一种发电机功率变送系统及其变送方法
【专利摘要】本发明公开并提供了一种发电机功率变送系统，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。此外，本发明还提供一种发电机功率变送方法，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。本发明适用于电气设备领域。
【专利说明】
一种发电机功率变送系统及其变送方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种发电机功率变送系统及其变送方法。
【背景技术】
[0002]随着电力系统自动化程度日益提高，电厂功率自动调节远程自动调频基本普及。但当系统发生故障或较大扰动时，发电机的功率调节系统跟随动作，往往发生功率过调，引发发电机功率大幅波动，机组运行不稳定。
[0003]究其原因是:发电机功率调节系统的采样前端一般为发电机或发变组出口功率变送器，在系统故障时电压降低，电流剧增，而功率变送器所接的测量级电流互感器TA速饱和特性使得变送器采样TA 二次电流值并没有相应按变比增大，这就导致功率变送器输出功率严重失真。进而导致与之相关的自动调控系统不正常工作，引起发电机功率异常大幅波动，甚至会引起发电机组零功率切机保护动作误切机。鉴于这种情况，有必要研究一种新型功率变送装置，以满足正常运行稳态的采样精度又能保证故障或扰动暂态时的采样误差在一定范围内，为功率自动调节系统提供安全可靠的采样值。
[0004]
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的发电机功率变送系统，以便克服现有变送系统的上述缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发电机功率变送系统，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。此外，本发明还提供一种发电机功率变送方法，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种发电机功率变送系统，它包括功率变送装置、机端保护级电流互感器、机端测量级电流互感器、发电机机端电压互感器，所述功率变送装置分别通过所述机端保护级电流互感器、机端测量级电流互感器、发电机机端电压互感器连接发电机，所述功率变送装置通过所述发电机机端电压互感器、机端保护级电流互感器、机端测量级电流互感器采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器三相电流和机端测量级电流互感器三相电流；利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器的正序电流、机端测量级电流互感器的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值；当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值，并将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0007]发电机经高阻接地，正常运行和故障情况下，几乎没有零序电流，对于三相三线制，即只接入A、C相电流，所述功率变送装置由A、C相电流计算B相电流。
[0008]对于三相四线制，TA断线条件为三相TA的自产零序电流大于25%的最大相电流与5%In之和，延时报警，异常消失后延时返回。
[0009]所述功率变送装置包括采集模块，用以通过所述发电机机端电压互感器、机端保护级电流互感器、机端测量级电流互感器采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器三相电流和机端测量级电流互感器三相电流;计算模块，用以利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器的正序电流、机端测量级电流互感器的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值;功率值获取模块，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值；输出模块，用以将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0010]Iset为1.1?1.3倍额定电流。所述功率变送装置将功率计算值以4?20mA的方式输出。
[0011]所述发电机的一端连接发电机中性点接地变压器，该发电机中性点接地变压器接地。
[0012]—种发电机功率变送方法，所述方法包括如下步骤:
步骤SI，利用功率变送装置通过发电机机端电压互感器、机端保护级电流互感器、机端测量级电流互感器采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器三相电流和机端测量级电流互感器三相电流；
步骤S2，根据步骤SI采集的数据、利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器的正序电流、机端测量级电流互感器的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值；
步骤S3，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值I set时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值；
步骤S4，将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0013]在步骤S3中，Iset为1.1?1.3倍额定电流。
