CN111509669B - 一种同步调相机转子电流保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种同步调相机转子电流保护方法及系统，该方法包括：采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流；判断设定时间段内励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值；如果是，判定需要启动转子电流保护；记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻；根据励磁电压和励磁电流，利用公式计算励磁电流理论值；判断励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足I_f(t)>kI_fc(t)；如果是，控制出口机组跳闸停机。该系统包括：采集模块、第一判断模块、第一计算模块、记录模块、第二计算模块、第二判断模块以及控制模块。通过本申请，能够有效提高转子过流保护应对励端击穿引起转子过流故障的及时性和准确性。

Description

一种同步调相机转子电流保护方法及系统

技术领域

本申请涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及一种同步调相机转子电流保护方法及系统。

背景技术

相比于常规发电机组，定位于提供次暂态、暂态无功支撑的调相机通常具备较高的强励能力。伴随着较高的强励能力，过高的励磁电压在调相机强励时存在着瞬时击穿励端正负极的风险。因此，如何对同步调相机励端击穿引起的转子过流进行保护，从而避免强励可能引起的反复击穿风险，是个重要技术问题。

现有技术中对转子电流进行保护的功能，主要包括励磁电流限制和励磁电流反时限保护。由于励磁电流限制作用，击穿过程往往会存在反复。具体可以参见图1所示的某调相机组强励击穿励端正负极的录波图。图1中，U_ab为线电压，I_a为A相电流，U_f为励磁电压，I_f为励磁电流，I_fn为励磁电流额定值。图1所示调相机组最大励磁电流限制值为2.5I_fn，励磁电流反时限制设定为2.5I_fn最大运行时间15S。

由图1可知，t₁时刻进行机端电压﹢15％阶跃试验模拟机组强励，此时励磁电压迅速上升，励磁电流快速增大且上升速率高于正常转子绕组上升速度，励端正负极之间部分被击穿；t₂时刻转子电流上升到2.5倍额定励磁电流，经过可控硅整流等环节的硬件延时，t₃时刻触发角增加，励磁电压开始下降；t₃时刻后，励端击穿程度加大，励磁电流继续增大；直到t₄时刻，励磁电压为负，励磁电流减小至远小于最大励磁电流值。由于励磁电流远小于最大励磁电流值，t₄时刻之后，最大励磁电流限制退出，由于此时机端电压﹢15％的阶跃指令保持存在，故励磁调节器继续增加励磁电压，从图1可以看出此时励端已经击穿，励磁电流迅速上升，t₅时刻励磁电流达到2.5倍的额定值，最大励磁电流限制动作，类似于上一过程，经过一定延时励磁电压开始下降，当励磁电压下降至负值，励磁电流减小到远小于最大励磁电流值。之后，又有三次类似过程出现，从强励开始经过5次反复的励磁电压升降到最终短路点炸裂开路共历时0.2S左右。同时励磁电流反时限保护为秒级动作，而图1励端击穿导致转子过流为毫秒级，故反时限保护也没有动作。

因此，目前的转子电流保护方法中，在励端击穿的情况下无法准确而及时动作，导致励端正负极反复被击穿，目前的同步调相机转子过流保护方法及时性和安全性不够高。

发明内容

本申请提供了一种同步调相机转子电流保护方法及系统，以解决现有技术中的同步调相机转子过流保护及时性、准确性和安全性不够高，在强励情况下存在励端反复被击穿的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种同步调相机转子电流保护方法，所述方法包括：

实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率；

判断设定时间段内所述励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值；

如果是，判定需要启动转子电流保护；

记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，定义为t_i；

根据所述起始时刻、励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值，其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值，且各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻；

判断所述励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数；

如果是，控制出口机组跳闸停机。

可选地，所述实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流，包括：

实时采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

根据所述设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

可选地，根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率的方法，具体为：

根据所述励磁电压，利用公式

x＝0,1…a，计算所述设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。

可选地，所述a的取值为3。

可选地，所述k的取值为2。

一种同步调相机转子电流保护系统，所述系统包括：

采集模块，用于实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

第一计算模块，用于根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率；

第一判断模块，用于判断所述励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值，如果是，判定需要启动转子电流保护，否则，判定不需要启动转子电流保护；

记录模块，用于第一判断模块判定所述励磁电压的变化率均大于设定的励磁电压变化率阈值时，记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，定义为t_i；

第二计算模块，用于根据所述起始时刻、励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值，其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，x_ad为可逆标幺系统下的值，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值,各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻；

