[发明专利]一种高压变频器电流谐波监测报警系统及方法

权利要求书

1.一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置采样频率采集电动机定子电流数据；

对定子电流数据进行信号频谱分析，获取奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值；

根据获取的奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值进行计算得到奇数次谐波和间谐波的含量；

设置阈值，若最大奇数次谐波和间谐波最大含量超过阈值，则生成报警信号；

将报警信号上报至DCS控制系统，获取故障信息。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，在对定子电流数据进行信号频谱分析，获取奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值中，所述奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值是根据DFT算法解算得到的。

3.根据权利要求1所述的一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，在根据获取的奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值进行计算得到奇数次谐波和间谐波的含量中，通过分别对所述奇数次谐波和基频左右侧最大幅值间谐波进行搜索获得幅值最大的间谐波频率点，并用各奇数次谐波和最大幅值间谐波的幅值除以基频幅值算得奇数次谐波和间谐波含量。

4.根据权利要求2所述的一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，在根据获取的奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值进行计算得到奇数次谐波和间谐波的含量中，根据DFT算法解算时，其表达式如下：

其中，X(k)表示经DFT变换后的结果，x(n)为采样信号；

令采样过程采样频率为f_s，则采样周期T_s＝1/f_s，N为采样信号的点数，利用欧拉公式进行替换有：

实部:

虚部：

根据DFT性质，实际信号在各频率点的幅值和相位为：

其中，Amp(k*Δf)为频率k*Δf处的幅值，φ(k*Δf)为频率k*Δf处的频率，Δf为DFT分析的频率分辨率。

5.根据权利要求4所述的一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，在设置采样频率采集电动机定子电流数据中，包括：

更新采样过程采样频率f_s；

更新采样点数N；

更新计算频率点数即最大k值；

更新频率分辨率Δf；

更新左右间隙波搜索范围。

6.根据权利要求1所述的一种高压变频器电流谐波监测报警方法，其特征在于，在设置采样频率采集电动机定子电流数据中，采样整数周期倍数时间的输出电流，其中还设置采样频率采集电动机定子电压数据。

7.一种高压变频器电流谐波监测报警系统，其特征在于，包括高压变频器本体、变频调速系统和DCS控制系统；

高压变频器本体，其接入三相交流电控制输出电流至电动机；

变频调速系统，用于在稳态运行时，获取电动机定子电流数据和定子电压数据，并对定子电流数据进行信号频谱分析，得到奇数次谐波幅值、最大幅值间谐波和基频幅值，再根据幅值数据进行计算得到奇数次谐波和间谐波的含量，并设定阈值，若最大奇数次谐波和间谐波最大含量超过阈值则生成报警信号；

DCS控制系统，其设置干节点和信号节点分别接收变频调速系统的谐波超标报警信号和间谐波最大含量信号，用于记录并储存奇数次谐波和间谐波的含量，并获取报警信号进行故障报警。