[发明专利]一种多极对数发电机功角测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自动化控制技术，具体是涉及一种多极对数发电机功角测量方法。

背景技术

发电机功角是反应电力系统稳定性的重要状态变量之一，它是电网扰动、振荡和失稳轨迹的重要记录数据，发电机功角是指发电机的内电势与发电机机端电压之间的夹角，测量发电机功角的关键是测取发电机内电势的空间位置，而内电势本身是不可测量的电气参数，由于发电机内电势方向与发电机转轴位置固定，所以测量内电势需要一个转轴信号，标定好转轴信号与发电机内电势之间的夹角（初始角），然后，测取转轴信号与机端电压之间的夹角就能确定发电机内电势的空间位置，所以通常人们只能通过测取转轴信号的方法间接获得内电势的空间位置。

通过在发电机转子轴上设置测速齿轮齿盘，通过一定的变换来实现功角测量。在发电机为多极对数情况时，需要在齿盘上加工与发电机极对数数目相同的齿数并且齿距相同，由于齿盘的加工误差、安装误差等往往会导致齿宽、齿距不一致的情况发生，从而导致测量出的发电机功角误差较大。为了减小误差，常采用软件算法对其进行修正，现有技术中有“平均法”和“特征匹配法”两种方法进行发电机功角测量，“平均法”利用测量的一个转动周期内的总鉴相角度减去总的初相角，再除以发电机的极对数，从而得到一个平均的发电机功角，该方法在发电机稳态运行时具有较高的精度，但是当发电机处于暂态、动态的运行条件时，由于其平均化效应，使得测量的发电机功角不能准确反应出发电机的功角状态；“特征匹配法”是利用齿盘的安装误差，使用软件算法查找到大齿并推算出鉴相信号对应的齿序号，再减去对应齿的初相角得到发电机的功角，此法在发电机频率波动时会导致特征齿匹配失败，从而导致测量误差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种实时、可靠性高的多极对数发电机功角测量方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的多极对数发电机功角测量方法，包括以下步骤：

（1）将所述多极对数发电机的多极对数进行顺序编号；

（2）将安装在发电机转轴上的齿盘的齿数目、齿宽度、齿间距按照编码规则进行分区编码；

（3）当多极对数发电机转动时，安装在发电机转轴上的齿盘随发电机转轴同步转动；

（4）安装在发电机转轴一侧的鉴相探头对转动的齿盘进行信号采集，获取不同编码区号的齿盘的连续二进制信号，所述二进制信号为包含发电机转轴位置以及发电机极序号的鉴相信号。

有益效果：本发明提供的方法利用发电机鉴相探头对发电机齿盘产生的信号进行发电机功角的实时测量，提供了实时检测发电机转轴位置以及发电机极序号的鉴相信号，该信号可以应用于任意极对数的发电机功角的直接测量，克服了现有技术中由于鉴相信号无法对发电机特别是对多极对数发电机的极序号进行标定从而导致诸多应用受到限制的问题，大大提高了测量精度和实时响应特性，为电力系统全网发电机功角测量以及电网的自动化控制提供了可靠的数据支持。

附图说明

图1是多极对数发电机功角测量方法流程图；

图2是极对数为4的发电机对应的齿盘编码区分区示意图；

图3是二进制对应齿编码示意图；

图4是编码区号为3的齿盘编码示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的多极对数发电机功角测量方法，包括以下步骤：将所述多极对数发电机的多极对数进行顺序编号；将安装在发电机转轴上的齿盘的齿数目、齿宽度、齿间距按照编码规则进行分区编码：首先将所述齿盘的编码区平均划分为与所述发电机极对数相同数量的一组小编码区；然后依次对划分后的小编码区进行顺序编号；最后按照编码规则将各编号对应的小编码区中的齿盘的齿进行加工固化，所述编码规则是指在编码信息中依次编写同步字段、编号字段、校验字段以及填充字段；当多极对数发电机转动时，安装在发电机转轴上的齿盘随发电机转轴同步转动；安装在发电机转轴一侧的鉴相探头对转动的齿盘进行信号采集，获取不同编码区号的齿盘的连续二进制信号，所述二进制信号为包含发电机转轴位置以及发电机极序号的鉴相信号：预先设定临界值；所述鉴相探头通过检测探头前表面与所述齿盘之间的距离产生对应的电平信号：当所述距离大于所述临界值时产生高电平，当所述距离小于所述临界值时产生低电平。

实施例：