第二判断模块，用于判断所述励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数；

控制模块，用于当所述励磁电流理论值和励磁电流实际值满足：I_f(t)>kI_fc(t)时，控制出口机组跳闸停机。

可选地，所述采集模块包括：

采集单元，用于实时采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

存储单元，用于根据所述设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

可选地，所述第一计算模块，用于根据所述励磁电压，利用公式

x＝0,1…a，计算所述设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。

可选地，所述a的取值为3。

可选地，所述k的取值为2。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供一种同步调相机转子电流保护方法，该方法首先实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流，然后判断该设定时间段内励磁电压的变化率是否大于设定的阈值，如果超过阈值判定发生励端击穿，需要启动转子电流保护，记录励磁电压变化率第一次大于设定阈值的起始时刻并确定此时的励磁电压电流值，并根据所采集的励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值，然后判断励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，如果满足该条件，表明励端击穿导致励磁电流过大，控制出口机组跳闸停机。本实施例中，励磁系统强励后能够实时计算正常情况下的励磁电流最大可能理论值，从而及时判定机组励端击穿现象的发生，控制出口机组跳闸停机，因此，能够及时而准确地实现对励端击穿引起的转子的过流保护，进而提高系统的安全性。

本实施例中判断设定时间段内励磁电压变化率与设定阈值的关系时，在设定时间段内，利用公式

x＝0,1…a，计算任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，通过多个励磁电压变化率，能够有效防止单次采样所产生的误差引起的误动作，有利于进一步提高系统的稳定性。

本申请还提供一种同步调相机转子电流保护系统，该系统主要包括：采集模块、第一计算模块、第一判断模块、记录模块、第二计算模块、第二判断模块以及控制模块。通过采集模块采集到设定时间段内的励磁电压和励磁电流，然后通过第一计算模块计算得出励磁电压变化率，第一判断模块根据励磁电压变化率与设定的变化率阈值之间的关系，判断是否发生强励，当发生强励时同时启动记录模块和计算模块，记录模块记录下励磁电压变化率第一次大于设定的变化率阈值的时刻，第二计算模块根据采集模块所采集的数据，计算得出励磁电流理论值，再通过第二判断模块根据励磁电流理论值和实际励磁电流之间的关系，判断励磁电流是否过大，如果励磁电流过大则启动控制模块，通过控制模块控制出口机组跳闸停机，从而实现转子电流保护。本实施例通过设置第一判断模块和第二判断模块，先判断是否发生强励，然后根据实际励磁电流与励磁电流理论值的大小启动第二判断模块，当第二判断模块判定励磁电流过大时才启动控制模块。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中励端击穿过程示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种同步调相机转子电流保护方法的流程示意图；

图3为同步调相机q轴磁链方程等值电路原理图；

图4为转子电路方程等值电路原理图；

图5为转子电路方程等值电路简化示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种同步调相机转子电流保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。

实施例一

参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种同步调相机转子电流保护方法的流程示意图。由图2可知，本实施例中同步调相机转子电流保护方法，主要包括如下过程：

S1：实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流。

具体地，步骤S1包括如下过程：

S11：采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流。

本实施例中对励磁电压和励磁电流的采集方式为设定时间段，实时采集。即：在某个设定的时间段内，分别实时采集励磁电压和励磁电流。

S12：根据设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

可以将每个采集时刻的励磁电压存储为U_f(t)、U_f(t-T)、U_f(t-2T)……U_f(t-mT)，每个采集时刻的励磁电流存储为I_f(t)、I_f(t-T)、I_f(t-2T)……I_f(t-mT)，其中T为采样间隔，m为记录次数，具体的采样间隔T根据转子电流保护要求而定。

本实施例中对采集的励磁电压和励磁电流进行滚动存储，每次存储时：U_f(t-nT)、I_f(t-nT)的数分别传递给U_f(t-nT-T)、I_f(t-nT-T)(其中n＝0,1..m-1)，最新采样数据存储为U_f(t)和I_f(t)。当然，本实施例中存储数据量的设置，需要满足后续计算模块的需求。这种滚动存储数据的方式，能够避免一直大量存储励磁电压和励磁电流，有利于节省系统资源空间，提高数据的采集和存储效率。

采集到设定时间段内的励磁电压和励磁电流之后，执行步骤S2：根据励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率。

具体地，根据励磁电压，利用公式

x＝0,1…a，计算设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。U_f(t+xT)为当前采样时刻的励磁电压，U_f(t-T+xT)为上一个采样时刻的励磁电压。DU_f(x)为相邻两个采样时刻之间的励磁电压变化率。

