一种高压电动机功率确定方法和测量装置制造方法及图纸

技术编号:19743136 阅读:40 留言:0更新日期:2018-12-12 04:22
本发明专利技术公开一种高压电动机功率确定方法和测量装置,高压电动机与高压母线的连接线路上设有机端保护级电流互感器以及机端测量级电流互感器,高压母线上设有母线电压互感器。本发明专利技术首先获取机端测量级电流互感器的二次侧电流、机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压数据;然后计算电压电流的相关电气特征量;再分别计算电动机二次测量功率和电动机二次保护功率;最后基于电气特征量判断电动机是否处于启动过程中或异常工况:若电动机为正常运行工况,则确定电动机的输出功率为二次测量功率;否则确定电动机的输出功率为二次保护功率。本发明专利技术可解决电动机启动过程和异常工况下功率计算偏差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高压电动机功率确定方法和测量装置
本专利技术涉及电力系统继电保护及其自动化控制
,特别是一种高压电动机功率确定方法和测量装置。
技术介绍
随着电力系统自动化程度的日益提高,一些使用高压电动机较多的工矿企业均安装了电动机保护测控装置,并接入了厂域电气自动化监控系统。为满足电动机测量控制需求,在高压电动机机端安装了一组测量级电流互感器。测量级电流互感器一般用0.5级,即测量精度为0.5%,要求在正常电流下有较高的准确度,使测量准确,但当一次电流较大时测量级电流互感器铁芯容易饱和,从而使二次侧电流值没有相应按变比增大,导致计算功率出现很大的偏差,对于功率参与闭环控制的电机有较大影响,容易引发误停机。保护级电流互感器相对测量级电流互感器精度略差,但抗饱和特性好,能很好的反映故障电流并保证二次值在一定的误差范围内。鉴于这种情况,有必要研究一种精确测量电动机功率的方法,以满足正常运行稳态的功率精度又能保证故障或扰动时暂态的测量误差,克服现有电动机保护测控装置的功能缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是,提供一种高压电动机功率确定方法和测量装置,解决电动机启动过程和异常工况下功率计算偏差较大的问题。本专利技术的技术方案为:一种高压电动机功率确定方法,高压电动机与高压母线的连接线路上设有机端保护级电流互感器以及机端测量级电流互感器,高压母线上设有母线电压互感器;方法包括:S1,获取机端测量级电流互感器的二次侧电流、机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压数据;S2,基于S1获取的数据,计算母线电压、机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量;S3,基于S1获取的机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压,分别计算得到电动机二次测量功率和电动机二次保护功率;S4,基于S2计算得到的机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量,判断电动机是否处于启动过程或异常工况:若电动机处于正常运行工况,则电动机的输出功率为二次测量功率;若电动机处于启动过程中或发生异常工况,则电动机的输出功率为二次保护功率。进一步的,本专利技术方法还包括:S5,基于S2计算得到的母线电压和机端三相保护电流的电气特征量,判断母线电压互感器是否发生二次断线,若是则电动机的输出功率为母线电压互感器二次断线前的输出功率值,直至断线异常消失,则重新根据S4的判断恢复为二次测量功率或二次保护功率值。更进一步的,本专利技术方法还包括:S6,分别基于S2计算得到机端三相测量电流和机端三相保护电流的电气特征量,判断机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器是否发生二次断线:若机端测量级电流互感器二次断线,机端保护级电流互感器正常,则电动机的输出功率为二次保护功率;若机端测量级电流互感器二次断线后,机端保护级电流互感器亦发生二次断线,则电动机的输出功率为机端保护级电流互感器二次断线前的输出功率值。待断线异常消失后,即可根据S4恢复输出功率为二次测量功率或二次保护功率值。具体的,母线电压的电气特征量包括母线正序电压和母线负序电压,机端三相测量电流的电气特征量包括测量三相电流基波有效值、测量电流零序电流值、测量三相电流直流分量、测量三相电流二次谐波有效值和测量三相电流三次谐波有效值;机端三相保护电流的电气特征量包括保护三相电流基波有效值和保护电流零序电流值。