一种次同步模态信号发散的判别方法技术

本发明专利技术公开了判别次同步模态发散的方法，保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的电气量信号即三相电流IA、IB、IC和机械量信号即大轴轴端的转速ω-ω0，其中ω0为一个时间段内的平均转速，计算三相电流的标幺值，基值取额定电流；转速信号ω为标幺值，基值取额定转速；然后经过低通滤波器和高阶带通滤波器进行滤波，再计算出信号的对应频率和信号的幅值序列；最后再已固定的间隔抽取数据得到新的幅值序列，通过判据启动、幅值比较、发散计数、逻辑比较的办法，判别出各模态信号是否出现持续的增长，如果是，则认为模态发散。保护装置或监测装置报警或跳闸。本发明专利技术可判据简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域，更具体地涉及火力发电厂、核电厂的发电机次同步振荡领域，并涉及发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的判别方法和相应的继电保护装置或监测装置。
技术介绍
我国“西电东送”，大型火电厂往往远离负荷中心，发电机组容量大，多采用长距离输电方式送出电能；为提高输电能力，电网中常配置串联电容补偿、可控串联电容补偿等电力电子设备。这种输电方式是机电耦合引发次同步振荡的典型方式，当机电系统的等值阻尼为负，或者阻尼值很小，或者相关的电力电子设备控制参数不当，则整个系统容易受到扰动而产生电气上的次同步振荡，振荡的频率大多在IOHz 40Hz之间。由于火电机组轴系机械结构细长，发电机在电气上的次同步振荡可能通过次同步扭矩，在机组大轴上产生频率互补的机械扭振现象。电气上的次同步振荡以及轴系上的次同步扭振，可引起机组设备发热、振动、大轴机械疲劳，严重时，疲劳累积可导致大轴在危险断面上产生裂纹甚至扭断。目前，各种抑制次同步振荡的方法能够起到一定的抑制作用，一些监测设备、保护设备也都能够起到监测、保护的作用。在监测和保护设备中需要十分重视次同步模态信号持续发散的工况，这种工况是次同步振荡逐渐扩大、不收敛的状态，对设备的危害较大，因此需要有简明可靠的判别次同步模态发散的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简明可靠的判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法。当机电系统出现次同步振荡时，电气方面，发电机定子绕组的三相电流IA、IB、ICK 有工频(50Hz)分量，又包含次同步(IOHz 40Hz)分量，严重时可出现多个次同步分量，每个次同步分量，称为对应频率的模态分量；机械方面，发电机组的大轴轴端的测速信号ω， 同样也是既有同步速分量，又包含次同步转速分量，也可能同时存在多个次同步分量。本专利技术采取的技术方案是一种判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法；保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的电气量信号即三相电流ΙΑ、 IB、Ie和机械量信号即大轴轴端的转速ω-ω(ι，其中COtl为一个时间段内的平均转速，计算三相电流的标么值，基值取额定电流；转速信号ω为标么值，基值取额定转速；然后经过低通滤波器和高阶带通滤波器进行滤波，再计算出信号的对应频率和信号的幅值序列；最后再已固定的间隔抽取数据得到新的幅值序列，通过判据启动、幅值比较、发散计数、逻辑比较的办法，判别出各模态信号是否出现持续的增长，如果是，则认为模态发散。否则不是模态持续发散。将这四个测量信号Xi (i = 1,2,3,4)经低通滤波Yi = HL(s)Xi i = 1,2,3,4 式 1其中，Hjs)为低通滤波器，截止频率在45Hz附近；信号Xi (i = 1,2,3,4)为输入量，分别表示IA、IB、Ie和(ω-ω(1)，yi表示滤波后的结果；再经过带通滤波(Zi, = Hb, ,.(S)yi)，得到信号j表示信Zij = Hb, j(s)yi j = 1,2,…式 2其中，Hb, j (s)为第j个带通滤波器；信号yi(i = 1,2,3,4)为输入量，Zi 号Yi经过第j个带通滤波后得到的结果。