也就是在设定时间段内，利用步骤S1中存储的实时采样值，取其中a+1个采样值，进行a次励磁电压变化率的计算。

本实施例通过进行多次励磁电压变化率的计算，能够避免单次计算的误差，有利于更加准确地判断是否发生强励。

S3：判断设定时间段内励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值。

相应地，进行a次励磁电压变化率计算之后，要判断设定时间段内所有a次励磁电源变化率是否均大于设定的励磁电压变化率阈值。

由以上步骤S2和S3可知，本实施例中对设定时间段内励磁电压变化率的判断方法，是在设定时间段内进行多次采样，只有该设定时间段内多个采样时刻的励磁电压变化率均大于设定的励磁电压变化率阈值时，才判定为发生强励现象。这种判定方法，能够避免单次采样误差导致误判断，以及进一步的误动作，有利于提高判定的准确性，进而提高专利电流保护的准确性。

通常采样次数a的取值可以为3，即求取3次励磁电压变化率。

继续参见图2可知，如果设定时间段内励磁电压的变化率大于设定的励磁电压变化率阈值，执行步骤S4：判定需要启动转子电流保护。

也就是判定发生了强励现象。

发生强励现象后，执行步骤S5和S6。其中，步骤S5：记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻。根据步骤S1可知，设定时间段内，每个采样时刻对应有当前采样时刻的励磁电压和励磁电流值，因此，步骤S5中，确定励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻之后，也就确定了该起始时刻所匹配的励磁电压和励磁电流。记录和存储起始时刻的同时，确定该起始时刻所存储的励磁电压和励磁电流。

励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，也就是未启动转子电流保护状态转化为启动转子电流保护保护的初始时刻。本实施例中记录励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的时刻，以此为起始时刻进行计算。第一次启动后后续再连续启动时，不记录启动时刻。

通过步骤S4判定发生强励现象后，还需要同时执行步骤S6：根据励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值。

其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值，且各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻。

根据步骤S6，本实施例中根据励磁电压和励磁电流计算励磁电流理论值的过程和原理如下列计算公式(1)-(9)所示。其中，计算过程中同步调相机q轴磁链方程等值电路原理图参见图3，转子电路方程等值电路原理图参见图4，转子电路方程等值电路简化示意图参见图5。

不计算阻尼绕组，同步调相机的转子电压方程表示为：

转子磁链方程可以表示为：

ψ_f＝-i_d·x_ad+i_f·x_f (2)

由(1)、(2)可得：

q轴电压、磁链方程可以分别表示为：

ψ_q＝-i_q·x_q (5)

考虑到调相机运行过程中有功功率近似为0，本实施例中假设u_q＝u_g，i_q＝0。同步调相机运行过程中近似认为转速恒定不变，即ω＝1。结合(4)、(5)可得：

u_g＝ψ_d (6)

通常，同步调相机输出经过升压变接至500kV母线，则机端电压可表示为：

u_g＝u_s+x_T·i_d (7)

其中u_s为系统母线电压，x_T为发电机短路电抗。

结合图5和式(3)、(7)可以得出转子电路方程等值电路图如4所示，认为系统电压Us不变，将图4简化为图5，其中

可以求得励磁电压变化时励磁电流响应为：

其中，L_f为x_f对应的有名值。

继续参见图2可知，计算得出励磁电流理论值之后，执行步骤S7：判断励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)。

其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数。

本实施例中k的取值可以为2，即：I_f(t)>2*I_fc(t)时，执行步骤S8。

当发生强励现象后，通过步骤S7判断励磁电流理论值与励磁电流实际值之间是否满足I_f(t)>kI_fc(t)，从而能够及时发现励端击穿，而执行动作停机。

如果I_f(t)>kI_fc(t)，执行步骤S8：控制出口机组跳闸停机。

实施例二

在图2-图5所示实施例的基础之上参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种同步调相机转子电流保护系统的结构示意图。由图6可知，本实施例中同步调相机转子电流保护系统，主要包括：采集模块、第一计算模块、第一判断模块、记录模块、第二计算模块、第二判断模块以及控制模块。

