(lián)諧振將引起過電壓，串聯(lián)

2、諧振引起 過電流，導致系統(tǒng)局部過熱，使電容器局部電流電壓放大，加速電氣設(shè)備絕緣老化，對相關(guān) 電氣設(shè)備造成損害。當系統(tǒng)內(nèi)含有接近諧振頻率的諧波時，此諧波將被放大數(shù)倍至數(shù)十倍之 多，以致于造成電容器組因過電壓而被燒毀。目前，大量工作主要集中于諧波抑制裝置的開發(fā)，比如無源濾波器，有源濾波器等，而 忽略了系統(tǒng)內(nèi)部電容組的保護，導致大量電容器因諧波損壞，影響了無功補償裝置的正常工 作，以及無功補償裝置功率因數(shù)的設(shè)計，降低了工作效率。而現(xiàn)有的電容器過電壓保護裝置 不能實時檢測電容器諧波電壓，中國專利CN02105002.3公開了一種電力諧振保護模組，主要 技術(shù)方案為其中一電路具有分析、判讀及計數(shù)功能，其擷

3、取經(jīng)分壓后的電容器上的電壓計算 有效值；該電路利用電壓的基波與非基波成分推算電容總體電流有效值；若判斷出過電壓或 過電流時，該電路將電容器組/電感器組切離系統(tǒng)或改變阻抗特性，予以保護。該專利需要對 系統(tǒng)內(nèi)每個電容器設(shè)一個電力諧振保護模組，適用于簡單的電力系統(tǒng)，對于復雜電力系統(tǒng)將 費時費力，而且該保護裝置只是針對單次諧波下的電容電壓，而沒有考慮總諧波下的電容電 壓。總而言之，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題是：如何在諧波諧振情況 下找到一種工作全面，高效的裝置保護電容器，避免電容器組損壞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置及方法， 它采用先

4、進的硬件設(shè)備，并結(jié)合諧波諧振分析算法，對電容器進行可靠保護，它具有能實時 檢測諧波電壓，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，實用性強，成本低，工作效率高的優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置， 主要包括主控制電路板， 諧波采集與調(diào)理電路，電壓跟隨電路，說明書-2 -多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，AD轉(zhuǎn)換模塊，F(xiàn)PGA控制模塊，通信模塊485通信電路 和232通信電路，人機交互模塊電路板，所述模擬量是通過電壓互感器從電網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過諧波采集與調(diào)理電路、電壓跟隨電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給AD,所述AD轉(zhuǎn)換受FPGA控制，將轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA所述FPGA將數(shù)據(jù)通過SPI通信轉(zhuǎn)發(fā)給主

5、控制電路板，所 述主控制電路板通過485通信獲取電網(wǎng)當前拓撲結(jié)構(gòu)，所述主控制電路板通過232通信獲取人機界面用戶設(shè)置， 包括電壓上下限值，越限時間上下限值，同時主控制電路板通過232通信將電網(wǎng)當前信息、歷史動作信息通過人機交互傳送給人機界面便于用戶查詢。所述主控制電路板的主處理器使用TI公司eZdsp F2812最小系統(tǒng)。包括了TMS320 F2812芯片、512K的片外SRAM存儲器，JTAG仿真控制器、電源管理芯片、時鐘電路、復位電路， 接口單元。所述諧波采集與調(diào)理電路中的放大電路采用了AD620芯片，增益范圍為1至10,000,最 大電源電流僅1.3 mA,所述電壓跟隨電路采用了AD79

6、7芯片，最大輸入失調(diào)電壓為80V最大 輸出電流為50mA，所述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路采用ADG1404,所述AD轉(zhuǎn)換電路采用AD7658芯 片，所述FPGA芯片采用EP3C10E144C8N所述通信模塊基于MAX487的485串口信號轉(zhuǎn)換 電路和基于SP3220EEA勺232電平轉(zhuǎn)換電路。所述人機交互模塊采用阿爾泰工業(yè)級嵌入式主板ARM8019,所述ARM8019為ARM 10處理器，PC104主板,WinCE5.0及驅(qū)動程序64MB SDRAM 256MB NandFlash 32MB NorFlash,支持RGB接口的DSTN和TFT液晶屏，支持VGA接口，800 x600分辨率。一種電容器諧波

