[发明专利]一种过激磁倍数计算方法

说明书

本发明公开了一种过激磁倍数计算方法，包括对设备运行时的三相电压瞬时值函数求二阶导数；对三相电压瞬时值进行立方运算；计算各相电压瞬时值的立方值与对应二阶导数的比值；将所有比值相加的结果乘以‑4π²/3后开方，得到过激磁倍数瞬时值。本发明过激磁倍数的计算是瞬时完成的，理论上不需要任何数据窗就可以根据三相电压瞬时值得到过激磁倍数，使用过激磁倍数作为保护动作量的过激磁保护可以做到时间误差较小。

技术领域

本发明涉及一种过激磁倍数计算方法，属于电力系统继电保护领域。

背景技术

同步电机、变压器正常工作时的工作点一般在励磁曲线的饱和区附近。如果在工作时磁感应强度增加，将会使得励磁电流大幅度增大，造成过激磁现象。由于铁芯损耗正比于磁感应强度的平方，因此过激磁现象会导致铁芯铁损增大，铁芯发热增大，严重时可能会烧坏铁芯叠片。因此大型的同步电机、变压器一般需要配置过激磁保护，在设备过激磁时迅速反应并切除故障，保障设备的安全运行。

由于磁感应强度在保护装置中难以测量，而磁感应强度正比于U/f，(其中U为设备运行时的电压有效值，f为设备运行时的频率),因此保护装置中通过测量U/f来反应设备的过激磁情况，U/f称为过激磁倍数。

目前用来测量过激磁倍数主要的技术是分别测量设备运行时的电压有效值和设备运行时的频率，再通过电压有效值和频率相除来计算过激磁倍数。由于计算电压有效值和频率都需要一定的数据窗，导致过激磁倍数的计算存在一定的迟延，从而使得使用过激磁倍数作为动作量的过激磁保护的时间误差较大，特别在频率较低时，由于计算频率的周期非常长，时间误差更加明显。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种过激磁倍数计算方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种过激磁倍数计算方法，包括，

对设备运行时的三相电压瞬时值函数求二阶导数；

对三相电压瞬时值进行立方运算；

计算各相电压瞬时值的立方值与对应二阶导数的比值；

将所有比值相加的结果乘以-4π²/3后开方，得到过激磁倍数瞬时值。

过激磁倍数的公式为，

其中，M(t)为过激磁倍数瞬时值，X(t)为所有比值相加的结果，t表示时刻。

X(t)＝X_a(t)+X_b(t)+X_c(t)

其中，X_a(t)、X_b(t)、X_c(t)分别为三相电压瞬时值的相立方值与对应二阶导数的比值。

其中，U_a(t)、U_b(t)、U_b(t)为三相电压瞬时值。

其中，U为设备运行时的电压有效值，f为设备运行时的电压频率，α为设备运行时的电压初相角。

其中，分别为U_a(t)、U_b(t)、U_b(t)的二阶导数。