CN117712998A - 一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，包括应急发电车输出电压互感器、无功功率增量发生器和整流器，所述应急发电车输出电压互感器用于获取电压参数，所述无功功率增量发生器通过比较电压互感器测量的电压参数值VSG与预先设定的阈值大小判断是否触发无功功率增量(reactive power increment，RPI)策略，无功功率增量信号通过整流器处理后传递给应急发电车。本发明可以实现LOE事件快速检测和LOE与非LOE(NLOE)事件成功区分的功能。
Description
技术领域
本发明涉及应急发电车失磁保护领域，具体涉及一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置。
背景技术
为了在所有故障情况下进行可靠和快速的检测，应急发电车使用了一整套保护继电器，尽管所有应急发电车保护继电器都具有较高的可靠性，但失磁(loss ofexcitation，LOE)保护是应急发电车故障方面最具挑战性的问题之一。LOE将在某些情况下形成，如励磁系统短路或开路发生、励磁断路器故障以及在某些稳定功率摆动情况下由于错误跳闸导致的励磁断路器意外跳闸等。发生LOE会对应急发电车本身造成严重损害，包括电枢绕组过载/过热、转子绕组感应交流电压和过热、机械扭矩振荡、定子端部铁芯过热以及应急发电车相应的原动机损坏。
为了避免造成上述损害，通过应急发电车保护继电器快速准确地检测所有LOE事件是至关重要的。现有LOE保护方法可分为两大类，包括单变量和基于多变量的方法，基于单变量的技术只使用一个电参数，而多变量技术使用多个组合参数。目前的LOE保护方案存在的主要问题是检测时间长，以及由于严重故障或线路中断导致稳定功率摆动发生的情况下的错误跳闸。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，解决现有技术中检测时间长和某些电力系统干扰期间错误跳闸的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：其包括应急发电车输出电压互感器、无功功率增量发生器和整流器，所述应急发电车输出电压互感器用于获取电压参数，所述无功功率增量发生器通过比较电压互感器测量的电压参数值VSG与预先设定的阈值大小判断是否触发无功功率增量(reactive power increment，RPI)策略，无功功率增量信号通过整流器处理后传递给应急发电车。
优选地，所述应急发电车输出电压互感器安装在应急发电车的电压输出处，用于获取RPI策略实施前及实施后的应急发电车输出电压参数，分别记作(VSG)B-RPI和(VSG)A-RPI。
优选地，所述无功功率增量发生器与电压互感器相连，用于比较VSG与预先设定的阈值大小，并实施RPI策略使无功功率QSG增加。
优选地，所述整流器与无功功率增量发生器、应急发电车相连，无功功率发生器实施RPI策略后将改变整流器晶闸管的触发角，整流器再将这一改变传递到应急发电车。
优选地，该应急发电车失磁保护装置的具体动作逻辑原理如下：
1)当LOE事件发生时，VSG开始降低；因此，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略；在RPI策略执行之后，由于缺乏提供磁化能量以增加QSG和VSG的激励系统，(VSG)A-RPI中没有发生任何增加的变化；因此，VSG将继续下降；
2)当发生导致VSG增加的NLOE事件时，由于导致VSG增加的NLOE事件与LOE事件具有不同的变化模式，因此，通过监测VSG参数可以容易地对这些事件进行分类；
3)当发生导致VSG下降的NLOE事件时，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略；在应用RPI策略后，VSG参数将在所有NLOE事件期间增加，可与LOE事件精确区分。
优选地，该应急发电车失磁保护装置的具体动作过程包括如下步骤：
步骤1.通过应急发电车输出电压互感器获取电压参数，并将其样本记录为(VSG)B-RPI；
步骤2.在400毫秒内持续监测(VSG)B-RPI的变化，判断其是否小于0.97p.u；
步骤3.当(VSG)B-RPI小于0.97p.u时，触发RPI策略；
步骤4.忽略应用RPI策略后的前100毫秒(前100毫秒被考虑用于应用和运行RPI策略)，在之后的200毫秒期间测量和监测(VSG)A-RPI；
步骤5.如果在指定时间段内(VSG)A-RPI变化到大于(VSG)B-RPI，则发生NLOE事件；否则，发生LOE事件，并向应急发电车发送跳闸命令；
步骤6.最后，通过使用所提出的RPI策略检测发生的事件，将QSG重置为初始值。
本发明提供一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，可以实现LOE事件快速检测和LOE与非LOE(NLOE)事件成功区分的功能。
附图说明
图1是本具体实施方式中一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置的整体结构图；
图2是本具体实施方式中LOE保护策略的状态图；