7、諧振過電壓保護裝置的過電壓檢測方法：初始化后，具體工作步驟如下：步驟一：系統(tǒng)將限值通過串口傳送給主控制電路板，同時系統(tǒng)采集模擬量數(shù)據(jù)、廠站監(jiān)控數(shù)據(jù)分別通過SPI通信、串口通信傳送給主控制電路板；步驟二：主控制電路板根據(jù)當前電網(wǎng)遙測數(shù)據(jù)并讀取數(shù)據(jù)庫中電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)，進行模態(tài)分析和諧波潮流算法運算，根據(jù)設(shè)定保護限值作出最終保護方案；步驟三：主控制電路板判斷用戶設(shè)定系統(tǒng)運行方式，如果系統(tǒng)運行于離線狀態(tài)，系統(tǒng)保護 方案顯示于客戶界面，等待人工確定是否下發(fā)。如果系統(tǒng)運行于在線狀態(tài)，那么直接將動作 命令下發(fā)給主站。所述步驟二中的模態(tài)分析具體步驟為:（1）讀取主控制電路板中采集的數(shù)據(jù)，設(shè)基準頻率為初始頻率；（

8、2）分析裝置在諧波下的阻抗；（3）根據(jù)主控制電路板中讀取的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)形成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)導納陣；（4）對導納陣進行模態(tài)處理；（5）判斷頻率是否超出最大頻率限制，一般最高位50次，若超出了，則輸出模態(tài)分析 結(jié)果，若說明書-3 -沒有，則重復（2）之后的步驟。所述步驟二中的諧波潮流分析具體步驟為：（1）進行基波潮流分析；（2）判斷頻率是否與基波頻率相等，若相等，將基波頻率全部存儲在監(jiān)測器，若不相等, 把基波頻率賦給當前頻率，判斷基頻解存儲是否完成，若完成將基波頻率存儲在監(jiān)測器，若沒有直接退出。（3）獲取需要的諧波列表；設(shè)初值為i =1，判斷i是否與要求解的諧波數(shù)目相等，若相 等，直接退出，若i與要求解

9、的諧波數(shù)目不相等，則將相應(yīng)的頻率列表賦給頻率。（4）判斷頻率是否等于基波頻率，若相等，則i+1,從i初始值開始循環(huán)，若不相等， 則先使用直接法求解，然后i+1,再進行同樣的循環(huán)。所述諧波潮流分析步驟（1）中的基波潮流分析具體步驟為：判斷負載模型是否與相應(yīng)的導納陣相同，若相同，則使用直接法求解，然后結(jié)束，若不 同，判斷導納陣是否發(fā)生了變化，若沒有變化，則使用迭代法求解，若發(fā)生了變化，需要重 新形成導納陣，再使用迭代法求解。所述諧波潮流分析步驟（4）中的直接法具體步驟為：1判斷系統(tǒng)導納陣是否發(fā)生了變化，若沒有發(fā)生變化，次數(shù)直接加1,若發(fā)生了變化，需重新建立導納陣，次數(shù)再加1；2把注入電流清零，獲取

10、諧波源注入電流；3判斷系統(tǒng)的求解是否完成，若沒有，直接跳到迭代次數(shù)加1,最后解決方案是直接法， 結(jié)束，若已完成，求解成功標志位為真且收斂標志為真，則迭代次數(shù)加1,最后解決方案是 直接法為真，結(jié)束。本發(fā)明的有益效果：1本發(fā)明采用了模態(tài)分析法和諧波潮流算法分析諧波諧振過電壓，為過電壓分析的正確 性提供了“雙保障”，同時在兩個算法結(jié)合分析的結(jié)果基礎(chǔ)上進行過電壓保護裝置的開發(fā)，提高了保護裝置的精確性。2本發(fā)明采用了人機交互能夠設(shè)置保護限值、保護時間限值。3能夠?qū)崿F(xiàn)離線、在線兩種方式運行。離線模式即對于當前的電網(wǎng)諧波狀況給出相應(yīng)的 保護方案，不采取控制措施而是等待人工確認。在線模式即對于當前的電網(wǎng)諧波狀

