[发明专利]一种发电机实时功角测量方法

权利要求书

1.一种发电机实时功角测量方法，在发电机转子任意位置上安装一个键相齿，在键相齿正对面位置固定一个脉冲传感器，用于输出键相脉冲信号；其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

步骤1：采集GPS或北斗秒脉冲,构建基准信号：通过最高优先级中断实时捕获GPS或北斗的秒脉冲,以捕获秒脉冲的时刻为零时刻，构建一个虚拟的工频周期信号，在捕获秒脉冲时以系统时钟为参考，选定捕获时刻与当前零时刻间时间差最接近一秒的脉冲为真正的秒脉冲，并将此捕获时刻设定为新的零时刻，作为工频基准信号；

步骤2：实时采集发电机的三相机端电压信号和三相机端电流信号，对采样值做数字带通滤波处理后，计算正序机端电压相量和正序机端电流相量，由此获得正序机端电压相对于GPS或北斗虚拟工频基准信号的相位差ψ；

步骤3：采集键相脉冲信号，对采集值做零漂和刻度处理后获得脉冲信号的最大值和最小值，初始阶段，设定最大值和最小值的中间值为脉冲沿位置识别的门槛值，此门槛值在后续发电机功角计算中保持固定不变，获得键相脉冲信号周期Tp,电网工频信号的周期为T，键相脉冲沿的位置与GPS或北斗构建的工频基准信号周期起点间的时间差为t,则计算键相脉冲相位β＝t*(360/T)；

步骤4：识别发电机的空载运行状态，获取发电机空载运行状态下的初始角θ，发电机空载运行状态下的初始角θ等于发电机空载状态下的键相脉冲相位与正序机端电压的相角的差值，并闭锁初始角θ；

步骤5：识别发电机带载运行状态，计算发电机带载运行状态下的功角δ，即发电机带载运行状态下键相脉冲相位-发电机带载运行状态下正序机端电压的相角-初始角θ。

2.根据权利要求1所述的发电机实时功角测量方法，其特征在于：

在步骤4中，当步骤2获得的正序机端电压相量幅值处于预设的电压阈值范围内、正序机端电流相量幅值不超过预设的空载电流阈值，并且步骤3获得的键相脉冲信号周期Tp与电网工频信号的周期误差小于10微秒时，则判断发电机处于空载运行状态。

3.根据权利要求2所述的发电机实时功角测量方法，其特征在于：

在步骤4中，所述预设的电压阈值范围为发电机额定电压幅值的0.998～1.002倍之间；

所述空载电流阈值为发电机额定电流幅值的4‰。

4.根据权利要求1所述的发电机实时功角测量方法，其特征在于：

在步骤5中，当步骤2获得的正序机端电流相量幅值超过空载电流阈值时，则判断发电机处于带载运行状态。

5.根据权利要求4所述的发电机实时功角测量方法，其特征在于：

在步骤5中，所述空载电流阈值为发电机额定电流幅值的4‰。