一种克服电机失电残压的站用电切换方法、系统技术方案

本发明专利技术公开了一种克服电机失电残压的站用电切换方法、系统，包括：获取失电残压模型，所述失电残压模型是在电源断开瞬间对电机的失电残压进行建模获得的；根据所述电机失电残压的模型，在电机失电后再重合闸时计算电机的定子电流；当所述电机重合闸时的定子电流计算冲击电流小于电机正常的起动电流时再进行重合闸操作，以克服电机失电残压对站用电切换的影响。本发明专利技术可以克服电机失电残压对站用电切换的影响，有效降低站用电切换过程中电机的冲击电流，避免因冲击电流过大而导致多级跳闸的问题。问题。问题。

A station power switching method and system for overcoming residual voltage of motor power loss

【技术实现步骤摘要】
一种克服电机失电残压的站用电切换方法、系统


[0001]本专利技术涉及一种变电站站用电
，尤其涉及一种克服电机失电残压的站用电切换方法、系统。

技术介绍

[0002]我国现阶段的交直流混联电网已经实现了巨大的发展，尤其是特高压直流输电，其电压等级和输电规模均以达到世界前列。然而特高压变电站交直流的并列运行易使其换流站直流端的电压支撑不足，新能源的汇集接入和电力大规模的外送极有可能导致系统过电压以及换相失败等故障。为解决换流站电压调节能力不足问题，换流站配置了大容量调相机进行无功调节。
[0003]目前在运行的大容量调相机一般是双水内冷式，其冷却系统延伸到机组外，由大功率380V低压异步电动机带动多组水泵进行循环冷却。站用电系统则是由多组站用变压器、380V低压配电屏、交流供电网络、动力电及生活用电等用电设备构成。站用电对于特高压变电站是非常重要的基础设施，保证了变电站各项设备的稳定工作。
[0004]变电站会对站用电进行定期检修，并做站用电双电源切换以及备自投的试验。然而在站用电的切换过程中，不可避免的存在短暂的失电时间，当重新上电时，再次投入的电网电压与异步电机残余电压的相位和幅值的差异，极易引起异步电机中出现巨大的冲击电流，引发系统多级跳闸，若不能及时合闸，则会导致调相机过热出现严重故障。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种克服电机失电残压的站用电切换方法、系统，可以克服电机失电残压对站用电切换的影响，有效降低站用电切换过程中电机的冲击电流，避免因冲击电流过大而导致多级跳闸的问题。
[0006]本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种克服电机失电残压的站用电切换方法，包括：
[0008]获取失电残压模型，所述失电残压模型是在电源断开瞬间对电机的失电残压进行建模获得的；
[0009]根据所述电机失电残压的模型，在电机失电后再重合闸时计算电机的定子电流；
[0010]当所述电机重合闸时的定子电流计算冲击电流小于电机正常的起动电流时再进行重合闸操作，以克服电机失电残压对站用电切换的影响。
[0011]进一步地，所述失电残压模型的表达式如下：
[0012][0013]式中：ω表示定子电压角频率；θ
m
表示电角度；L
ar
、L
br
、L
cr
分别表示电机失电后转
子三相电感；I
r
表示电机失电后转子电流；d表示微分；表示转子电感的倒数；R
r
表示转子电阻；u
ab
表示AB相电压；u
bc
表示BC相电压。
[0014]进一步地，所述电机的定子电流的表达式如下：
[0015][0016]式中：i
ss1
表示定子中原有磁链ψ
s0
与新生磁链共同构成交流磁链ψ
s
的电流分量；i
ss2
表示由于磁链守恒而出现衰减的直流磁链的电流分量；i
ss3
表示转子磁链切割定子导体定子回路中生成的交流分量；u
s
表示电机定子电压；L
s
表示定子自感；p表示对时间t的微分；j表示复数；ω
r
表示转子旋转的电气角速度；T
r
表示转子回路时间常数；T
s
表示定子回路时间常数；i
s
表示定子电流；s1、s2、s3分别表示方程Q(s)＝0的根；Q表示为函数Q(s)的函数符号。
[0017]进一步地，利用电机重合闸时的定子电流计算冲击电流，当其小于电机正常的起动电流时再进行重合闸操作的方法具体包括：
[0018]冲击电流为定子电流在重合闸瞬间的最大值I
imp
