基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法技术

本发明专利技术提供基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，属于电机控制技术领域。该基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法包括如下步骤：S1：在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压；S2：当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流。本发明专利技术中在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压，当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流，母线电压提高至预设值的速度快，准确率高。

Method of improving bus short circuit residual voltage based on reactive power adjustment of synchronous motor

The invention provides a method for improving short-circuit residual voltage of bus bar based on reactive power regulation of synchronous motor, belonging to the technical field of motor control. The method based on reactive power regulation of synchronous motor to increase bus short-circuit residual voltage includes the following steps: S1: exciting synchronous motor to increase bus voltage when detecting short-circuit fault in power system; S2: adjusting the current of synchronous motor to rated current when the bus voltage rises to the preset voltage value. In the invention, the synchronous motor excites to increase the bus voltage when detecting the short circuit fault in the power system. When the bus voltage rises to the preset voltage value, the current of the synchronous motor is adjusted to the rated current, and the bus voltage is raised to the preset value with high speed and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法
本专利技术属于电机控制
，涉及基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法。
技术介绍
在电力系统的运行过程中，时常会发生短路故障。当电力系统发生短路故障时，短路回路中的短路电流值大大增加，同时还会引起电网中电压降低，甚至降低到原来电压的60%—70%，结果可能使部分用户的供电受到破坏。为了使系统能够正常工作，要着重分析引起母线电压降的原因。变电站分为三段，并且由于工艺原因，不能母联，所以每条线路都是独立工作的。但是系统在运行时，总是不可避免的出现短路故障。在正常运行时，变电站的母线电压保持在额定值附近。当变电站发生短路故障后，短路电流的迅速增加，会使母线电压降低到原来的75%甚至70%，这样会导致变电站的很多设备跳闸，系统不能正常工作。
技术实现思路
本专利技术针对现有的技术存在的上述问题，提供基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提高在电力系统出现短路时提高母线电压。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，包括如下步骤：S1：在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压；S2：当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流。优选的，步骤S1中同步电机通过恒有功功率励磁。优选的，步骤S1中为同步电机提供励磁电流通过增大电机的无功功率以增大母线电压。优选的，步骤S1中通过检测电力系统中的电流变化率增大至预设变化率时确定电力系统发生短路故障。优选的，步骤S1中电力系统的电流变化率增大至预设变化率时、母线电压小于预设电压值和短路电流冲击系数变成1时同步电机进行励磁。优选的，步骤S2中具体包括：S21：检测母线电压上升至预设电压值，将短路电流冲击系数调节为0；S22：将同步电机的电流调节至额定电流。优选的，还包括用以通过检测电力系统中的电流增大至预设电流值时确定电力系统发生短路故障的短路电流判定装置。优选的，步骤S21中包括用以检测母线电压的电压检测装置和用以在电压检测装置检测母线电压上升至预设电压值时将短路电流冲击系数调节为0的恢复装置。优选的，还包括用以检测母线电压的励磁电压反馈装置和用以在励磁电压反馈装置检测母线电压小于预设电压值给同步电机提供励磁电流通过增大电机的无功功率以增大母线电压的励磁电压给定装置。优选的，还包括用以在检测电力系统发生短路故障时进行报警的报警装置。本专利技术中在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压，当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流，母线电压提高至预设值的速度快，准确率高。