图3是本具体实施方式中LOE保护策略的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参考图1所示，一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，包括应急发电车输出电压互感器、无功功率增量发生器和整流器。应急发电车输出电压互感器持续监测VSG并将数据传输给无功功率增量发生器，无功功率增量发生器通过比较VSG与预先设定的阈值大小判断是否实施RPI策略，无功功率增量发生器改变整流器晶闸管触发角以实施RPI策略，整流器将信号传递给应急发电车。
参考图2所示，LOE保护策略的状态图。基于无功增量的应急发电车失磁保护装置具体逻辑原理如下：
1.当LOE事件发生时，VSG开始降低。因此，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略。在RPI策略执行之后，由于缺乏提供磁化能量以增加QSG和VSG的激励系统，(VSG)A-RPI中没有发生任何增加的变化。因此，VSG将继续下降。
2.当发生导致VSG增加(如电容器连接和负载抑制)的NLOE事件时，由于导致VSG增加的NLOE事件与LOE事件具有不同的变化模式，因此，通过监测VSG参数可以容易地对这些事件进行分类。
3.当发生导致VSG下降(如短路故障、负载注入)的NLOE事件时，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略。在应用RPI策略后，VSG参数将在所有NLOE事件期间增加，可与LOE事件精确区分。
参考图3所示，LOE保护策略的流程图。基于无功增量的应急发电车失磁保护装置具体实施步骤如下：
1.通过应急发电车输出电压互感器获取电压参数，并将其样本记录为(VSG)B-RPI；
2.在400毫秒内持续监测(VSG)B-RPI的变化，判断其是否小于0.97p.u；
3.当(VSG)B-RPI小于0.97p.u时，触发RPI策略；
4.忽略应用RPI策略后的前100毫秒(前100毫秒被考虑用于应用和运行RPI策略)，在之后的200毫秒期间测量和监测(VSG)A-RPI；
5.如果在指定时间段内(VSG)A-RPI变化到大于(VSG)B-RPI，则发生NLOE事件。否则，发生LOE事件，并向应急发电车发送跳闸命令；
6.最后，通过使用所提出的RPI策略检测发生的事件，将QSG重置为初始值。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：其包括应急发电车输出电压互感器、无功功率增量发生器和整流器，所述应急发电车输出电压互感器用于获取电压参数，所述无功功率增量发生器通过比较电压互感器测量的电压参数值VSG与预先设定的阈值大小判断是否触发无功功率增量策略，无功功率增量信号通过整流器处理后传递给应急发电车。
2.根据权利要求1所述的一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：所述应急发电车输出电压互感器安装在应急发电车的电压输出处，用于获取RPI策略实施前及实施后的应急发电车输出电压参数，分别记作(VSG)B-RPI和(VSG)A-RPI。
3.根据权利要求1所述的一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：所述无功功率增量发生器与电压互感器相连，用于比较VSG与预先设定的阈值大小，并实施RPI策略使无功功率QSG增加。
4.根据权利要求1所述的一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：所述整流器与无功功率增量发生器、应急发电车相连，无功功率发生器实施RPI策略后将改变整流器晶闸管的触发角，整流器再将这一改变传递到应急发电车。
5.根据权利要求1所述的一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：其具体动作逻辑原理如下：
1)当LOE事件发生时，VSG开始降低；因此，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略；在RPI策略执行之后，由于缺乏提供磁化能量以增加QSG和VSG的激励系统，(VSG)A-RPI中没有发生任何增加的变化；因此，VSG将继续下降；
2)当发生导致VSG增加的NLOE事件时，由于导致VSG增加的NLOE事件与LOE事件具有不同的变化模式，因此，通过监测VSG参数可以容易地对这些事件进行分类；
3)当发生导致VSG下降的NLOE事件时，小于预先指定阈值的VSG参数会触发RPI策略；在应用RPI策略后，VSG参数将在所有NLOE事件期间增加，可与LOE事件精确区分。
6.根据权利要求1所述的一种基于无功增量的应急发电车失磁保护装置，其特征在于：其具体动作过程包括如下步骤：
步骤1.通过应急发电车输出电压互感器获取电压参数，并将其样本记录为(VSG)B-RPI；
步骤2.在400毫秒内持续监测(VSG)B-RPI的变化，判断其是否小于0.97p.u；
步骤3.当(VSG)B-RPI小于0.97p.u时，触发RPI策略；
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