一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107607782A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710675919.4(22)申请日2017.08.09(71)申请人中国长江电力股份有限公司地址443002湖北省宜昌市西陵区西坝建设路1号(72)发明人陈浩森刘忠惠李光耀闫海峰黄福强刘信坊(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(51)Int.Cl.G01R23/16(2006.01)G01R31/34(2006.01)G01R25/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法(57)摘要一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法，通过在水轮机机组PMU装置键相脉冲输入端并联合适的电阻，消除电缆线相间电容的影响，实现键相脉冲方波整形。该方法解决了因水轮机机组PMU装置键相脉冲波形高低电压差值过小，而难以采集到键相脉冲信号的问题，有效提高了发电机功角测量精度。CN107607782ACN107607782A权利要求书1/2页1.一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法，其特征在于：通过在水轮机机组PMU装置键相脉冲输入端并联电阻，消除电缆线相间电容的影响，实现键相脉冲方波整形。2.一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：对目标水轮机机组的键相脉冲信号进行录波；步骤2：对录到的键相脉冲信号波形进行分析，确定水轮机机组PMU装置采集不到键相脉冲信号的原因是由于时间常数τ过大，电压衰减慢，造成键相脉冲高低电压差值较小。步骤3：在目标水轮机机组PMU装置键相脉冲输入端并联电阻R试,然后对并联电阻R试后的键相脉冲信号进行录波；步骤4：对并联电阻后录到的键相脉冲信号波形进行分析，在同样的采样周期下，电压衰减快，键相脉冲高低电压差值达到最大值；步骤5：查看机组PMU装置，查看到键相脉冲信号周期变化，发电机功角δ测量准确。3.一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：把键相脉冲采集的过程等效成R、C电路的零输入响应；霍尔传感器探头与被测面间距突变，传感器会产生一个脉冲信号，U0是一个直流电压源，换路之前开关S接通触点1，相当于一个电容储存能量的过程；当t＝0时开关S由触点1切换到触点2，相当于一个电容释放能量的过程；当t≥0时，在R、C回路中，可列出KVL方程：uC-uR＝0(1)步骤2：由于uR＝Ri，将代入KVL方程，得到一个一阶常系数线性齐次微分方程：上述方程采用分离变量积分法求解可得：步骤3：换路之后R、C电路中电阻电压：步骤4：经过理论分析可知键相脉冲高低电压差值大小，取决于电容电压衰减的快慢，而电容电压衰减的快慢取决于衰减指数令RC＝τ，τ称为时间常数，单位为秒，将RC＝τ代入式可得到：2CN107607782A权利要求书2/2页令t＝τ，则电容电压在这一时刻的值为：步骤5：根据上述方程在时间为τ这一时刻，τ值越大，电压衰减越慢，电路的时间常数τ与R、C乘积成正比，与电路的初始状态无关；通过改变R、C参数来调整时间常数，以达到改变电容的放电曲线；步骤6：采用改变R的参数来实现对时间常数τ的调整，以达到改变电容的放电曲线。在机组PMU装置键相脉冲输入端并联合适的电阻R试，并联后的电阻R总小于并联前的电阻R，从而使：R总C<RC(7)由于电路的时间常数τ与R、C乘积成正比，τ值越小，电压衰减越快，键相脉冲高低电压差值就大；这样水轮机机组PMU装置就可以采到键相脉冲信号，进而解决了发电机功角δ测量精度不准的问题。3CN107607782A说明书1/4页一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法技术领域[0001]本发明一种用于水轮机机组PMU装置键相脉冲信号方波整形的方法，用于发电机功角δ测量技术领域。背景技术[0002]键相脉冲采集的过程可等效成R、C电路的零输入响应，由于键相脉冲测量电缆线间电容的影响，R、C电路的时间常数较大，电压衰减缓慢，键相脉冲高低电压差值较小，造成PMU装置无法采集到键相脉冲信号，发电机功角δ测量不准。通过改变R、C参数来调整时间常数，以达到改变电容的放电曲线。由于电缆线间电容C的参数不容易改变，所以采用改变R的参数来实现对时间常数的调整，改变电容的放电曲线，使键相脉冲高低电压差值增大。这样PMU装置就可以采集到键相脉冲信号，测量到发电机功角δ。[0003]发电机功角δ(内电势Eq与机端电压U的夹角δ)是表征发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量，键相脉冲在发电机功角测量中起着非常重要的作用，如说明书附图1所示。键相脉