一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)及其變送方法
【專利摘要】本發(fā)明公開并提供了一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)電機(jī)功率變送方法，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。本發(fā)明適用于電氣設(shè)備領(lǐng)域。
【專利說明】
一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)及其變送方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)及其變送方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)自動化程度日益提高，電廠功率自動調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程自動調(diào)頻基本普及。但當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或較大擾動時，發(fā)電機(jī)的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)跟隨動作，往往發(fā)生功率過調(diào)，引發(fā)發(fā)電機(jī)功率大幅波動，機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定。
[0003]究其原因是:發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的采樣前端一般為發(fā)電機(jī)或發(fā)變組出口功率變送器，在系統(tǒng)故障時電壓降低，電流劇增，而功率變送器所接的測量級電流互感器TA速飽和特性使得變送器采樣TA 二次電流值并沒有相應(yīng)按變比增大，這就導(dǎo)致功率變送器輸出功率嚴(yán)重失真。進(jìn)而導(dǎo)致與之相關(guān)的自動調(diào)控系統(tǒng)不正常工作，引起發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動，甚至?xí)鸢l(fā)電機(jī)組零功率切機(jī)保護(hù)動作誤切機(jī)。鑒于這種情況，有必要研究一種新型功率變送裝置，以滿足正常運(yùn)行穩(wěn)態(tài)的采樣精度又能保證故障或擾動暫態(tài)時的采樣誤差在一定范圍內(nèi)，為功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供安全可靠的采樣值。
[0004]
有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種新的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，以便克服現(xiàn)有變送系統(tǒng)的上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)電機(jī)功率變送方法，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，它包括功率變送裝置、機(jī)端保護(hù)級電流互感器、機(jī)端測量級電流互感器、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器，所述功率變送裝置分別通過所述機(jī)端保護(hù)級電流互感器、機(jī)端測量級電流互感器、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器連接發(fā)電機(jī)，所述功率變送裝置通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器、機(jī)端保護(hù)級電流互感器、機(jī)端測量級電流互感器采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流；利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值；當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值，并將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0007]發(fā)電機(jī)經(jīng)高阻接地，正常運(yùn)行和故障情況下，幾乎沒有零序電流，對于三相三線制，即只接入A、C相電流，所述功率變送裝置由A、C相電流計算B相電流。
[0008]對于三相四線制，TA斷線條件為三相TA的自產(chǎn)零序電流大于25%的最大相電流與5%In之和，延時報警，異常消失后延時返回。
[0009]所述功率變送裝置包括采集模塊，用以通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器、機(jī)端保護(hù)級電流互感器、機(jī)端測量級電流互感器采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流;計算模塊，用以利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值;功率值獲取模塊，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值；輸出模塊，用以將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0010]Iset為1.1?1.3倍額定電流。所述功率變送裝置將功率計算值以4?20mA的方式輸出。
[0011]所述發(fā)電機(jī)的一端連接發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器，該發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器接地。
[0012]—種發(fā)電機(jī)功率變送方法，所述方法包括如下步驟:
步驟SI，利用功率變送裝置通過發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器、機(jī)端保護(hù)級電流互感器、機(jī)端測量級電流互感器采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流；
步驟S2，根據(jù)步驟SI采集的數(shù)據(jù)、利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值；
步驟S3，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值I set時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值；
步驟S4，將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0013]在步驟S3中，Iset為1.1?1.3倍額定電流。
[0014]發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，功率計算采用測量級電流互感器二次電流，以保證穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計算精度；當(dāng)系統(tǒng)故障、電流劇增時，功率計算電流自動切換到保護(hù)級電流互感器二次電流，電流恢復(fù)正常后再切回至測量級電流互感器，采用正序電壓和正序電流計算功率值，并將功率值以4?20mA的方式輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0015]功率計算電流根據(jù)保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值大小進(jìn)行自動切換，采用全周傅立葉算法計算保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值；當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算取保護(hù)級電流互感器電流；當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值小于切換門檻值Iset時，功率計算取測量級電流互感器電流；Iset取I.I?1.3倍額定電流。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)及方法，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。本發(fā)明能彌補(bǔ)以往功率變送器暫態(tài)情況下采樣失真的不足，能夠最大限度保障穩(wěn)態(tài)采樣精度和暫態(tài)時采樣可靠，防止與功率變送器相關(guān)的發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)誤動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常波動。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，它包括功率變送裝置1、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2、機(jī)端測量級電流互感器3、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器4，所述功率變送裝置I分別通過所述機(jī)端保護(hù)級電流互感器2、機(jī)端測量級電流互感器3、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器4連接發(fā)電機(jī)5，所述功率變送裝置I通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器4、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2、機(jī)端測量級電流互感器3采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流;利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器3的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值；當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值，并將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0019]發(fā)電機(jī)經(jīng)高阻接地，正常運(yùn)行和故障情況下，幾乎沒有零序電流，對于三相三線制，即只接入A、C相電流，所述功率變送裝置I由A、C相電流計算B相電流。
[0020]對于三相四線制，TA斷線條件為三相TA的自產(chǎn)零序電流大于25%的最大相電流與5%In之和，延時報警，異常消失后延時返回。
[0021]所述功率變送裝置I包括采集模塊，用以通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器4、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2、機(jī)端測量級電流互感器3采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流;計算模塊，用以利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器3的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值;功率值獲取模塊，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值；輸出模塊，用以將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0022]Iset為1.1?1.3倍額定電流。所述功率變送裝置I將功率計算值以4?20mA的方式輸出。
