【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制，具体涉及一种同步发电机功角测量方法。
技术介绍
1、随着电力系统的不断发展，输电线路电压等级越来越高，输电距离越来越长，因而线间及对地的电容加大，加之有的配电网络使用了电缆线路，从而引起了电力系统电容电流以及容性无功功率的增加。遇夜间或节假日负荷处于低谷时，线路所产生的无功功率过剩，过剩的无功功率会使电力系统的电压升高，甚至超过允许的规定值，严重地影响到电能质量和设备安全。因此，吸收电网中的无功功率，降低偏高的电网电压就成了电网的当务之急。而将发电机进相运行就是调节系统电压最经济、有效、便利的措施之。
2、角是反应发电机稳定运行及稳定运行余量的重要标志，功角在时间上表示端电压向量和励磁磁势之间的相位差，在空间上表现为合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。发电机进相运行时，为防止发电机失稳及观测其稳定余度，发电机功角的监视是必要的，同时，也能为励磁系统低励限制的安全深度提供可靠依据。另外，对于电力系统安全稳定运行的监视，发电机系统功角的测量也是不可缺少的。
3、目前采用闪光灯法测量同步发电机功角，该方法受频闪灯持续工作时间(持续工作时间不超过30分钟)限制，并且设备成本高，可靠性低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种同步发电机功角测量方法，以解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种同步发电机功角测量方法，包括如下步骤：
3、s1、设计测量设备，包括编码器、转换单元、功率
4、s2、同步发电机并网断路器合闸后，转换单元获取同步发电机的电压进行处理后输送到plc；功率变送器获取同步发电机并网输出的有功功率输送到plc；编码器的转速脉冲a/b和=位z脉冲接入plc；
5、s3、plc获取到并网断路器合闸信号后，在检测到z脉冲后开始计数，在触发中断子程序后保存当前的转速脉冲计数值，并复位高速计数器，循环进行下一次的转速脉冲计数，保存的转速脉冲计数值通过功角计算子程序计算发电机功角δ；计算公式如下：
6、
7、式中，z1为有功功率为零时对应的chz与uf上升沿之间的cha计数值，z2为有功功率非零时对应的chz与uf上升沿之间的cha计数值，p为发电机极对数，a为增量型编码器线数。
8、进一步地，转换单元获取同步发电机的电压进行处理的具体方法为：
9、转换单元获取同步发电机的电压，并将正弦波转变为同频方波信号。
10、进一步地，所述所述plc获取到并网断路器合闸信号后，在检测到z脉冲后开始计数，在触发中断子程序后保存当前的转速脉冲计数值的转速脉冲计数的具体方法为：
11、plc在监测到并网断路器合闸信号后，启动转速脉冲的高速计数程序，在检测到z脉冲后开始计数，plc检测到发电机电压uf同频方波信号上升沿时触发中断子程序，中断子程序保存当前的转速脉冲计数值。
12、进一步地，所述转换单元包括:
13、电压信号变换电路，用于获取同步发电机的电压进行降压后并上传；
14、波形变换电路，用于获取降压后的电压后将电压正弦波信号转换为同频的方波信号，并上传，以及
15、滤波及整形电路，用于对方波信号的波形进行滤波和整形，去掉干扰杂波后输出波形信号uf至plc。
16、进一步地，所述电压信号变换电路包括电流互感器tv1和电阻r1，所电流互感器tv1的输出端与电阻r1连接后接入波形变换电路。
17、进一步地，所述波形变换电路包括信号放大器u1a、u1b、三极管q1、q2，电阻r2、电容c1，所述信号放大器u1a的输入端与电压信号变换电路连接，且信号放大器u1a的输出端通过电阻r2、电容c1接入信号放大器u1b的输出端，所述三极管q1的基极接入信号放大器u1a与电压信号变换电路之间，所述三极管q1的发射极与三极管q2的基极连接后接入信号放大器u1a与电阻r2之间，所述信号放大器u1b的输入端接入电阻r2、电容c1之间。
18、进一步地，所述滤波及整形电路包括电阻r3、r4、r5、r13，芯片u2f、三极管q3，所述电阻r13的一端与波形变换电路连接，所述电阻r3与电阻r13的另一端连接后接入芯片u2f的输入端，所述芯片u2f的输出端通过电阻r4接入三极管q3的基极，所述三极管q3的集电极与电阻r5连接。
19、进一步地，所述芯片u2f的型号为74hc14。
20、由上述技术方案可知，本专利技术具有如下有益效果：
21、本专利技术通过数字测量技术，替代采用频闪灯功角刻度盘等器件构成的物理测量功角方法，功角测量时间不受频闪灯持续工作时间限制，降低了设备成本的同时，大大提高了设备的可靠性，易用性；
22、通过plc器件对同步发电机同轴安装的编码器脉冲和发电机端电压同频方波的上升沿进行转速脉冲的高速计数，再通过程序处理计算出发电机功角，通过人机界面实时显示，不仅精度相较现有技术大大提高，同时数据可通过rs485，tcp/ip等通信方式传输，完全替代了闪光灯法测量同步发电机功角需要物理测量和人工记录数据方式。
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1.一种同步发电机功角测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述转换单元获取同步发电机的电压进行处理的具体方法为：
3.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述PLC获取到并网断路器合闸信号后，在检测到Z脉冲后开始计数，在触发中断子程序后保存当前的转速脉冲计数值的转速脉冲计数的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述转换单元包括:
5.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述电压信号变换电路包括电流互感器TV1和电阻R1，所电流互感器TV1的输出端与电阻R1连接后接入波形变换电路。
6.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述波形变换电路包括信号放大器U1A、U1B、三极管Q1、Q2，电阻R2、电容C1，所述信号放大器U1A的输入端与电压信号变换电路连接，且信号放大器U1A的输出端通过电阻R2、电容C1接入信号放大器U1B的输出端，所述三极管Q1
7.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述滤波及整形电路包括电阻R3、R4、R5、R13，芯片U2F、三极管Q3，所述电阻R13的一端与波形变换电路连接，所述电阻R3与电阻R13的另一端连接后接入芯片U2F的输入端，所述芯片U2F的输出端通过电阻R4接入三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极与电阻R5连接。
8.根据权利要求7所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述芯片U2F的型号为74HC14。
...【技术特征摘要】
1.一种同步发电机功角测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述转换单元获取同步发电机的电压进行处理的具体方法为：
3.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述plc获取到并网断路器合闸信号后，在检测到z脉冲后开始计数，在触发中断子程序后保存当前的转速脉冲计数值的转速脉冲计数的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述转换单元包括:
5.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述电压信号变换电路包括电流互感器tv1和电阻r1，所电流互感器tv1的输出端与电阻r1连接后接入波形变换电路。
6.根据权利要求1所述的一种同步发电机功角测量方法，其特征在于：所述波形变换电路包括信号放大器u1a、u1b、三极管q1、...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁礼，赵城川，石锦洋，袁俊，
申请(专利权)人：浙江松菱科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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