[發明專利]一種同步發電機轉速測量方法

有效

• 申請號: 201310307357.X
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103412139A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 韓兵;牟偉;施一峰;吳龍
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01P3/48
• 分類號: G01P3/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于電氣工程技術領域，特別涉及一種基于理想發電機模型的發電機轉速實時測量方法。

背景技術

電力系統穩定器（Power?System?Stabilizer,PSS）是目前在勵磁調節器中廣泛應用的抑制電力系統低頻振蕩的策略。PSS輸出的附加轉矩必須與發電機轉速變化量Δω同相，才能加強機組的正阻尼，起到抑制低頻振蕩作用。轉速測量的實時性和準確性對PSS抑制有功振蕩有著直接的影響：測量越準確，間隔越小，PSS調節越細致，調節效果越好；反之，測量偏差及延遲甚至會帶來負阻尼，加劇系統的振蕩。

常見發電機轉速測量有以下兩大類方法：機械測量方法和電氣測量方法。

機械測量多采用機械傳感器和配套電路或裝置分離出脈沖轉速信號。該方法需要額外硬件電路，增加了系統的復雜性和不可靠因素，同時大部分現場也不具備額外安裝傳感器的條件。

電氣測量方法通過采樣機端電壓、電流等電氣量，推導計算轉子轉速。由電機學基本原理可知，發電機轉子轉速即為發電機合成內電勢相量的旋轉速度。忽略鐵芯飽和和定子繞組電壓降影響，發電機合成等效電路和電勢相量圖分別如圖3和圖4所示。的計算公式如下：

E·q=U·g+jI·gXq]]>

上式中，是合成內電勢相量；是合成電樞電壓相量；是合成電樞電流相量；X_q是發電機縱軸電抗，j表示虛數單位。合成內電勢相量的頻率即為的旋轉速度。

當發電機空載時，發電機旋轉速度與機端電壓頻率相同，所以，也有采用機端電壓頻率信號近似代替發電機轉速信號來簡化計算。該方法通過測量正弦電壓信號相鄰過零點時間計算電壓周期，50Hz穩態時，最小過零點間隔為半個周期，即最小測量間隔為10毫秒，測量間隔長。該方法忽略了定子電流對的影響，在發電機有功、無功變化時，存在測量偏差。

基于現有方法的不足之處，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種同步發電機轉速測量方法，其可避免基于發電機合成等效電路計算轉速過程中求解合成內電勢的復雜相量運算，簡化計算過程，縮小測量間隔。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種同步發電機轉速測量方法，包含以下步驟：

（1）實時采樣發電機三相電樞線電壓和三相電樞相電流；

（2）根據理想發電機模型，由實際發電機電樞電壓、電樞電流和發電機內阻抗計算理想發電機電樞電壓；

（3）由理想發電機的三相電樞電壓計算出合成內電勢相量的相位；

（4）由相位變化速度求解發電機轉速。

上述步驟（2）的具體方法是：將步驟（1）所得采樣值換算為標幺值，根據以下公式計算理想發電機電樞電壓相量的瞬時值：