11、況給出相 應(yīng)的保護方案，直接通過通信接口將動作命令下發(fā)進行調(diào)節(jié)。4能夠存儲電容器實時諧波電壓與諧波電流、線路電壓等信息。說明書-4 -5能夠保存歷史動作、數(shù)據(jù)。附圖說明圖1為系統(tǒng)硬件架構(gòu)。圖2為系統(tǒng)軟件架構(gòu)。圖3為系統(tǒng)軟件執(zhí)行流程圖。圖4為模態(tài)分析流程圖。圖5為諧波潮流主程序流程圖。圖6為基波潮流流程圖。圖7為直接法流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置，主要包括主控制電路板，諧波采集與調(diào)理 電路，電壓跟隨電路，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，AD轉(zhuǎn)換模塊，F(xiàn)PGA控制模塊，通信模塊485通信電路和232通信電路，人機交互模塊電路板，所述模擬量是

12、通過電壓互感器從電網(wǎng)采集的 數(shù)據(jù)，經(jīng)過諧波采集與調(diào)理電路、電壓跟隨電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給AD,所述AD轉(zhuǎn)換受FPGA控制，將轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA所述FPGA將數(shù)據(jù)通過SPI通信轉(zhuǎn)發(fā)給主控制電路板， 所述主控制電路板通過485通信獲取電網(wǎng)當前拓撲結(jié)構(gòu)，所述主控制電路板通過232通信獲取人機界面用戶設(shè)置，包括電壓上下限值，越限時間上下限值，同時主控制電路板通過232通信將電網(wǎng)當前信息、歷史動作信息通過人機交互傳送給人機界面便于用戶查詢。所述主控制電路板的主處理器使用TI公司eZdsp F2812最小系統(tǒng)。包括了TMS20F2812芯片、512K的片外SRAM存儲器，JTAG仿真控制器、電源管

13、理芯片、時鐘電路、復位電路， 接口單元。所述諧波采集與調(diào)理電路中的放大電路采用了AD620芯片，增益范圍為1至10,000,最大電源電流僅1.3 mA所述電壓跟隨電路采用了AD797芯片，最大輸入失調(diào)電壓為80V最大輸出電流為50mA。 所述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路采用ADG1404為兩路控制信號控制四路開關(guān)的導通，同時能夠 保證信號的準確性。所述AD轉(zhuǎn)換電路采用AD7658芯片。AD7658是ADI公司制造的，高集成度、6通道16-bit逐次逼近（SAR型ADC,內(nèi)含1個2.5V基準電壓源和基準緩沖器。AD7658具有6個轉(zhuǎn)換通道 分為3組兩通道?？梢酝ㄟ^CONVST-A/B/C管腳或控制寄存器的V

14、A/VB/VC字段來控制具體使 用哪幾對AD轉(zhuǎn)換通道。讀取數(shù)據(jù)次數(shù)要根據(jù)AD轉(zhuǎn)換的通道數(shù)量設(shè)置。所述FPGA芯片采用EP3C10E144C8N FPGA在設(shè)計上使用了邏輯單元陣列的概念，內(nèi)部 包括可說明書-5 -配置邏輯模塊、輸出輸入模塊和內(nèi)部連線三個部分。FPGA組合邏輯靠查找表實現(xiàn)，查找表與D觸發(fā)器的輸入端相連接，再由觸發(fā)器驅(qū)動別的邏輯電路或者I/O,這樣構(gòu)成的邏輯單元模塊既能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯功能與時序邏輯功能，模塊之間、模塊與I/O之間使用金屬線連接。FPGA向內(nèi)部的靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)以實現(xiàn)其邏輯功能，這些邏輯單元決定了FPGA能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。所述SPI由Mot

15、orola公司開發(fā)，在中央處理單元或DSP與其他芯片之間提供的一款通信 接口。SPI工作方式為一個主機連接單個或多個從機的主-從機模式。SPI接口一般有四種信號： 串行移位時鐘信號SCLK數(shù)據(jù)輸出信號、 數(shù)據(jù)輸入信號、 低電平有效的從使能信號線。所述通信模塊設(shè)計了基于MAX487的485串口信號轉(zhuǎn)換電路和基于SP3220EEA勺232電 平轉(zhuǎn)換電路。所述人機交互模塊采用阿爾泰工業(yè)級嵌入式主板ARM8019,所述ARM8019為ARM 10處理器，PC104主板,WinCE5.0及驅(qū)動程序64MB SDRAM 256MB NandFlash，32MB NorFlash,支持RGB接口的DSTN和