[0014]发电机正常运行时，功率计算采用测量级电流互感器二次电流，以保证稳态运行的计算精度；当系统故障、电流剧增时，功率计算电流自动切换到保护级电流互感器二次电流，电流恢复正常后再切回至测量级电流互感器，采用正序电压和正序电流计算功率值，并将功率值以4?20mA的方式输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0015]功率计算电流根据保护级电流互感器的电流基波有效值大小进行自动切换，采用全周傅立叶算法计算保护级电流互感器的电流基波有效值；当保护级电流互感器二次电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算取保护级电流互感器电流；当保护级电流互感器二次电流基波有效值小于切换门槛值Iset时，功率计算取测量级电流互感器电流；Iset取I.I?1.3倍额定电流。
[0016]本发明的有益效果是:本发明提出的发电机功率变送系统及方法，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。本发明能弥补以往功率变送器暂态情况下采样失真的不足，能够最大限度保障稳态采样精度和暂态时采样可靠，防止与功率变送器相关的发电机功率自动调节系统误动作引起的发电机功率异常波动。
【附图说明】
[0017]图1为本发明发电机功率变送系统的连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种发电机功率变送系统，它包括功率变送装置1、机端保护级电流互感器2、机端测量级电流互感器3、发电机机端电压互感器4，所述功率变送装置I分别通过所述机端保护级电流互感器2、机端测量级电流互感器3、发电机机端电压互感器4连接发电机5，所述功率变送装置I通过所述发电机机端电压互感器4、机端保护级电流互感器2、机端测量级电流互感器3采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器2三相电流和机端测量级电流互感器三相电流;利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器2的正序电流、机端测量级电流互感器3的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值；当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值，并将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0019]发电机经高阻接地，正常运行和故障情况下，几乎没有零序电流，对于三相三线制，即只接入A、C相电流，所述功率变送装置I由A、C相电流计算B相电流。
[0020]对于三相四线制，TA断线条件为三相TA的自产零序电流大于25%的最大相电流与5%In之和，延时报警，异常消失后延时返回。
[0021]所述功率变送装置I包括采集模块，用以通过所述发电机机端电压互感器4、机端保护级电流互感器2、机端测量级电流互感器3采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器2三相电流和机端测量级电流互感器三相电流;计算模块，用以利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器2的正序电流、机端测量级电流互感器3的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值;功率值获取模块，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值；输出模块，用以将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0022]Iset为1.1?1.3倍额定电流。所述功率变送装置I将功率计算值以4?20mA的方式输出。
[0023]所述发电机5的一端连接发电机中性点接地变压器6，所述发电机中性点接地变压器6接地。
[0024]—种通过上述发电机功率变送系统来实现的发电机功率变换方法，它包括一下步骤:
步骤SI，利用功率变送装置I通过发电机机端电压互感器4、机端保护级电流互感器2、机端测量级电流互感器采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器2三相电流和机端测量级电流互感器3三相电流；
步骤S2，根据步骤SI采集的数据、利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器的正序电流、机端测量级电流互感器3的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值； 步骤S3，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值I set时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值；
步骤S4，将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0025]在步骤S3中，Iset为1.1?1.3倍额定电流。
[0026]发电机正常运行时，功率计算采用测量级电流互感器二次电流，以保证稳态运行的计算精度；当系统故障、电流剧增时，功率计算电流自动切换到保护级电流互感器二次电流，电流恢复正常后再切回至测量级电流互感器，采用正序电压和正序电流计算功率值，并将功率值以4?20mA的方式输出，供发电机功率自动调节系统使用。
