CN107290664B - 一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机组检测技术领域，具体涉及一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法，包括计算发电机组的瞬态调速率及稳定时间、瞬态电压变化率及稳定时间等。结合发电机组的额定参数，根据发电机组波形记录仪采集到的交流电压瞬态波形曲线，自动准确的绘制交流电压信号的峰值包络曲线；根据绘制的峰值包络曲线或转速瞬态波形曲线，准确捕获波形发生瞬态变化时、出现瞬态变化的最值时以及恢复稳定运行时的瞬态值及对应时刻；结合发电机组的额定参数，自动计算发电机组的瞬态参数，如瞬态调速率及稳定时间、瞬态电压变化率及稳定时间等。测试人员进行发电机组瞬态参数测试时，只需给出发电机组的额定参数即可，大大减轻测试人员的工作负担。

Description

一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法
技术领域
本发明属于电机组检测技术领域，具体涉及一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法。
背景技术
发电机组波形记录仪被广泛应用于发电机组的性能测试以及维护保养，主要用于对发电机组的电压、电流、转速等参数进行实时的采集、显示、存储以及常规计算等功能。目前，市场上的发电机组波形记录仪均具有丰富的软件组件，用于实现有效值计算、功率计算、频谱分析、谐波分析、曲线分析等操作。但其均不能根据发电机组的瞬态波形曲线，进行瞬态参数的自动计算，如计算表征发电机组重要性能指标的瞬态调速率及稳定时间、瞬态电压变化率及稳定时间等。
发明内容
本发明弥补和改善了上述现有技术的不足之处，针对上述问题，提出一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法，以实现降低测试人员的工作难度及负担、提高测试的智能化程度和测试结果准确度并降低测试运行成本的优点。
本发明采用的技术方案为：一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法，该计算方法包括以下步骤：
1）、选取进行瞬态参数计算的波形曲线，并确认该曲线内包含“稳态运行-瞬态变化-恢复至稳态运行的”瞬态变化信息；
2）、判断该波形曲线是交流电压信号或是转速信号，其中，唯有交流信号的波形曲线需要进行步骤3，根据交流信号的显著特点，可通过简单的数值比较即可区分出交流信号（交流信号具有正负对称的性质），若为交流信号，则从步骤3依次往下执行计算，若为转速信号，则从步骤6依次往下计算；
3）、根据交流电压瞬态波形曲线，查找交流电压曲线的所有过零点U01、U02……U0N（即电压瞬时值为零的点）；
4）、根据交流电压瞬态波形曲线，在每两个相邻过零点之间，查找瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1（即波形曲线上，两过零点之间的最大值），并记录瞬时峰值对应的时刻TP1、TP2……TPN-1；
5）、根据交流电压瞬态波形曲线，由瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1和对应时刻TP1、TP2……TPN-1，绘制出交流电压信号的峰值包络曲线，并将其按照P1、P2……PN及T1、T2……TN的顺序进行数组排列；
6）、根据发电机组的额定参数，计算出对应信号的正常波动阈△a和经瞬态恢复稳定后的正常波动阈△b；
7）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值P1、P2……PN，计算出P1、P2……PN的算数平均值Pav1，依次计算P1、Pav1间差的绝对值△P11，P2、Pav1间差的绝对值△P21，……，Pn、Pav1间差的绝对值△Pn1，Pn+1、Pav1间差的绝对值△P(n+1)1，……，PN、Pav1间差的绝对值△PN1；
8）、出现△Pn1≤△a，△P(n+1)1＞△a时，记录下对应的Pn及Tn；
9）、计算出P1、P2……Pn的算数平均值Pav2，依次计算P1、Pav2间差的绝对值△P12，P2、Pav2间差的绝对值△P22， ……，Pm、Pav2间差的绝对值△Pm2，Pm+1、Pav2间差的绝对值△P(m+1)2，……，Pn、Pav2间差的绝对值△Pn2；
10）、出现△Pm2≤△a，△P(m+1)2＞△a时，记录下对应的Pm及Tm；此时，将Pm及Tm标记为瞬态变化开始时对应的瞬时值Pa及对应时刻Ta；
11）、计算出Pa、Pa+1……PN的算数平均值Qav1，计算PN、Qav1间差的绝对值△QN1，PN-1、Qav1间差的绝对值△Q(N-1)1，……，Px、Qav1间差的绝对值△Qx1，Px-1、Qav1间差的绝对值△Q(x-1)1，……，Pa、Qav1间差的绝对值△Qa1；
12）、出现△Qx1≤△b，△Q(x-1)1＞△b，记录下对应的Px及Tx；
