基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)同步信號檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)同步信號檢測方法。該方法通過高壓調(diào)理變壓器及低壓調(diào)理變壓器，將陽極電壓調(diào)理到同步電壓檢測板要求的范圍內(nèi)，通過數(shù)字采集單元將電壓信號離散，進行帶通濾波消除陽極電壓的換相缺口，再以超前環(huán)節(jié)對引入濾波所帶來的同步信號相位延遲進行補償，通過多路相電壓的相位協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了多路冗余的同步信號檢測，在該基礎上進行過零檢測，輸出可控硅觸發(fā)電路的同步信號，從而實現(xiàn)了同步信號的數(shù)字化檢測，避免了采用模擬電路存在的檢測精度低問題，避免了采用過零檢測法存在的誤判風險，保證了同步信號的實時性和準確性。
【專利說明】基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)同步信號檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)同步發(fā)電機靜態(tài)勵磁系統(tǒng)【技術領域】，特別涉及采用可控硅整流橋為功率整流裝置的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)的同步信號獲取領域。
【背景技術】
[0002]勵磁系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機的重要組成部分，是給發(fā)電機提供轉(zhuǎn)子直流勵磁電流的一種自動裝置。
[0003]本發(fā)明所涉及的勵磁系統(tǒng)承擔著調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓及無功的責任，其主電路采用三相全控橋整流電路(也稱整流橋)，主要元件是可控硅，其觸發(fā)電路的同步電壓信號由整流電路的陽極電壓提供。同步電壓信號相位的準確性決定了可控硅觸發(fā)脈沖的準確性，直接影響到勵磁系統(tǒng)的輸出電流，進而決定發(fā)電機定子的輸出電壓，也即發(fā)電機的最終輸出，可見準確檢測該同步信號在勵磁系統(tǒng)中的重要性。
[0004]目前，廣泛采用的同步信號檢測方法是過零檢測法，即取同步信號的過零點為基準來確定可控硅的觸發(fā)角度。此方法在發(fā)電機系統(tǒng)正常運行時可以保證穩(wěn)定工作。然而，采用該方法存在一定的誤判風險，具體體現(xiàn)在:由于系統(tǒng)的要求，控制信號會在一相可控硅仍然導通時，觸發(fā)另一相可控硅，使得原來導通的可控硅由于承受反向電壓而關斷，而可控硅關斷需要時間，并且主電路的負載為發(fā)電機的轉(zhuǎn)子(相當于一個大電感)，電感電流不能突變，因此在某相可控硅關斷的瞬間，主電路的電流不能立即降到零，使得換相過程中兩相處于短路狀態(tài)，導致整流橋的陽極電壓出現(xiàn)跳變，形成了換相缺口，由于換相缺口的存在，導致陽極電壓的波形多次穿過零點，已不再是標準的三角函數(shù)波形，這樣就會導致觸發(fā)脈沖錯誤，最終影響勵磁系統(tǒng)的輸出電壓，導致發(fā)電機輸出電壓與所要求的不一致。因此，發(fā)明一種避免采用過零檢測法存在的誤判風險，保證同步信號的實時性和準確性的方法迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于改進原有過零檢測方法的缺陷，避免整流電路陽極電壓多過零點導致采用過零檢測方法時存在觸發(fā)脈沖錯誤的問題，使得到的同步信號具有冗余度，同時通過數(shù)字化的檢測，提高同步信號的可靠性。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下步驟實現(xiàn)的:
[0007]I)高壓調(diào)理變壓器⑴接入勵磁系統(tǒng)整流橋⑷的陽極電壓，高壓調(diào)理變壓器
(I)的輸出接于低壓調(diào)理變壓器(2)的輸入；低壓調(diào)理變壓器(2)接入同步信號檢測板
(3)；
[0008]2)對待檢測的功率整流裝置及其組成環(huán)節(jié)進行編號:將六個可控硅分別編號為1\、T2, T3> T4, T5和T6,整流裝置的三相交流輸入信號分別用UA、UB、UC表示；
[0009] 3)選擇數(shù)字信號處理器:根據(jù)功率整流裝置陽極信號的工作頻率范圍、檢測同步信號算法的計算時間參數(shù)確定處理器的采樣頻率，保證fs ^ 5fu和fs ^ 1/TPM。，其中，fs為數(shù)字信號處理器的采樣頻率，fu為陽極信號的最大工作頻率，Tproc為算法的計算時間；
[0010]4)計算確定測量裝置變壓器的型號和參數(shù):將整流裝置的交流輸入信號UA、UB、UC引出，分別接于變壓器的一次側(cè)，利用變壓器的連接方式和變比設定，使其輸出幅值為±10V的電壓信號Uab、Ubc、Uea,變壓器輸出電壓應滿足數(shù)字米樣板的輸入范圍要求,該要求根據(jù)數(shù)字信號處理器的技術參數(shù)確定；
[0011]5)將變壓器的輸出電壓信號Uab、UmUm接在數(shù)字信號處理器的三個輸入端口，通過數(shù)據(jù)采集端口的數(shù)字采樣功能，處理得到離散化的電壓信號，將其標記為Jra,巧,，并且存在以下關系
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)同步信號檢測方法，其特征是:該方法包括如下步驟: 1)高壓調(diào)理變壓器(I)接入勵磁系統(tǒng)整流橋(4)的陽極電壓，高壓調(diào)理變壓器(I)的輸出接于低壓調(diào)理變壓器⑵的輸入；低壓調(diào)理變壓器⑵接入同步信號檢測板⑶； 2)對待檢測的功率整流裝置及其組成環(huán)節(jié)進行編號:將六個可控硅分別編號為?\、Τ2、T3、T4、T5和Τ6，整流裝置的三相交流輸入信號分別用UA、UB、UC表示； 3)選擇數(shù)字信號處理器:根據(jù)功率整流裝置陽極信號的工作頻率范圍、檢測同步信號算法的計算時間參數(shù)確定處理器的采樣頻率，應保證fs ^ 5fu和fs ^ 1/TPM。，其中，fs為數(shù)字信號處理器的采樣頻率，fu為陽極信號的最大工作頻率，Tproc為算法的計算時間； 4)計算確定測量裝置變壓器的型號和參數(shù):將整流裝置的交流輸入信號UA、UB、UC引出，分別接于變壓器的源端，利用變壓器的連接方式和變比設定，使其輸出幅值為±10V的電壓信號Uab、Ubc、Uca,變壓器輸出電壓應滿足數(shù)字采樣板的輸入范圍要求，該要求根據(jù)數(shù)字信號處理器的技術參數(shù)確定； 5)將變壓器的輸出電壓信號Uab、Ubc,Uca接在數(shù)字信號處理器的三個輸入端口，通過數(shù)據(jù)采集端口的數(shù)字采樣功能，處理得到離散化的電壓信號，將其標記為，并且存在以下關系
【文檔編號】H02M1/08GK104009614SQ201410280473
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】趙夢瑩, 石雨濤, 李顯彤, 解植瑩 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司