CN111162506B - 一种双速电动机保护测控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双速电动机保护测控装置，包括二次回路电流检测模块，用于采集二次回路电流差值；电流信号处理模块，用于对二次回路电流检测模块采集的电流差值信号进行预处理；差动保护在线整定模块，用于对差动保护的动作限值进行实时整定；差动保护控制模块，根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；差动保护执行模块，执行差动保护控制模块发出的动作指令。本发明能够改进现有技术的不足，在不改动二次回路的情况下，避免CT饱和问题，提高差动保护准确度。

Description

一种双速电动机保护测控装置
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，尤其是一种双速电动机保护测控装置。
背景技术
双速改造是利用电机本身条件，将电机从单速改为双速，泵的负载高时用高速，负载低时用低速，因其改造费用低、改造周期短、维护简单、性价比高，在国内应用较多。当电机大于2000kW时，按照要求需要配置差动保护。低速运行时，中性点侧CTΔ接线方式虽然能实现电机的差动保护功能，但也存在以下问题：一是CTΔ接线方式会增大CT的负载，容易引起CT饱和。在CT中度或严重饱和时，会产生很大差动电流，可能制动电流不能满足要求，保护会误动。二是在高低速切换时，每次都要高空作业，对二次回路进行切换，工作量、工作风险都比较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双速电动机保护测控装置，能够解决现有技术的不足，在不改动二次回路的情况下，避免CT饱和问题，提高差动保护准确度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种双速电动机保护测控装置，包括：
二次回路电流检测模块，用于采集二次回路电流差值；
电流信号处理模块，用于对二次回路电流检测模块采集的电流差值信号进行预处理；
差动保护在线整定模块，用于对差动保护的动作限值进行实时整定；
差动保护控制模块，根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；
差动保护执行模块，执行差动保护控制模块发出的动作指令。
作为优选，还包括通讯模块，差动保护在线整定模块和差动保护控制模块通过通讯模块与远程终端通讯连接。
作为优选，所述电流信号处理模块包括，
电流信号分解模块，用于对电流信号进行傅里叶分解；
电流信号去噪模块，用于对电流信号进行去噪处理；
电流信号合成模块，用于将分解后的电流信号进行合成，得到处理后的电流信号。
作为优选，所述差动保护在线整定模块包括，
电机运行状态获取模块，用于获取电机运行状态数据；
差动保护模拟模块，根据获取的电机运行状态对差动保护动作进行模拟；
参数整定模块，根据差动保护动作模拟结果对差动保护参数进行整定。
作为优选，差动保护执行模块包括Y/Δ转换模块和断路器模块。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明在不改动二次回路的情况下，实现了电机二次回路差动保护参数的实时整定和准确动作，适用范围广泛。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
图中：1、二次回路电流检测模块；2、电流信号处理模块；3、差动保护在线整定模块；4、差动保护控制模块；5、差动保护执行模块；6、通讯模块；21、电流信号分解模块；22、电流信号去噪模块；23、电流信号合成模块；31、电机运行状态获取模块；32、差动保护模拟模块；33、参数整定模块；51、Y/Δ转换模块；52、断路器模块。
具体实施方式
参照图1，本发明一个具体实施方式包括包括，
二次回路电流检测模块1，用于采集二次回路电流差值；
电流信号处理模块2，用于对二次回路电流检测模块1采集的电流差值信号进行预处理；
差动保护在线整定模块3，用于对差动保护的动作限值进行实时整定；
差动保护控制模块4，根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；
差动保护执行模块5，执行差动保护控制模块4发出的动作指令。
还包括通讯模块6，差动保护在线整定模块3和差动保护控制模块4通过通讯模块6与远程终端7通讯连接。
所述电流信号处理模块2包括，
电流信号分解模块21，用于对电流信号进行傅里叶分解；
电流信号去噪模块22，用于对电流信号进行去噪处理；
电流信号合成模块23，用于将分解后的电流信号进行合成，得到处理后的电流信号。
差动保护在线整定模块3包括，
电机运行状态获取模块31，用于获取电机运行状态数据；
差动保护模拟模块32，根据获取的电机运行状态对差动保护动作进行模拟；
参数整定模块33，根据差动保护动作模拟结果对差动保护参数进行整定。
差动保护执行模块5包括Y/Δ转换模块51和断路器模块52。
本装置的保护测控方法包括以下步骤：
A、二次回路电流检测模块1采集二次回路电流差值；
B、电流信号处理模块2对二次回路电流检测模块1采集的电流差值信号进行预处理；
C、差动保护控制模块4根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；
D、差动保护执行模块5执行差动保护控制模块4发出的动作指令，实现双速电机的保护；