经过过零点算法计算Zq信号的频率，用傅氏方法计算幅值，得过零点测频和傅氏滤波经过上述处理后得到的信号Zi, j,都是正弦波，采用过零点算法计算出信号Zi, j对应的频率fy ；采用傅氏算法计算出信号Zy的幅值序列Ay (η)，得到权利要求1.一种判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法，其特征是保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的电气量信号即三相电流IA、IB、Ic和机械量信号即大轴轴端的转速ω-ω(ι，其中COtl为一个时间段内的平均转速，计算三相电流的标幺值， 基值取额定电流；转速信号ω为标么值，基值取额定转速；然后经过低通滤波器和高阶带通滤波器进行滤波，再计算出信号的对应频率和信号的幅值序列；最后再已固定的间隔抽取数据得到新的幅值序列，通过判据启动、幅值比较、发散计数、逻辑比较的办法，判别出各模态信号是否出现持续的增长，如果是，则认为模态发散。2.如权利要求1所述的一种判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法，其特征是低通滤波器的方式是Yi = H(S)Xii = 1,2,3,4式1其中，Hl(s)为低通滤波器；信号Xi(i = 1,2,3,4)为输入量，分别表示IA、IB、、和 (ω-ω0),Υ 表示滤波后的结果；低通滤波器的截止频率在45Hz附近。3.如权利要求1或2所述的一种判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法，其特征是高阶带通滤波器的方式是zij = Hb, J(S)Yi j = 1,2,…；式 2其中，ΗΒ,j(8)为第j个带通滤波器；信号yi(i = 1,2,3,4)为输入量，Zi,」表示信号yi 经过第j个带通滤波后得到的结果。4.如权利要求1或2或3所述的一种判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法，其特征是经过处理后得到的信号Ziij，都是正弦波，采用过零点算法计算出信号 Zi,对应的频fi,；采用傅氏算法计算出信号Zi,的幅值序列Ai, ,.(η)，得到5.如权利要求1至4之一所述的判别发电机电流、转速信号中次同步模态持续发散的方法，其特征是对幅值序列Auj (η)进行数据抽取，抽取间隔为 ，即对于第j个模态，每经过 个数据才读取一次，存储至数据区，形成一个新的序列By (m)，即Bi，j(m) =Ai，j(m*Nj) m = 0,1,2,…式 4然后对第i个信号的第j个模态，设置三个定值启动值B^settl、数据比较间隔IVj、发散计数定值Cy，设Bi,j(m) > Bi，j,set0 式5Bi,j(m)>Bi,j(m-Ti,j) 式6Cntijj > Cijj式 7当式5满足，则开始比较Bm (m)和Bm (m-T,, j)；如果式6也满足，则对应的计数器Cnti, j加1 ；如果式5或式6不满足，则计数器Cnty减1，直致减到0为止；当式7满足时，判第 i个信号的第j个模态出现持续发散。全文摘要本专利技术公开了判别次同步模态发散的方法，保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的电气量信号即三相电流IA、IB、IC和机械量信号即大轴轴端的转速ω-ω0，其中ω0为一个时间段内的平均转速，计算三相电流的标幺值，基值取额定电流；转速信号ω为标幺值，基值取额定转速；然后经过低通滤波器和高阶带通滤波器进行滤波，再计算出信号的对应频率和信号的幅值序列；最后再已固定的间隔抽取数据得到新的幅值序列，通过判据启动、幅值比较、发散计数、逻辑比较的办法，判别出各模态信号是否出现持续的增长，如果是，则认为模态发散。保护装置或监测装置报警或跳闸。本专利技术可判据简单，易于实现。文档编号G01P3/00GK102435811SQ20111027968公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日专利技术者严伟, 张琦雪, 柏传军, 熊良根, 牛红海, 王凯, 陈俊 申请人:南京南瑞继保工程技术有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦雪，牛红海，柏传军，熊良根，王凯，陈俊，严伟，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：