其中，采集模块，用于实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流。第一计算模块，用于根据励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率。第一判断模块，用于判断励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值，如果是，判定需要启动转子电流保护，否则，判定不需要启动转子电流保护。记录模块，用于第一判断模块判定励磁电压的变化率大于设定的励磁电压变化率阈值时，记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻。第二计算模块，用于根据起始时刻、励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值。其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，x_ad为可逆标幺系统下的值，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值,各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻。第二判断模块，用于判断励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数。控制模块，用于当励磁电流理论值和励磁电流实际值满足：I_f(t)>kI_fc(t)时，控制出口机组跳闸停机。防止误动系数k的取值可以为2。

进一步地，采集模块包括：采集单元和存储单元。采集单元用于实时采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流。存储单元用于根据所述设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

具体地，第一计算模块根据励磁电压，利用公式

x＝0,1…a，计算所述设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。采样次数励磁电压变化率的计算次数a的取值可以为3，即在设定的时间段内采样3次，并进行励磁电压变化率计算。

本实施例中同步调相机转子电流保护系统的工作原理和工作方法，在图2-图5所示的实施例一中已经详细阐述，两者可以互相参照，在此不再赘述。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种同步调相机转子电流保护方法，其特征在于，所述方法包括：

实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率；

判断设定时间段内所述励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值；

如果是，判定需要启动转子电流保护；

记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，定义为t_i；

根据所述起始时刻、励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值，其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值，且各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻；

判断所述励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数；

如果是，控制出口机组跳闸停机。

2.根据权利要求1所述的一种同步调相机转子电流保护方法，其特征在于，所述实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流，包括：

实时采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

根据所述设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

3.根据权利要求1所述的一种同步调相机转子电流保护方法，其特征在于，根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率的方法，具体为：

根据所述励磁电压，利用公式

计算所述设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。

4.根据权利要求3的一种同步调相机转子电流保护方法，其特征在于，所述a的取值为3。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种同步调相机转子电流保护方法，其特征在于，所述k的取值为2。

6.一种同步调相机转子电流保护系统，其特征在于，所述系统包括：

采集模块，用于实时采集并存储设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

第一计算模块，用于根据所述励磁电压，计算设定时间段内的励磁电压变化率；

第一判断模块，用于判断所述励磁电压的变化率是否大于设定的励磁电压变化率阈值，如果是，判定需要启动转子电流保护，否则，判定不需要启动转子电流保护；

记录模块，用于第一判断模块判定所述励磁电压的变化率均大于设定的励磁电压变化率阈值时，记录并存储励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，定义为t_i；

第二计算模块，用于根据所述起始时刻、励磁电压和励磁电流，利用公式

计算励磁电流理论值，其中，

R_f为励磁绕组的阻值，U_f(t_i)为t_i时刻的励磁电压，I_f(t_i)为t_i时刻的励磁电流，I_fc(t)为励磁电流理论值，L_f为转子侧等效电感，x_ad为可逆标幺系统下的值，L_fdbase为转子侧电感基准值，x_σf为转子漏感标幺值，x_σa为定子漏感标幺值，x_T为折算到发电机定子侧的主变短路电抗标幺值，x_ad为机组同步电抗标幺值,各标幺值均采用“X_ad可逆标幺系统”，t_i为励磁电压变化率第一次大于设定的励磁电压变化率阈值的起始时刻，t为转子电流保护启动后的某一时刻；

第二判断模块，用于判断所述励磁电流理论值和励磁电流实际值是否满足：I_f(t)>kI_fc(t)，其中，I_f(t)为励磁电流实际值，I_fc(t)为励磁电流理论值，k为防止误动系数；

控制模块，用于当所述励磁电流理论值和励磁电流实际值满足：I_f(t)>kI_fc(t)时，控制出口机组跳闸停机。

7.根据权利要求6所述的一种同步调相机转子电流保护系统，其特征在于，所述采集模块包括：

采集单元，用于实时采集设定时间段内的励磁电压和励磁电流；

存储单元，用于根据所述设定时间段，对所采集的励磁电压和励磁电流分别进行滚动存储。

8.根据权利要求6所述的一种同步调相机转子电流保护系统，其特征在于，所述第一计算模块，用于根据所述励磁电压，利用公式

计算所述设定时间段内，任一当前采样时刻与上一个采样时刻之间的励磁电压变化率，a为设定时间段内计算励磁电压变化率的次数，T为当前采样时刻与上一个采样时刻之间的时间间隔。

9.根据权利要求8所述的一种同步调相机转子电流保护系统，其特征在于，所述a的取值为3。

10.根据权利要求6-9中任一所述的一种同步调相机转子电流保护系统，其特征在于，所述k的取值为2。

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