一种用于保护AC电力系统的设备的装置，包括：第一装置(15)，配置成沿着在等效双电机系统的两个理论电机之间的互连在电力系统中的至少一个位置(16)测量电流和电压频率。第四装置(19)被配置成使用测量的电流和电压频率值来确定功率摆动是否已经出现于所述电力系统中并且如果已经确定出现功率摆动则确定测量位置(16)是否沿着所述互连位于潜在磁极滑动电中心的电动机侧或者发电机侧上，所述电中心限定为电压在磁极滑动期间变成零时所在的位置，并且进一步向第三装置(20)发送这一信息以便在用于保护电力系统的设备的控制中使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于保护AC电力系统的设备的装置，该装置包括 第一装置，配置成检测所述电力系统的电力参数， 第二装置，配置成在将所述电力系统视为如下等效双电机系统之时使用检测的所述参数的值来提供与在电力系统中出现限定为如下条件的磁极滑动有关的信息，该等效双电机系统在其每个相对端具有一个具有电动势的理论电机和在其间的互连，在该条件下所述两个理论电机的电动势的相互角度经过180°，以及 第三装置，配置成基于所述信息来执行用于保护所述电力系统的设备的控制， 以及一种根据所附独立方法权利要求的前序部分所述的用于保护这样的电力系统的方法。
技术介绍
包括对任何可设想类型的AC电力系统的保护，并且这样的系统通常但是未必包括发电机、变压器、转换器和用于传输电力的网络以及其它设备。另外，本专利技术并不限于这样的电力系统的任何特定电力、电压或者电流电平。在这样的电力系统中扰动系统中的能量平衡的骤然事件(比如负载大幅跃升、出现故障或者缓慢故障清除)可能引起机械质体振动(比如在系统的电机中的电动机的转子加速)，并且这样的扰动所述平衡的振动称为并且这里限定为功率摆动。在可恢复情形中，这些振动将衰减，并且将恢复稳定操作，这可以借助电力系统的不同控制设备(比如用于发电机(该发电机为系统的部分)的控制系统)来获得。然而在不可恢复情形中，功率摆动变得如此严重以至于在系统的不同部分(比如其发电机)之间失去同步，这是一种在文献中称为磁极滑动或者失步(out-of-step)的条件。下文将“磁极滑动”用于这样的条件，该条件因而与“失步条件”相同。在磁极滑动的情况下，对电力系统的电机的励磁一般不受到损害，但是有由于涉及到的电机转子的不同旋转速度所致的对有功和无功功率的强振荡。除了电现象之外，机械质体的振荡也使电力系统的发电机和/或其它设备暴露于大量脉冲机械应力。即使现代电力系统被设计成在防范功率摆动并且甚至更防范磁极滑动的高程度安全性下操作，这两种现象仍然可能尤其在异常系统条件期间出现。如果允许磁极滑动在电力系统的一个部分中持续，则其它电机/设备可能跟随并且不仅有损坏转子的轴承和其它机械部分的直接风险而且可能失去整个电力系统的稳定性而且电力系统的完全断电可能是最终结果。根据上文公开内容清楚的是，具有用于保护电力系统的设备以防功率摆动和磁极滑动的有害影响的装置是重要的，因为这些影响否则可能造成巨额成本。在严重故障的情况下，可能绝对有必要将电力系统的部分与它的其余部分隔离，但是能够确定功率摆动是否可恢复也是重要的，因为必须避免对这样的保护装置的错误断路，因为错误断路会造成浪费大量成本。出于这一考虑而已经提出这一类型将电机(比如发电机)与系统的其余部分隔离或者在预定点拆分系统的装置。以往已经发现尝试将电力系统视为如下等效双电机系统是合适的，该双电机系统在其每个相对端具有一个具有电动势的理论电机和在其间的如下互连，该互连用于能够提供与磁极滑动的出现有关的信息、即磁极滑动可能或者将要或者已经出现。如果电力系统可以划分成由径向链接式功率流动路径互连的两个部分，则这一模型的应用是可能的。现在将在参照附图1-3之时简洁说明用于获得对电力系统的保护的这一方式的理论。在图1中示出了将电力系统视为如下等效双电机系统1，该双电机系统在其每个相对端具有一个具有电动势的理论电机2、3和表示为阻抗的互连4。两个电机具有图2中所示并且这里具有相同量值的电动势&和&。另外这里假设电阻部分很小、因此可忽略不计。 