13）、计算出Px、Px+1……PN的算数平均值Qav2，计算PN、Qav2间差的绝对值△QN2，PN-1、Qav2间差的绝对值△Q(N-1)2，……，Py、Qav2间差的绝对值△Qy2，Py-1、Qav2间差的绝对值△Q(y-1)2，……，Px、Qav2间差的绝对值△Qx2；
14）、出现△Qy2≤△b，△Q(y-1)2＞△b，记录下对应的Py及Ty；此时，将Py及Ty标记为经瞬态恢复至稳定时对应的瞬时值Pb及对应时刻Tb；
15）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值Pa、Pa+1……Pb-1、Pb，查找其最大值Pmax及对应时刻Tmax和最小值Pmin及对应时刻Tmin；
16）、、至此，Pmax> Pb> Pa，则瞬态变化过程为突卸过程；Pmin< Pb<Pa，则瞬态变化过程为突加过程，参照GB/T 13032标准规定的发电机组瞬态参数计算公式，进行突加/突卸负载时的瞬态参数性能计算。
本发明的有益效果：测试人员进行发电机组瞬态参数测试时，只需给出发电机组的额定参数（额定电压及稳态波动率、额定转速及稳态波动率）即可，从而大大减轻测试人员的工作负担；并避免了由于测试人员的客观因素而导致的测试数据不准确的问题；测试过程中，由于性能参数快速准确的计算，能够最大程度上保证测试项目的快速有序进行，降低测试成本；同时，该方法算法简单，智能化程度高，易于在市场上现有的发电机组波形记录仪上实现，具有极大的推广和应用价值。
附图说明：
图1是本发明发电机组波形记录仪瞬态参数自动计算方法的流程框图。
具体实施方式：
参照图1，一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法，该计算方法为：
第一步、根据采集到的交流电压瞬态波形曲线，自动准确的绘制交流电压信号的峰值包络曲线，该方法采用的具体步骤包括：
a）、根据采集到的波形曲线，查找交流电压曲线的所有过零点U01、U02……U0N（即电压瞬时值为零的点）；
b）、在每两个相邻过零点之间，查找瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1（即波形曲线上，两过零点之间的最大值），并记录瞬时峰值对应的时刻TP1、TP2……TPN-1；
c）、根据瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1和对应时刻TP1、TP2……TPN-1，即可绘制出交流电压信号的峰值包络曲线，并将其按照P1、P2……PN及T1、T2……TN的顺序进行数组排列；
第二步、根据绘制的峰值包络曲线或转速瞬态波形曲线，准确捕获波形发生瞬态变化时、出现瞬态变化的最值时以及恢复稳定运行时的瞬态值及对应时刻，该方法采用的具体步骤包括：
1）、根据发电机组的额定参数，计算出对应信号的正常波动阈△a和经瞬态恢复稳定后的正常波动阈△b；若波形曲线为转速信号，则将波形曲线的瞬时值和对应时刻，按照时间顺序进行数组排列，并标记为P1、P2……PN及T1、T2……TN；
2）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值P1、P2……PN，计算出P1、P2……PN的算数平均值Pav1，依次计算P1、Pav1间差的绝对值△P11，P2、Pav1间差的绝对值△P21，……，Pn、Pav1间差的绝对值△Pn1，Pn+1、Pav1间差的绝对值△P(n+1)1，……，PN、Pav1间差的绝对值△PN1；
3）、出现△Pn1≤△a，△P(n+1)1＞△a时，记录下对应的Pn及Tn；
4）、计算出P1、P2……Pn的算数平均值Pav2，依次计算P1、Pav2间差的绝对值△P12，P2、Pav2间差的绝对值△P22， ……，Pm、Pav2间差的绝对值△Pm2，Pm+1、Pav2间差的绝对值△P(m+1)2，……，Pn、Pav2间差的绝对值△Pn2；
5）、出现△Pm2≤△a，△P(m+1)2＞△a时，记录下对应的Pm及Tm；此时，将Pm及Tm标记为瞬态变化开始时对应的瞬时值Pa及对应时刻Ta；
6）、计算出Pa、Pa+1……PN的算数平均值Qav1，计算PN、Qav1间差的绝对值△QN1，PN-1、Qav1间差的绝对值△Q(N-1)1，……，Px、Qav1间差的绝对值△Qx1，Px-1、Qav1间差的绝对值△Q(x-1)1，……，Pa、Qav1间差的绝对值△Qa1；
7）、出现△Qx1≤△b，△Q(x-1)1＞△b，记录下对应的Px及Tx；
8）、计算出Px、Px+1……PN的算数平均值Qav2，计算PN、Qav2间差的绝对值△QN2，PN-1、Qav2间差的绝对值△Q(N-1)2，……，Py、Qav2间差的绝对值△Qy2，Py-1、Qav2间差的绝对值△Q(y-1)2，……，Px、Qav2间差的绝对值△Qx2；
9）、出现△Qy2≤△b，△Q(y-1)2＞△b，记录下对应的Py及Ty；此时，将Py及Ty标记为经瞬态恢复至稳定时对应的瞬时值Pb及对应时刻Tb；