优选的,S5中,母线电压互感器发生二次断线的判据为:1)母线负序电压大于预设的负序电压阈值;负序电压阈值可设置为8V;2)母线正序电压小于预设的正序电压阈值,且保护三相电流基波有效值的最大值大于预设的保护三相电流阈值;保护三相电流阈值可设置为0.06In,In为保护电流互感器二次额定值;若满足1)和2)中的任一判据,则母线电压互感器发生二次断线。当母线电压恢复正常,则经过一定的延时认为母线TV断线消除,后根据S4恢复电动机的正常实时功率输出。优选的,S6中,机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次断线判据为:1)三相电流的零序电流3I0>25%Imax+5%In,其中3I0是根据三相电流计算得到的零序电流值,I0是零序电流分解到三相中各相的零序分量,Imax为三相电流基波有效值的最大值,In为电流互感器二次额定值;2)至少一相电流为零;若同时满足上述两个判据则延时判定为电流互感器二次断线,当判据由满足转换为不满足,则延时认为电流互感器二次断线消除。优选的,S2利用全周傅氏算法计算所述电气特征量,具体算法为现有技术。优选的,S3中,电动机输出功率为:式中,P为电动机三相有功功率,Q为电动机三相无功功率,N为一个工频周期的采样点数,iA、iB、ic为机端测量级电流互感器/机端保护级电流互感器测得的电动机机端三相电流,uA、uB、uc为母线三相电压。优选的,S4中,电动机异常工况包括:电机堵转和定子匝间短路故障;若S2计算得到的保护三相电流基波有效值、测量三相电流直流分量值、测量三相电流二次谐波有效值和测量三相电流三次谐波有效值,分别对应大于设定的保护级电流基波门槛值Ih1set、测量级直流分量门槛值Idcset、测量级二次谐波门槛值Ih2set和测量级三次谐波门槛值Ih3set时,判定为电动机处于启动过程中或发生异常工况。此时电动机的输出功率切换为二次保护功率值。优选的,保护级电流基波门槛值Ih1set取1.05—1.5倍的电机额定电流Ie,测量级直流分量门槛值Idcset取0.05—0.1倍电机额定电流Ie,测量级二次谐波门槛值Ih2set取0.1—0.5倍电机额定电流Ie,测量级三次谐波门槛值Ih3set取0.1—0.3倍电机额定电流Ie。本专利技术还公开一种高压电动机功率测量装置,高压电动机与高压母线的连接线路上设有机端保护级电流互感器以及机端测量级电流互感器,高压母线上设有母线电压互感器;高压电动机功率测量装置包括:电压电流采样模块,用于采样获取机端测量级电流互感器的二次侧电流、机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压数据;电压电流特征量计算模块,用于基于采样获取的电压和电流数据,计算母线电压、机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量;功率计算模块,用于基于采样获取的机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压,分别计算得到电动机二次测量功率和电动机二次保护功率;功率确定输出模块,基于计算得到的机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量,判断电动机是否处于启动过程或异常工况:若电动机处于正常运行工况,则电动机的输出功率为二次测量功率;若电动机处于启动过程中或发生异常工况,则电动机的输出功率为二次保护功率。进一步的,高压电动机功率测量装置还包括:母线TV断线判定模块,用于基于计算得到的母线电压和机端三相保护电流的电气特征量,判断母线电压互感器是否发生二次断线,若发生母线TV断线,则功率确定输出模块将电动机的输出功率确定为母线电压互感器二次断线前的输出功率值,直至断线异常消失,则重新恢复为二次测量功率或二次保护功率值。