16、TFT液晶屏，支持VGA接口，800 x600分辨率，支持4線電阻式觸 摸屏主USB x 1從USB x 1全部2.0標準，RS232接口x 2，RS485接口x 1，支持CF卡。如圖3一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置的過電壓檢測方法：初始化后，具體工作步驟如下：步驟一：系統(tǒng)將用戶界面設(shè)置限值通過串口傳送給主控制電路板，同時系統(tǒng)采集模擬量數(shù)據(jù)、廠站監(jiān)控數(shù)據(jù)分別通過SPI通信、串口通信傳送給主控制電路板；步驟二：主控制電路板根據(jù)當前電網(wǎng)遙測數(shù)據(jù)并讀取數(shù)據(jù)庫中電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)，進行模態(tài)分析和諧波潮流算法運算，根據(jù)設(shè)定保護限值作出最終保護方案；步驟三：主控制電路板判斷用戶設(shè)定系統(tǒng)運行方式，如果系統(tǒng)運行于

17、離線狀態(tài)，系統(tǒng)保護方案顯示于客戶界面，等待人工確定是否下發(fā)。如果系統(tǒng)運行于在線狀態(tài)，那么直接將動作命令下發(fā)給主站。如圖4所述步驟二中的模態(tài)分析具體步驟為：(1) 讀取主控制電路板中采集的數(shù)據(jù)，設(shè)基準頻率為初始頻率；(2) 計算裝置在諧波下的阻抗；(3) 根據(jù)主控制電路板中讀取的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)形成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)導納陣；(4) 對導納陣進行模態(tài)處理；(5)判斷頻率是否超出最大頻率限制，一般最說明書-6 -高位50次，若超出了，則輸出模態(tài)分析 結(jié)果，若沒有，則重復(2)之后的步驟。所述模態(tài)分析即為特征值分析，假設(shè)根據(jù)頻率掃描法得知系統(tǒng)在頻率f 處發(fā)生并聯(lián)諧振。這就意味著通過公式(1.1)計算出的電壓相量中

18、有些元素在頻率f 處有很大的值。Vfb Yf寸If(1.1)式中：Yf是頻率為 f 時的網(wǎng)絡(luò)導納陣，Vf是節(jié)點電壓，If是節(jié)點注入電流。If只有一個注入量且其數(shù)值為 1.0pu，其它數(shù)值為0。為了簡化符號，下面將下標 f 省略。節(jié)點導納陣丫趨近于奇異陣時將會發(fā)生嚴重諧振，此時某些節(jié)點的電壓也將會非常高。因此，問題就轉(zhuǎn)換到研究導納陣Y如何趨于奇異，現(xiàn)有的完善的特征值分析法就能完成這個 任務(wù)。根據(jù)文獻，矩陣Y可以被分解為如下形式：V “ L J4 T(1.2)式中上為對角特征矩陣，L為左特征向量，T為右特征向量，并且L二T，把式(1.2)帶入式(1.1)得：V二L上Tl(1.3)或T V 扌-廠T

19、 I (1.4)令U =TV為模態(tài)電壓向量，J=TI為模態(tài)電流向量。則式(1.4)可簡化為：U =-fJ(1.5)或說明書-7 -定義特征值的倒數(shù)J為模態(tài)阻抗(Zm)，單位為阻抗。分析式(1.6)得以下結(jié)論：如果i等 于零或者值很小，則-11將為無窮大，即使是很小的模態(tài)1注入電流 J1也會產(chǎn)生很高的模態(tài)1電壓 U1。模態(tài)電壓模態(tài)U1只與模態(tài)1注入電流 J1有關(guān)聯(lián)，因為其它模態(tài)注入電流的系數(shù)均為 零，故它們的電壓將不受模態(tài)1的影響。換句話說，使用模態(tài)域方法對諧波諧振進行分析, 諧振的位置將很容易被辨別。這表明諧振的發(fā)生實際上與某個特定模態(tài)有關(guān)，而與哪條母線 注入電流無關(guān)。模態(tài)電流 J1用右特征值