[0027]在本具体实施例中，功率计算电流根据保护级电流互感器的电流基波有效值大小进行自动切换，采用全周傅立叶算法计算保护级电流互感器的电流基波有效值；当保护级电流互感器二次电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算取保护级电流互感器电流；当保护级电流互感器二次电流基波有效值小于切换门槛值Iset时，功率计算取测量级电流互感器电流；Iset取1.1?1.3倍额定电流。
[0028]综上所述，本发明提出的发电机功率变送系统及方法，可防止系统故障时发电机功率自动调节系统不正确动作引起的发电机功率异常大幅波动。本发明能弥补以往功率变送器暂态情况下采样失真的不足，能够最大限度保障稳态采样精度和暂态时采样可靠，防止与功率变送器相关的发电机功率自动调节系统误动作引起的发电机功率异常波动。
[0029]本发明适用于电气设备领域。
【主权项】
1.一种发电机功率变送系统，其特征在于:它包括功率变送装置(I)、机端保护级电流互感器(2)、机端测量级电流互感器(3)、发电机机端电压互感器(4)，所述功率变送装置(I)分别通过所述机端保护级电流互感器(2)、机端测量级电流互感器(3)、发电机机端电压互感器(4)连接发电机，所述功率变送装置(I)通过所述发电机机端电压互感器(4)、机端保护级电流互感器(2 )、机端测量级电流互感器(3 )采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器(2)三相电流和机端测量级电流互感器三相电流；利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器(2)的正序电流、机端测量级电流互感器(3)的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值；当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值，并将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。2.根据权利要求1所述的发电机功率变送系统，其特征在于:发电机经高阻接地，正常运行和故障情况下，几乎没有零序电流，对于三相三线制，即只接入A、C相电流，所述功率变送装置(I)由A、C相电流计算B相电流。3.根据权利要求2所述的发电机功率变送系统，其特征在于:对于三相四线制，TA断线条件为三相TA的自产零序电流大于25%的最大相电流与5%In之和，延时报警，异常消失后延时返回。4.根据权利要求1所述的发电机功率变送系统，其特征在于:所述功率变送装置(I)包括采集模块，用以通过所述发电机机端电压互感器(4)、机端保护级电流互感器(2)、机端测量级电流互感器(3)采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器(2)三相电流和机端测量级电流互感器三相电流;计算模块，用以利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器(2)的正序电流、机端测量级电流互感器(3 )的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值;功率值获取模块，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值；输出模块，用以将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。5.根据权利要求1所述的发电机功率变送系统，其特征在于:Iset为1.1?1.3倍额定电流。所述功率变送装置(I)将功率计算值以4?20mA的方式输出。6.根据权利要求1所述的发电机功率变送系统，其特征在于:所述发电机的一端连接发电机中性点接地变压器，该发电机中性点接地变压器接地。7.一种发电机功率变送方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤SI，利用功率变送装置(I)通过发电机机端电压互感器(4)、机端保护级电流互感器(2)、机端测量级电流互感器采集发电机机端三相电压、机端保护级电流互感器(2)三相电流和机端测量级电流互感器(3)三相电流； 步骤S2，根据步骤SI采集的数据、利用全周傅立叶算法计算正序电压、机端保护级电流互感器的正序电流、机端测量级电流互感器(3)的正序电流，以及保护级电流互感器的三相电流的基波有效值； 步骤S3，当保护级电流互感器的三相电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算电流取自保护级电流互感器，否则功率计算电流取自测量级电流互感器，再由正序电压、功率计算正序电流计算功率值； 步骤S4，将功率计算值输出，供发电机功率自动调节系统使用。8.根据权利要求7所述的发电机功率变送方法，其特征在于:在步骤S3中，Iset为1.1?1.3倍额定电流。9.根据权利要求7所述的发电机功率变送方法，其特征在于:发电机正常运行时，功率计算采用测量级电流互感器二次电流，以保证稳态运行的计算精度；当系统故障、电流剧增时，功率计算电流自动切换到保护级电流互感器二次电流，电流恢复正常后再切回至测量级电流互感器，采用正序电压和正序电流计算功率值，并将功率值以4?20mA的方式输出，供发电机功率自动调节系统使用。10.根据权利要求9所述的发电机功率变送方法，其特征在于:功率计算电流根据保护级电流互感器的电流基波有效值大小进行自动切换，采用全周傅立叶算法计算保护级电流互感器的电流基波有效值;当保护级电流互感器二次电流基波有效值大于切换门槛值Iset时，功率计算取保护级电流互感器电流；当保护级电流互感器二次电流基波有效值小于切换门槛值Iset时，功率计算取测量级电流互感器电流；Iset取1.1?1.3倍额定电流。
【文档编号】H02P9/00GK105932915SQ201610549233
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】曹武中
【申请人】珠海中瑞电力科技有限公司