更进一步的,高压电动机功率测量装置还包括:电流互感器断线判定模块,分别基于计算得到机端三相测量电流和机端三相保护电流的电气特征量,判断机端测量级电流互感器和机端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电动机功率确定方法,高压电动机与高压母线的连接线路上设有机端保护级电流互感器以及机端测量级电流互感器,高压母线上设有母线电压互感器;其特征是:方法包括:S1,获取机端测量级电流互感器的二次侧电流、机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压数据;S2,基于S1获取的数据,计算母线电压、机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量;S3,基于S1获取的机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次侧电流以及母线电压互感器的二次电压,分别计算得到电动机二次测量功率和电动机二次保护功率;S4,基于S2计算得到的机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量,判断电动机是否处于启动过程或异常工况:若电动机处于正常运行工况,则电动机的输出功率为二次测量功率;若电动机处于启动过程中或发生异常工况,则电动机的输出功率为二次保护功率。

【技术特征摘要】
1.一种高压电动机功率确定方法,高压电动机与高压母线的连接线路上设有机端保护级电流互感器以及机端测量级电流互感器,高压母线上设有母线电压互感器;其特征是:方法包括:S1,获取机端测量级电流互感器的二次侧电流、机端保护级电流互感器的二次侧电流,以及母线电压互感器的二次电压数据;S2,基于S1获取的数据,计算母线电压、机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量;S3,基于S1获取的机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次侧电流以及母线电压互感器的二次电压,分别计算得到电动机二次测量功率和电动机二次保护功率;S4,基于S2计算得到的机端三相保护电流和机端三相测量电流的电气特征量,判断电动机是否处于启动过程或异常工况:若电动机处于正常运行工况,则电动机的输出功率为二次测量功率;若电动机处于启动过程中或发生异常工况,则电动机的输出功率为二次保护功率。2.根据权利要求1所述的方法,其特征是:还包括:S5,基于S2计算得到的母线电压和机端三相保护电流的电气特征量,判断母线电压互感器是否发生二次断线,若是则电动机的输出功率为母线电压互感器二次断线前的输出功率值,直至断线异常消失,则重新根据S4的判断恢复为二次测量功率或二次保护功率值。3.根据权利要求1所述的方法,其特征是:还包括:S6,分别基于S2计算得到机端三相测量电流和机端三相保护电流的电气特征量,判断机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器是否发生二次断线:若机端测量级电流互感器二次断线,机端保护级电流互感器正常,则电动机的输出功率为二次保护功率;若机端测量级电流互感器二次断线后,机端保护级电流互感器亦发生二次断线,则电动机的输出功率为机端保护级电流互感器二次断线前的输出功率值。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征是:母线电压的电气特征量包括母线正序电压和母线负序电压,机端三相测量电流的电气特征量包括测量三相电流基波有效值、测量电流零序电流值、测量三相电流直流分量、测量三相电流二次谐波有效值和测量三相电流三次谐波有效值;机端三相保护电流的电气特征量包括保护三相电流基波有效值和保护电流零序电流值。5.根据权利要求4所述的方法,其特征是:S5中,母线电压互感器发生二次断线的判据为:1)母线负序电压大于预设的负序电压阈值;2)母线正序电压小于预设的正序电压阈值,且保护三相电流基波有效值的最大值大于预设的保护三相电流阈值;若满足1)和2)中的任一判据,则母线电压互感器发生二次断线。6.根据权利要求4所述的方法,其特征是:S6中,机端测量级电流互感器和机端保护级电流互感器的二次断线判据为:1)三相电流的零序电流3I0>25%Imax+5%In,其中3I0是根据三相电流计算得到的零序电流值,Imax为三相电流基波有效值的最大值,In为电流互感器二次额定值;2)至少一相电流为零;若同时满足上述两个判据则延时判定为电流互感器二次断线,当判据由满足转换为不满足,则延时认为电流互感器二次断线消除。7.根据权利要求4所述的方法,其特征是:S3中,电动机输出功率为:式中,P为电动机三相有功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员:王汉林张建周刘双
申请(专利权)人:国电南瑞南京控制系统有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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