[0023]所述發(fā)電機(jī)5的一端連接發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器6，所述發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器6接地。
[0024]—種通過上述發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的發(fā)電機(jī)功率變換方法，它包括一下步驟:
步驟SI，利用功率變送裝置I通過發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器4、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2、機(jī)端測量級電流互感器采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器2三相電流和機(jī)端測量級電流互感器3三相電流；
步驟S2，根據(jù)步驟SI采集的數(shù)據(jù)、利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器3的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值； 步驟S3，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值I set時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值；
步驟S4，將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0025]在步驟S3中，Iset為1.1?1.3倍額定電流。
[0026]發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，功率計算采用測量級電流互感器二次電流，以保證穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計算精度；當(dāng)系統(tǒng)故障、電流劇增時，功率計算電流自動切換到保護(hù)級電流互感器二次電流，電流恢復(fù)正常后再切回至測量級電流互感器，采用正序電壓和正序電流計算功率值，并將功率值以4?20mA的方式輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。
[0027]在本具體實(shí)施例中，功率計算電流根據(jù)保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值大小進(jìn)行自動切換，采用全周傅立葉算法計算保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值；當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算取保護(hù)級電流互感器電流；當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值小于切換門檻值Iset時，功率計算取測量級電流互感器電流；Iset取1.1?1.3倍額定電流。
[0028]綜上所述，本發(fā)明提出的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)及方法，可防止系統(tǒng)故障時發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不正確動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常大幅波動。本發(fā)明能彌補(bǔ)以往功率變送器暫態(tài)情況下采樣失真的不足，能夠最大限度保障穩(wěn)態(tài)采樣精度和暫態(tài)時采樣可靠，防止與功率變送器相關(guān)的發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)誤動作引起的發(fā)電機(jī)功率異常波動。
[0029]本發(fā)明適用于電氣設(shè)備領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:它包括功率變送裝置(I)、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)、機(jī)端測量級電流互感器(3)、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器(4)，所述功率變送裝置(I)分別通過所述機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)、機(jī)端測量級電流互感器(3)、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器(4)連接發(fā)電機(jī)，所述功率變送裝置(I)通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器(4)、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2 )、機(jī)端測量級電流互感器(3 )采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流；利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器(3)的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值；當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值，并將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)電機(jī)經(jīng)高阻接地，正常運(yùn)行和故障情況下，幾乎沒有零序電流，對于三相三線制，即只接入A、C相電流，所述功率變送裝置(I)由A、C相電流計算B相電流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:對于三相四線制，TA斷線條件為三相TA的自產(chǎn)零序電流大于25%的最大相電流與5%In之和，延時報警，異常消失后延時返回。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:所述功率變送裝置(I)包括采集模塊，用以通過所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器(4)、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)、機(jī)端測量級電流互感器(3)采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)三相電流和機(jī)端測量級電流互感器三相電流;計算模塊，用以利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器(3 )的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值;功率值獲取模塊，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值；輸出模塊，用以將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:Iset為1.1?1.3倍額定電流。所述功率變送裝置(I)將功率計算值以4?20mA的方式輸出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)功率變送系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)的一端連接發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器，該發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器接地。7.一種發(fā)電機(jī)功率變送方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟SI，利用功率變送裝置(I)通過發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器(4)、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)、機(jī)端測量級電流互感器采集發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器(2)三相電流和機(jī)端測量級電流互感器(3)三相電流； 步驟S2，根據(jù)步驟SI采集的數(shù)據(jù)、利用全周傅立葉算法計算正序電壓、機(jī)端保護(hù)級電流互感器的正序電流、機(jī)端測量級電流互感器(3)的正序電流，以及保護(hù)級電流互感器的三相電流的基波有效值； 步驟S3，當(dāng)保護(hù)級電流互感器的三相電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算電流取自保護(hù)級電流互感器，否則功率計算電流取自測量級電流互感器，再由正序電壓、功率計算正序電流計算功率值； 步驟S4，將功率計算值輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)功率變送方法，其特征在于:在步驟S3中，Iset為1.1?1.3倍額定電流。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)功率變送方法，其特征在于:發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，功率計算采用測量級電流互感器二次電流，以保證穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的計算精度；當(dāng)系統(tǒng)故障、電流劇增時，功率計算電流自動切換到保護(hù)級電流互感器二次電流，電流恢復(fù)正常后再切回至測量級電流互感器，采用正序電壓和正序電流計算功率值，并將功率值以4?20mA的方式輸出，供發(fā)電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電機(jī)功率變送方法，其特征在于:功率計算電流根據(jù)保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值大小進(jìn)行自動切換，采用全周傅立葉算法計算保護(hù)級電流互感器的電流基波有效值;當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值大于切換門檻值Iset時，功率計算取保護(hù)級電流互感器電流；當(dāng)保護(hù)級電流互感器二次電流基波有效值小于切換門檻值Iset時，功率計算取測量級電流互感器電流；Iset取1.1?1.3倍額定電流。
【文檔編號】H02P9/00GK105932915SQ201610549233
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】曹武中
【申請人】珠海中瑞電力科技有限公司