本发明专利技术公开了一种发电机进相运行功角预警装置及方法，PLC控制器，电气参数测量端口以及工控触摸屏。利用发电机变送器屏输出的电压、电流、功率因数、有功和无功信号，通过两种功角计算原理得到发电机实时功角参数，并在工控触摸屏上显示出来，当发电机进相深度持续降低达到极限值的90％时，发出预警信息，告知现场运行人员停止进相，注意观察发电机进相运行电气和机械参数，防止出现失磁和失步事故；该装置能够解决传统人工计算方式获取功角存在的缺点，使得发电机进相不对本体和电网产生安全隐患。全隐患。全隐患。
【技术实现步骤摘要】
一种发电机进相运行功角预警装置及方法
[0001]本专利技术属于发电机进相
，涉及一种发电机进相运行功角预警装置及方法。
技术介绍
[0002]电力系统有功和无功是两个关键的监测参数，有功主要取决于原动机，无功则决定着系统电压的大小，交流传输系统属于动态控制系统，即在一个做功周期内，发电和用电保持动态平衡。电力系统电压直接影响用户的供电质量，如果电压不在额定范围内，将会对产品的质量产生很大的影响，为了维持电力系统电压维持在额定工作范围，通过自动电压调节器维持全电网的电压稳定，控制各个电源和无功源的出力，维持电压在允许范围内。
[0003]目前电网运行时会出现无功过剩、电压偏高的现象，而随着电网的规模不断扩大，电网的无功储备问题也得到了越来越多的关注。因此有必要开展发电机进相运行工作，充分利用发电机的这一固有能力，吸收系统多余的无功，调节和维持系统较好的、合理的电能质量，避免运行电压偏高所引起的高压设备损坏和使用寿命缩短，具有重要的现实意义。发电机进相能力受到诸多条件限制，其中功角涉及到发电机能够安全、稳定运行，如果功角超过静稳极限，将会造成发电机失磁，严重还可导致发电机失步运行，进一步由保护装置将发电机切除，极不利于电力系统的安全稳定运行，所以在发电机进相过程中，功角是一个重要的监测指标。如何保证发电机能够为电网调压做出贡献，又保证发电机本体和电网的完全，成为电力系统关注的重点。目前发电机在进相时，通常由人工算出发电机的功角，降低了功角计算的时效性，同时也缺少一种专门用于发电机进相的功角装置。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种发电机进相运行功角预警装置及方法，本专利技术能够实时测量出发电机的功角，当功角达到极限值的90％时，发出预警信息，提醒运行人员停止继续进相，保证发电机和电网的安全性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种发电机进相运行功角预警装置，包括：
[0007]PLC控制器，所述PLC控制器的电流通道、电压通道、有功功率通道、无功功率通道、功率因数通道分别与电气参数测量端口电流测量端口、电压测量端口、有功功率测量端口、无功功率测量端口、功率因数测量端口相连；所述PLC控制器用于采集发电机进相运行时的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数参数，得到发电机进相运行功角；
[0008]电气参数测量端口，所述电气参数测量端口用于将发电机电压变送器、电流变送器、有功功率变送器、无功功率变送器和功率因数变送器输出的信号转接至PLC控制器模拟量采集通道；
[0009]工控触摸屏，所述工控触摸屏的485通信端口与所述PLC控制器的485通信端口相连，所述工控触摸屏用于设置发电机进相运行功角预警值，同时实时显示PLC控制器测量的
发电机功角，当功角达到设置预警值时，在工控触摸屏发出预警信息。
[0010]本专利技术进一步的改进在于：
[0011]还包括电源，所述电源直流电压输出24V端口分别与PLC控制器和工控触摸屏直流供电24V端口相连，所述电源用于为PLC控制器和工控触摸屏提供装置工作的电能。
[0012]所述电源采用开关电源或直流稳压电源，额定输出功率为200W，额定输出直流电压为24V，输入电源与额定220V单相交流电源相连，所述电源输出直流电压波动范围为
±
5％额定电压，纹波电压峰峰值≤150mV。
[0013]所述PLC控制器包括CPU模块、模拟量输入模块和信号模块，所述CPU模块分别与模拟量输入模块和信号模块相连，模拟量输入模块具有8路4
‑
20mA输入通道，用于采集发电机电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数变送器输出的4
‑
20mA电流信号，并转换为数字量提供给所述CPU模块；所述信号模块具有485和232通信接口，用于实现CPU模块和工控触摸屏之间的信息交互。
[0014]所述工控触摸屏屏幕尺寸为8.4寸，比例为4:3，分辨率为800*600，额定运行功率为40W，具有64G存储空间和2G内存，所述工控触摸屏实时显示发电机功角设置预警值和测量值，当功角达到设置预警值时，工控触摸屏发出预警信息，提醒工作人员停止降低发电机无功进相深度；所述预警值设置为极限功角90度的90％。
[0015]所述PLC控制器根据测量的电流参数、电压参数、功率因数得到发电机功角所述PLC控制器根据测量的有功功率参数和无功功率参数得到发电机功角由所述工控触摸屏进行显示数值及波形。