15）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值Pa、Pa+1……Pb-1、Pb，查找其最大值Pmax及对应时刻Tmax和最小值Pmin及对应时刻Tmin；
第三步：结合发电机组的额定参数，根据查找出的Pa、Ta、Pb、Tb、Pmax、Tmax、Pmin、Tmin，即可自动计算发电机组的瞬态参数，如瞬态调速率及稳定时间、瞬态电压变化率及稳定时间。
根据发电机组波形记录仪采集到的交流电压瞬态波形曲线，自动准确的绘制交流电压信号的峰值包络曲线；能够根据绘制的峰值包络曲线或转速瞬态波形曲线，准确捕获波形发生瞬态变化时、出现瞬态变化的最值时以及恢复稳定运行时的瞬态值及对应时刻；能够结合发电机组的额定参数，自动计算发电机组的瞬态参数，如瞬态调速率及稳定时间、瞬态电压变化率及稳定时间等。不需要借助于人工计算，自动完成发电机组的瞬态参数计算功能；能够根据交流电压瞬态波形曲线和转速瞬态曲线的信号类型，自动进行针对性的计算；能够根据交流电压瞬态波形曲线自动进行峰值包络曲线的绘制；能够根据峰值包络曲线或转速波形曲线，自动捕获计算瞬态参数所需的各种瞬态峰值和对应时刻；能够根据发电机组的额定参数，自动完成瞬态参数的计算；采用简单的数值比较和计算，能够在各种发电机组波形记录仪上编程实现；能够根据波形曲线，自动识别出发电机组的瞬态变化事件。

Claims (1)

1.一种发电机组波形记录仪的瞬态参数自动计算方法，其特征在于：该计算方法包括以下步骤：
1）、选取进行瞬态参数计算的波形曲线，并确认该曲线内包含“稳态运行-瞬态变化-恢复至稳态运行的”瞬态变化信息；
2）、判断该波形曲线是交流电压信号或是转速信号，其中，唯有交流信号的波形曲线需要进行步骤3，根据交流信号的特点，通过数值比较区分出交流信号，若为交流信号，则从步骤3依次往下执行计算，若为转速信号，则从步骤6依次往下计算；
3）、根据交流电压瞬态波形曲线，查找交流电压曲线的所有过零点U01、U02……U0N；
4）、根据交流电压瞬态波形曲线，在每两个相邻过零点之间，查找瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1，并记录瞬时峰值对应的时刻TP1、TP2……TPN-1；
5）、根据交流电压瞬态波形曲线，由瞬时峰值UP1、UP2……UPN-1和对应时刻TP1、TP2……TPN-1，绘制出交流电压信号的峰值包络曲线，并将其按照P1、P2……PN及T1、T2……TN的顺序进行数组排列；
6）、根据发电机组的额定参数，计算出对应信号的正常波动阈△a和经瞬态恢复稳定后的正常波动阈△b；
7）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值P1、P2……PN，计算出P1、P2……PN的算数平均值Pav1，依次计算P1、Pav1间差的绝对值△P11，P2、Pav1间差的绝对值△P21，……，Pn、Pav1间差的绝对值△Pn1，Pn+1、Pav1间差的绝对值△P(n+1)1，……，PN、Pav1间差的绝对值△PN1；
8）、出现△Pn1≤△a，△P(n+1)1＞△a时，记录下对应的Pn及Tn；
9）、计算出P1、P2……Pn的算数平均值Pav2，依次计算P1、Pav2间差的绝对值△P12，P2、Pav2间差的绝对值△P22， ……，Pm、Pav2间差的绝对值△Pm2，Pm+1、Pav2间差的绝对值△P(m+1)2，……，Pn、Pav2间差的绝对值△Pn2；
10）、出现△Pm2≤△a，△P(m+1)2＞△a时，记录下对应的Pm及Tm；此时，将Pm及Tm标记为瞬态变化开始时对应的瞬时值Pa及对应时刻Ta；
11）、计算出Pa、Pa+1……PN的算数平均值Qav1，计算PN、Qav1间差的绝对值△QN1，PN-1、Qav1间差的绝对值△Q(N-1)1，……，Px、Qav1间差的绝对值△Qx1，Px-1、Qav1间差的绝对值△Q(x-1)1，……，Pa、Qav1间差的绝对值△Qa1；
12）、出现△Qx1≤△b，△Q(x-1)1＞△b，记录下对应的Px及Tx；
13）、计算出Px、Px+1……PN的算数平均值Qav2，计算PN、Qav2间差的绝对值△QN2，PN-1、Qav2间差的绝对值△Q(N-1)2，……，Py、Qav2间差的绝对值△Qy2，Py-1、Qav2间差的绝对值△Q(y-1)2，……，Px、Qav2间差的绝对值△Qx2；
14）、出现△Qy2≤△b，△Q(y-1)2＞△b，记录下对应的Py及Ty；此时，将Py及Ty标记为经瞬态恢复至稳定时对应的瞬时值Pb及对应时刻Tb；
15）、根据交流电压信号的包络曲线或转速信号的瞬态波形曲线对应的瞬时值Pa、Pa+1……Pb-1、Pb，查找其最大值Pmax及对应时刻Tmax和最小值Pmin及对应时刻Tmin；
16）、至此，Pmax> Pb> Pa，则瞬态变化过程为突卸过程；Pmin< Pb<Pa，则瞬态变化过程为突加过程，参照GB/T 13032标准规定的发电机组瞬态参数计算公式，进行突加/突卸负载时的瞬态参数性能计算。
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