20、向量表示為:J -T11I1T1212T13IJ11 T1nIn分析式(1.7)可得：如果 T13值最大，那么節(jié)點電流丨3對模態(tài)1電流起主要作用。即母線3在模態(tài)1下最容易受激勵產(chǎn)生諧振。相反，如果 T13很小接近零，無論丨3多大都不會產(chǎn)生諧振。 因此我們可以通過觀察關(guān)鍵右特征向量 T11 “12,3,|I ( ,Tm 的值來分析哪個節(jié)點電流更容易使 模態(tài) 1 產(chǎn)生諧振。同理分析知，關(guān)鍵左特征向量Ln 丄21丄31,|,Ln1T的值可以用來判斷更容易 觀察到模態(tài)1產(chǎn)生諧振的母線位置，例如假設(shè) L31的值最大，貝U母線3上的節(jié)點電壓也會有很 大值，這意味著在母線3處是最容易觀察到模態(tài)1諧振的地方。

21、如圖5其所述步驟二中的諧波潮流分析具體步驟為：(1) 進行基波潮流分析；(2) 判斷頻率是否與基波頻率相等，若相等，將基波頻率全部存儲在監(jiān)測器，若不相等， 把基波頻率賦給當前頻率，然后進行存儲；(3)獲取需要的諧波列表；設(shè)初值為i =1，判斷i是否與要求解的諧波數(shù)目相等，若相等，直接退出，若i與要求解的諧波數(shù)目不相等，則將相應(yīng)的頻率列表賦給頻率；(4) 判斷頻率是否等于基波頻率，若相等，則循環(huán)，若不相等，則使用直接法求解。如圖6其所述諧波潮流分析步驟(1)中的基波潮流分析具體步驟為：判斷負載模型是否與相應(yīng)的導納陣相同，若相同，則使用直接法求解，然后結(jié)束，若不 同，判斷導納陣是否發(fā)生了變化；若沒

22、有變化，則使用迭代法求解；若發(fā)生了變化，需要重 新形成導納陣，再使用迭代法求解。如圖7所述諧波潮流分析步驟(4)中的直接法具體步驟為：J2(1.6)(1.7)0 1 Ji00HI兒jjn一說明書-8 -1判斷系統(tǒng)導納陣是否發(fā)生了變化，若沒有發(fā)生變化，次數(shù)直接加1,若發(fā)生了變化，需重新建立導納陣，次數(shù)再加1；2把注入電流清零，獲取諧波源注入電流；3判斷系統(tǒng)的求解是否完成，若沒有，直接跳到迭代次數(shù)加1,最后解決方案是直接法,結(jié)束，若已完成，求解成功標志位為真且收斂標志為真，則迭代次數(shù)加1,解決方案為真，結(jié)束。所述諧波潮流的主要工作是計算母線電壓和線路電流，根據(jù)潮流分析系統(tǒng)諧振，潮流分 析程序完成以

23、下功能：(1)先進行基波下的潮流分析，獲取系統(tǒng)節(jié)點基波電壓。(2)建立每一次諧波的節(jié)點導納矩陣 Ybus。(3)根據(jù)第一步得到的電壓結(jié)果和接于該點的諧波源特性獲取相應(yīng)節(jié)點注入諧波電流。(4)在已知諧波電流源頻譜 1(h)情況下，求取母線電壓 V(h)二 Zbus(h)l(h)。(5)計算線路電流 lne(h) = V(h)/Ziine(h)。所述步驟二中的最終解決方案是指進行總諧波過電壓保護還是單次諧波過電壓保護，然 后調(diào)用相應(yīng)的保護子程序。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要

24、付 出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。說明書附圖-1 -命令信息人機交互4q通信模塊 2遙測采集控制、轉(zhuǎn)發(fā)模擬量控制信息模擬量數(shù)據(jù)遙信數(shù)據(jù)變電站監(jiān)控執(zhí)行機構(gòu)NANDSDRAMFlash實時數(shù)據(jù)SDRA接口MSRO接口M顯示信息-ARM801 嵌 入式板-1*設(shè)置信息V-操作信息觸摸屏廠站監(jiān)控模塊通信模塊 1算法模塊說明書附圖-2 -數(shù)據(jù)庫遙測采集說明書附圖-3 -圖 3說明書附圖-4 -圖 4說明書附圖-5 -說明書附圖-6 -圖 5說明書附圖-7 -迭代法求解1轉(zhuǎn)1F結(jié)束開始是負載模型=導納?否系統(tǒng)陣丫變化? 直接法求解建立丫矩陣是說明書附圖-8 -圖7-1 -權(quán)