[0016]所述发电机功角和发电机功角中的一个参数达到设置预警值时，均由所述工控触摸屏发出预警信息。
[0017]一种发电机进相运行功角预警方法，包括如下步骤：
[0018]步骤1，闭合电源开关，进入初始化界面，完成启动和自检；
[0019]步骤2，在工控触摸屏设置功角预警值为81度；
[0020]步骤3，根据发电机铭牌参数在工控触摸屏输入发电机电抗Xq的值；
[0021]步骤4，在工控触摸屏启动按钮；
[0022]步骤5，工控触摸屏显示发电机进相运行时电压Ut、电流It、有功功率Pt、无功功率Qt、功率因数ηt、发电机功角和发电机功角数值及波形趋势；
[0023]步骤6，所述PLC控制器通过公式得到发电机功角并传输至所述工控触摸屏进行显示；
[0024]步骤7，所述PLC控制器通过公式得到发电机功角并传输至所述工控触摸屏进行显示；
[0025]步骤8，所述工控触摸屏判断收取的发电机功角或发电机功角数值是否≥81度，如判断结果为是，则执行步骤9，否则返回步骤5；
[0026]步骤9，在工控触摸屏弹出发电机功角即将超过设置预警值，运行人员停止降低无
功功率的操作。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术利用发电机变送器屏输出的电压、电流、功率因数、有功和无功信号，通过两种功角计算原理得到发电机实时功角参数，并在工控触摸屏上显示出来，当发电机进相深度持续降低达到极限值的90％时，发出预警信息，告知现场运行人员停止进相，注意观察发电机进相运行电气和机械参数，防止出现失磁和失步事故。
[0029]进一步的，本专利技术利用发电机原有变送器屏输出的发电进相运行功角预警装置需要的电气输入参数，无需额外设置专用测量模块，降低了装置的开发难度，同时原有变送器屏经过的长期稳定运行的验证，能够为该装置提供稳定且可靠的电气量参数。
[0030]进一步的，本专利技术通过PLC控制器采集发电机电压、电流、功率因数、有功和无功信号，计算得到了精确功角数值，从数据精度方面避免发电机进相进入保护装置失磁和失步动作区域，PLC控制器同时还可以连续、长期运行而不出现故障。
[0031]进一步的，本专利技术将发电机电压、电流和功率因数得到功角数值和有功和无功得到的功角数值进行一致性分析，从多个角度确保功角测量的可信度，当本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种发电机进相运行功角预警装置，其特征在于，包括：PLC控制器(1)，所述PLC控制器(1)的电流通道、电压通道、有功功率通道、无功功率通道、功率因数通道分别与电气参数测量端口(2)电流测量端口、电压测量端口、有功功率测量端口、无功功率测量端口、功率因数测量端口相连；所述PLC控制器(1)用于采集发电机进相运行时的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数参数，得到发电机进相运行功角；电气参数测量端口(2)，所述电气参数测量端口(2)用于将发电机电压变送器、电流变送器、有功功率变送器、无功功率变送器和功率因数变送器输出的信号转接至PLC控制器(1)模拟量采集通道；工控触摸屏(3)，所述工控触摸屏(3)的485通信端口与所述PLC控制器(1)的485通信端口相连，所述工控触摸屏(3)用于设置发电机进相运行功角预警值，同时实时显示PLC控制器(1)测量的发电机功角，当功角达到设置预警值时，在工控触摸屏(3)发出预警信息。2.根据权利要求1所述的发电机进相运行功角预警装置，其特征在于，还包括电源(4)，所述电源(4)直流电压输出24V端口分别与PLC控制器(1)和工控触摸屏(3)直流供电24V端口相连，所述电源(4)用于为PLC控制器(1)和工控触摸屏(3)提供装置工作的电能。3.根据权利要求2所述的发电机进相运行功角预警装置，其特征在于，所述电源(4)采用开关电源或直流稳压电源，额定输出功率为200W，额定输出直流电压为24V，输入电源与额定220V单相交流电源相连，所述电源(4)输出直流电压波动范围为
±
5％额定电压，纹波电压峰峰值≤150mV。4.根据权利要求1所述的发电机进相运行功角预警装置，其特征在于，所述PLC控制器(1)包括CPU模块、模拟量输入模块和信号模块，所述CPU模块分别与模拟量输入模块和信号模块相连，模拟量输入模块具有8路4
‑
20mA输入通道，用于采集发电机电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数变送器输出的4
‑
20mA电流信号，并转换为数字量提供给所述CPU模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇水潮，孙钢虎，兀鹏越，郭霞，柴琦，王小辉，薛磊，贺婷，郭新宇，李志鹏，潘海波，王文强，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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