E、差动保护在线整定模块3根据双速电机的实际运行状态对差动保护的动作限值进行实时整定；
F、远程终端7通过通讯模块6实时接收差动保护在线整定模块3和差动保护控制模块4的数据处理结果，并对差动保护在线整定模块3和差动保护控制模块4实现主动式调控。
步骤B中，对电流差值信号进行预处理包括以下步骤，
B1、电流信号分解模块21对电流信号进行傅里叶分解；
B2、电流信号去噪模块22根据预设的截断频率对高于截断频率的信号分量进行去除；
B3、计算去除信号分量的平均强度，然后对保留的信号分量的信号强度进行增强，保证信号总强度的不变；
B4、使用保留的各信号分量的有效值将对应信号分量拟合为方波信号；
B4、电流信号合成模块23将周期最大的方波信号作为基波，将其它方波信号叠加在基波上；
B5、对于基波上无叠加信号的区域，使用该区域两侧相邻的叠加信号的平均值对该区域进行填充；对于基波上具有至少两个叠加信号的区域，使用该区域上所有叠加信号的加权平均值作为该区域的最终叠加信号，每个叠加信号的权重值与该叠加信号在该区域时间轴上所占比例成正比；
B6、对进行信号叠加后的基波进行平滑处理；
B7、使用经过步骤B6处理后的基波的有效值作为最终的电流差值。
步骤E中，对差动保护的动作限值进行实时整定包括以下步骤，
E1、电机运行状态获取模块31获取电机运行状态数据；
E2、若电机处于异常运行状态，则参数整定模块33直接对差动保护参数进行整定；否则转入步骤E3；
E3、差动保护模拟模块32根据获取的电机运行状态对差动保护动作进行模拟；
E4、参数整定模块33对差动保护动作模拟的历史结果进行分析，拟合获得误动作电流变化曲线，然后建立误动作电流曲线与电机运行状态参数的函数关系集合，然后通过对步骤B4中的有效值进行校正，实现函数关系集合的线性化，最后根据实时的电机运行状态得到对应的误动作电流限值，进而对差动保护参数进行整定，避免差动保护误动作的发生。
本发明通过对电流信号进行预处理，降低干扰信号对后续差动保护控制的影响。预处理过程采用方波二次拟合的方式，在有效保留电流特征的同时，大大降低了运算量，对硬件设备要求低，易于实现在线实时计算。另外，本发明成功引入了在线整定的功能，由于对电流信号进行了快速、有效的预处理，在对参数进行整定时可以利用对电流信号处理过程的校正，快速得到整定参数。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种双速电动机保护测控装置，其特征在于包括：
二次回路电流检测模块(1)，用于采集二次回路电流差值；
电流信号处理模块(2)，用于对二次回路电流检测模块(1)采集的电流差值信号进行预处理；
电流信号处理模块(2)包括，
电流信号分解模块(21)，用于对电流信号进行傅里叶分解；
电流信号去噪模块(22)，用于对电流信号进行去噪处理；
电流信号合成模块(23)，用于将分解后的电流信号进行合成，得到处理后的电流信号；
差动保护在线整定模块(3)，用于对差动保护的动作限值进行实时整定；
差动保护在线整定模块(3)包括，
电机运行状态获取模块(31)，用于获取电机运行状态数据；
差动保护模拟模块(32)，根据获取的电机运行状态对差动保护动作进行模拟；
参数整定模块(33)，根据差动保护动作模拟结果对差动保护参数进行整定；
差动保护控制模块(4)，根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；
差动保护执行模块(5)，执行差动保护控制模块(4)发出的动作指令；
差动保护执行模块(5)包括Y/Δ转换模块(51)和断路器模块(52)；
通讯模块(6)，差动保护在线整定模块(3)和差动保护控制模块(4)通过通讯模块(6)与远程终端(7)通讯连接；
所述双速电动机保护测控装置的保护测控方法包括以下步骤：
A、二次回路电流检测模块(1)采集二次回路电流差值；
B、电流信号处理模块(2)对二次回路电流检测模块(1)采集的电流差值信号进行预处理；
C、差动保护控制模块(4)根据差动保护动作限值和经过预处理的二次回路电流差值发出动作指令；
D、差动保护执行模块(5)执行差动保护控制模块(4)发出的动作指令，实现双速电机的保护；
E、差动保护在线整定模块(3)根据双速电机的实际运行状态对差动保护的动作限值进行实时整定；
F、远程终端(7)通过通讯模块(6)实时接收差动保护在线整定模块(3)和差动保护控制模块(4)的数据处理结果，并对差动保护在线整定模块(3)和差动保护控制模块(4)实现主动式调控；
步骤B中，对电流差值信号进行预处理包括以下步骤，
B1、电流信号分解模块(21)对电流信号进行傅里叶分解；
B2、电流信号去噪模块(22)根据预设的截断频率对高于截断频率的信号分量进行去除；
B3、计算去除信号分量的平均强度，然后对保留的信号分量的信号强度进行增强，保证信号总强度的不变；
B4、使用保留的各信号分量的有效值将对应信号分量拟合为方波信号；
B4、电流信号合成模块(23)将周期最大的方波信号作为基波，将其它方波信号叠加在基波上；
B5、对于基波上无叠加信号的区域，使用该区域两侧相邻的叠加信号的平均值对该区域进行填充；对于基波上具有至少两个叠加信号的区域，使用该区域上所有叠加信号的加权平均值作为该区域的最终叠加信号，每个叠加信号的权重值与该叠加信号在该区域时间轴上所占比例成正比；
B6、对进行信号叠加后的基波进行平滑处理；
B7、使用经过步骤B6处理后的基波的有效值作为最终的电流差值。
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