，电机在正常起动过程中定子电流的最大值为I
nimp
，
[0019]若I
imp
≤I
nimp
，则进行重合闸操作。
[0020]进一步地，所述电源包括与所述电机相连的正常工作电源和备用电源，所述工作电源与备用电源通过双电源切换模块相连，所述双电源切换模块通过软启动器与所述电机相连
[0021]本专利技术提供了一种克服电机失电残压的站用电切换系统，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有程序，所述程序能够被所述处理器加载执行如前述方法的步骤。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术可以克服电机失电残压对站用电切换的影响，有效降低站用电切换过程中电机的冲击电流，避免因冲击电流过大而导致多级跳闸的问题。
附图说明
[0024]图1为根据本专利技术实施例提供的电机失电残压波形变化示意图；
[0025]图2为根据本专利技术实施例提供的基于电机失电残压的站用电切换示意图；
[0026]图3为根据本专利技术实施例提供的电机失电残压与备用电源电压幅值差关系图。
具体实施方式
[0027]三相异步电动机断电后失电残压的衰变过程如图1所示，电源切换时在断电的瞬间，异步电机三相电源消失，其定子电流应该突降至零值，旋转磁势也应该突降至零值，但异步电动机转子绕组是闭合回路，其磁通不能产生突变，因此在转子绕组回路中将会出现感应电流，以平衡由于定子电流突变而导致的磁通变化，因而磁通不会出现突变。该续流电
流是直流性质的，并且会跟随转子绕组的时间常数进行较为缓慢的衰减。转子与其绕组中电流生成的旋转磁场相对静止，该旋转磁场相对于定子则以ω
r
的转速旋转。电机失电后转速会不断下降，转子绕组中的续流电流也会不断减小，而定子绕组中的感应电势即为失电残压，而失电残压是不断衰减的正弦波，其幅值和频率都在持续减小。当备用电源的电压与失电残压之间有幅值和相位差，则重合闸时会在机端产生冲击电流。
[0028]本专利技术提供一种克服电机失电残压的站用电切换方法，如图2所示，采用的切换系统包括与所述电机相连的正常工作电源和备用电源，所述工作电源与备用电源通过双电源切换模块相连，所述双电源切换模块通过软启动器与所述电机相连。
[0029]方法包括以下步骤：
[0030]1)电源断开瞬间电机的失电残压建模
[0031]三相异步电动机正常运行时，定子电压可以表示为如下矩阵：
[0032][0033]式中，u
a
、u
b
、u
c
分别表示三相电压，p表示时间的微分算子，ψ
a
、ψ
b
、ψ
c
分别表示电机定子绕组的磁链，R
a
、R
b
、R
c
分别表示三相定子电阻，i
a
、i
b
、i
c
分别表示三相定子电流。
[0034]异步电机的线电压则可以表示为：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种克服电机失电残压的站用电切换方法，其特征在于，包括：获取失电残压模型，所述失电残压模型是在电源断开瞬间对电机的失电残压进行建模获得的；根据所述电机失电残压的模型，在电机失电后再重合闸时计算电机的定子电流；当所述电机重合闸时的定子电流计算冲击电流小于电机正常的起动电流时再进行重合闸操作，以克服电机失电残压对站用电切换的影响。2.根据权利要求1所述的一种克服电机失电残压的站用电切换方法，其特征在于，所述失电残压模型的表达式如下：式中：ω表示定子电压角频率；θ
m
表示电角度；L
ar
、L
br
、L
cr
分别表示电机失电后转子三相电感；I
r
表示电机失电后转子电流；d表示微分；表示转子电感的倒数；R
r
表示转子电阻；u
ab
表示AB相电压；u
bc
表示BC相电压。3.根据权利要求2所述的一种克服电机失电残压的站用电切换方法，其特征在于，所述电机的定子电流的表达式如下：式中：i
ss1
表示定子中原有磁链ψ
s0
与新生磁链共同构成交流磁链ψ
s
的电流分量；i
ss2
表示由于磁链守恒而出现衰减的直流磁链的电流分量；i
ss3
表示转子磁链切割定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉良，马宏忠，王立宪，赵弘昊，端木陈睿，高靖宇，刘宝稳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：