25、利要求書1.一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置，其特征是，主要包括主控制電路板，諧波采集 與調(diào)理電路，電壓跟隨電路，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，AD轉(zhuǎn)換模塊，F(xiàn)PGA控制模塊，通信模塊485通信電路和232通信電路，人機交互模塊電路板，所述模擬量是通過電壓互感器從電網(wǎng) 采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過諧波采集與調(diào)理電路、電壓跟隨電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給AD,所述AD轉(zhuǎn)換受FPGA控制，將轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA所述FPGA將數(shù)據(jù)通過SPI通信轉(zhuǎn)發(fā)給主控制 電路板，所述主控制電路板通過485通信獲取電網(wǎng)當前拓撲結(jié)構(gòu)，所述主控制電路板通過232通信獲取人機界面用戶設(shè)置，包括電壓上下限值，越限時間上下限值，同時主控制電路板通過

26、232通信將電網(wǎng)當前信息、歷史動作信息通過人機交互傳送給人機界面便于用戶查詢。2如權(quán)利要求1所述一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置，其特征是，所述主控制電路板的主處理器使用TI公司eZdsp F2812最小系統(tǒng)。包括了TMS320 F2812芯片、512K的片外SRAM存儲器，JTAG仿真控制器、電源管理芯片、時鐘電路、復位電路，接口單元。3如權(quán)利要求1所述一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置，其特征是，所述諧波采集與調(diào)理電路中的放大電路采用了AD620芯片，增益范圍為1至10,000,最大電源電流僅1.3 mA， 所述電壓跟隨電路采用了AD797芯片，最大輸入失調(diào)電壓為80V最大輸出電流為50mA

27、，所 述多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路采用ADG1404,所述AD轉(zhuǎn)換電路采用AD7658芯片，所述FPGA芯片采 用EP3C10E144C8N所述通信模塊設(shè)有基于MAX487的485串口信號轉(zhuǎn)換電路和基于SP3220EEA勺232電平轉(zhuǎn)換電路。4如權(quán)利要求1所述一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置，其特征是，所述人機交互模塊采用阿爾泰工業(yè)級嵌入式主板ARM8019,所述ARM8019為ARM 10處理器，PC104主 板,WinCE5.0及驅(qū)動程序64MB SDRAM 256MB NandFlash 32MB NorFlash,支持RGB接口的DSTN和TFT液晶屏，支持VGA接口，800 x600分辨率。5

28、如權(quán)利要求1所述一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置的過電壓檢測方法，其特征是：初始化后，具體工作步驟如下：步驟一：系統(tǒng)將限值通過串口傳送給主控制電路板，同時系統(tǒng)采集模擬量數(shù)據(jù)、廠站監(jiān)控數(shù)據(jù)分別通過SPI通信、串口通信傳送給主控制電路板；步驟二：主控制電路板根據(jù)當前電網(wǎng)遙測數(shù)據(jù)并讀取數(shù)據(jù)庫中電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)，進行模態(tài)分析和諧波潮流算法運算，根據(jù)設(shè)定保護限值作出最終保護方案；步驟三：主控制電路板判斷用戶設(shè)定系統(tǒng)運行方式，如果系統(tǒng)運行于離線狀態(tài)，系統(tǒng)保護 方案顯示于客戶界面，等待人工確定是否下發(fā)。如果系統(tǒng)運行于在線狀態(tài)，那么直接將動作 命令下發(fā)給主站。-2 -權(quán)利要求書6如權(quán)利要求6所述一種電容器諧波諧振

29、過電壓保護裝置的過電壓檢測方法，其所述步 驟二中的模態(tài)分析具體步驟為：（1）讀取主控制電路板中采集的數(shù)據(jù)，設(shè)基準頻率為初始頻率；（2）對系統(tǒng)元件進行建模；（3）根據(jù)主控制電路板中讀取的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)形成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)導納陣；（4）對導納陣進行模態(tài)處理；（5）判斷頻率是否超出最大頻率限制，一般最高位50次，若超出了，則輸出模態(tài)分析 結(jié)果，若沒有，則重復（2）之后的步驟。7如權(quán)利要求6所述一種電容器諧波諧振過電壓保護裝置的過電壓檢測方法，其所述步 驟二中的諧波潮流分析具體步驟為：（1）諧波潮流主程序首先進行基波潮流分析；（2）判斷頻率是否與基波頻率相等，若相等，將基波頻率全部存儲在監(jiān)測器，若不相等, 把基波頻率賦給當前頻率，判斷基頻解