附图说明图1是本专利技术的流程示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。请参阅图1，本实施例中的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，包括如下步骤：S1：在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压；S2：当母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流。此处，电力系统无功平衡式为：Q∑=Q1-Qc-Qd，式中Q∑为系统总的无功功率，Q1为线路和电阻的无功功率，Qc为系统电容总的无功功率，Qd为同步电机的无功功率，电力系统发生短路故障时，Qd和Qc保持不变，而Q1则会上升，导致Q∑急增。电力系统中的电压降的标幺值计算式为：△U%=（Q∑*X）/U2,式中△U%为电压降，X为系统的总电抗，一般在电力系统中电抗的数值要远远大于电阻，所以一般不考虑电阻对电压降的影响，U为实时的母线电压，电压降上升，导致母线电压下降。在检测电力系统发生短路故障时，短路电流迅速增加，会使母线电压降低到原来的75%甚至是70%，这样会导致很多设备跳闸，系统就不能够正常工作，所以需要增大母线电压，可以对同步电机进行励磁实现增大母线电压，保证电力系统的正常稳定运行，同时同步电机的电流会随着励磁的进行增大。在对同步电机进行励磁时，监测母线电压的上升情况，当检测到母线电压上升至预设电压值时，可以将同步电机的电流调节至额定电流避免继续给同步电机励磁使得母线电压超过预设电压值，节省电能，保护设备的正常运行。步骤S1中同步电机可以通过恒有功功率励磁。恒有功功率励磁可以使同步电机的拖动转矩保持不变，而且负载也没有变化，这样同步电机的有功功率不会发生变化。在电力系统发生短路时，对同步电机采用恒有功功率励磁，同步电机的有功功率不会发生变化，同步电机的有功功率不会增加或减小，同步电机会自动增大电流，既可以强行励磁，使得系统的无功功率上升，这样就可以使得系统的电压降减小，使得系统的母线电压上升至预设电压值，准确率高。步骤S1中为同步电机提供励磁电流可以通过增大电机的无功功率以增大母线电压。在检测电力系统发生短路故障时，给同步电机的转子提供励磁电流，转子周围可以感应生成一个直流磁场，对同步电机进行励磁，这样就可以给同步电机提供其所需的无功功率，保证电力系统的正常稳定运行。步骤S1中可以通过检测电力系统中的电流变化率增大至预设变化率时确定电力系统发生短路故障。电力系统正常运行时流过电力系统中的电流为额定值左右，当电力系统发生短路故障时，电流值瞬间增大，这时可以通过计算求出在预设时间内短路电流的最大有效值，然后求出最大有效值与额定值的差值，通过对差值求出时间的导数，这样就可以求出短路电流的电流变化率，就可以通过检测电力系统中的电流变化率，当电流变化率增大至预设变化率时可以确定电力系统发生短路故障，预设变化率可以为一个安全系数，操作简便，准确率高。步骤S1中电力系统的电流变化率增大至预设变化率时、母线电压小于预设电压值和短路电流冲击系数变成1时同步电机可以进行励磁。在电力系统发生短路故障时，短路电流冲击系数会由0变为1，电力值瞬间增大，电流变化率会增大至预设变化率，系统总的无功功率会增大，系统的电压压降会增大，则母线电压会小于预设电压值，此时为了保护设备，保证系统的稳定运行，需要降低系统总的无功功率，则通过增大同步电机的无功功率来减小系统总的无功功率，这样就需要对同步电机进行励磁，操作简便，准确率高。步骤S2中可以具体包括：S21：检测母线电压上升至预设电压值，可以将短路电流冲击系数调节为0；S22：可以将同步电机的电流调节至额定电流。此处，在对同步电机进行励磁时，需要监测母线电压的上升情况，当检测到母线电压上升至预设电压值时，可以将短路电流冲击系数调节为0，保证系统的稳定运行，可以将同步电机的电流调节至额定电流避免继续给同步电机励磁使得母线电压超过预设电压值，节省电能，保护设备的正常运行。作为本专利技术中的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法还可以包括用以通过检测电力系统中的电流增大至预设电流值时确定电力系统发生短路故障的短路电流判定装置。这样就可以通过短路电流判定装置实时检测电力系统中的电流，在电流增大至预设电流值时就能够确定电力系统发生短路故障，这样检测的电流值准确性高，便于自动化操作，有助于判断电力系统是否发生短路故障。步骤S21中可以包括用以检测母线电压的电压检测装置和用以在电压检测装置检测母线电压上升至预设电压值时将短路电流冲击系数调节为0的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压；S2：当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流。

【技术特征摘要】
1.基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在检测电力系统发生短路故障时，同步电机进行励磁以增大母线电压；S2：当所述母线电压上升至预设电压值时，将同步电机的电流调节至额定电流。2.如权利要求1所述的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于：步骤S1中同步电机通过恒有功功率励磁。3.如权利要求1所述的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于：步骤S1中为同步电机提供励磁电流通过增大电机的无功功率以增大母线电压。4.如权利要求1或2所述的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于：步骤S1中通过检测电力系统中的电流变化率增大至预设变化率时确定电力系统发生短路故障。5.如权利要求1或2所述的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征在于：步骤S1中电力系统的电流变化率增大至预设变化率时、母线电压小于预设电压值和短路电流冲击系数变成1时同步电机进行励磁。6.如权利要求1或2所述的基于同步电机无功调节提高母线短路残压的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠康，孟祥飞，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42