如果假设阻抗完全为电感，则在两个电机之间流动的电流I比矢量滞后恰好90°。 在两个电动势E2与&之间的角度为δ。φ是在给定位置的电压U与电流之间的角度并且沿着在两个电机2、3之间的连接变化，而UcOSip沿着这一连接恒定。在所述理论电机的电动势E2与&之间的角度δ在功率摆动期间改变，并且如果功率摆动不可恢复，则这一角度将最终经过限定为磁极滑动的180°。图3是示出了相对于所述角度5变化的电流ι和Ucoscp。可见当δ为180°时Ucoscp将在磁极滑动迫近零时减少，其中然后电流I最高，这可能很不利于电力系统的设备。因此执行对这样的电力系统的测量以便检测感兴趣的电参数以便提供与磁极滑动的出现有关的信息是重要的，并且这迄今为止主要根据两种原理来完成。这些原理之一是基于检测Ucoscp的改变速率，并且例如在F，IIar 的"Innovations in the Detection of Power Swings in Electrical Networks" (Brown Boveri Review 1981年2月(BBC Publication Number CH-ES 35-30. IOE))中进一步描述这一原理。在该文献中提到待满足的用于声明磁极滑动的不同条件、比如Ucostp的改变速率，该改变速率对于磁极滑动条件而言通常为0. 2-8Hz数量级并且经过UCOSCP的阈值。另一原理是基于检测等效双电机系统的两个理论电机的互连阻抗的改变速率并且例如在 IEEE PSRC Tutorial 95 TP 102 的〃 IEEE Tutorial on the Protection of Synchronous Generators"中有所公开。这一原理除了其它因素之外还基于如下理解当测量的阻抗点在阻抗平面中与线相交时，这将是磁极滑动出现时的确切瞬间。然而这一理论是基于对电力系统的阻抗的相当粗略估计。当然正在尝试增加在引言中限定的类型的如下装置的可靠性，该装置用于仅在绝对必要时使设备断路、然后保证在损害系统的任何昂贵设备之前做到这一点。也希望增加恢复电力系统的平衡而未在将其任何部分从系统的其余部分断开完全不可行时这样做的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在引言中限定的类型的如下装置，该装置在关于这样的装置的至少一些已知方面上有所改进。这一目的根据本专利技术通过提供这样的具有以下附加特征的装置来实现所述第一装置被配置成检测沿着在所述两个理论电机之间的所述互连在电力系统中的至少一个位置测量电流和电压频率，并且该装置包括第四装置，配置成使用由所述第一装置测量的电流和电压频率值来确定功率摆动是否已经出现于所述电力系统中，功率摆动限定为在所述电动势之间的所述角度由于出现所述电力系统的任何扰动而改变；并且如果已经确定出现功率摆动则确定所述测量位置是否沿着所述互连位于潜在磁极滑动电中心的电动机侧或者发电机侧上，所述中心限定为电压在所述磁极滑移期间变成零时所在的位置；并且进一步向所述第三装置发送这一信息以便在用于保护电力系统的所述控制中使用。因此，本专利技术是基于如下新方式，该方式用于将沿着在所述两个理论电机之间的互连在电力系统中的至少一个位置的电流和电压频率测量结果用于确定潜在磁极滑动电中心位于何处。对潜在磁极滑动电中心的位置的这一确定将不依赖于对电力系统的阻抗的任何估计并且将很可靠。另外，可以通过很早进行的这一方式确定如果出现磁极滑动则应当以后在何处采取作为设备隔离的措施并且可以及早开始用于获得对任何失衡的恢复的控制过程以便在可能时避免对电力系统设备的隔离或断路。根据本专利技术的一个实施例，所述第四装置被配置成如果所述第一装置递送的所述电流和电压频本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：Z·加吉克，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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