含感應發電機電網的故障檢測系統的製作方法
2023-07-27 06:22:36
專利名稱：含感應發電機電網的故障檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於嵌入式作業系統構建的含感應發電機電網的故障檢測和分析的系統平臺，尤其涉及一種含感應發電機電網的故障檢測系統。
背景技術：
分布式發電(Distributed Generation, DG)的接入改變了配電網潮流和短路電流分布，DG提供的短路電流將對配電網保護和重合閘動作產生影響。鼠籠式感應發電機(Induction Generator, IG)具有成本低、同容量時機組小、維護要求低的優點,在分布式發電中應用廣泛。而鼠籠式IG轉子無外加勵磁電流，外部故障後無法維持機端電壓，與同步發電機相比具有不同的短路電流特徵。對IG短路電流計算一般採用與感應電動機相似的電壓源等值，沒有計及IG的電磁暫態特性，計算的IG短路電流有較大誤差。因此，需要開發含感應發電機電網的故障檢測和類型鑑別系統平臺。對單臺IG機端短路時的電磁暫態過程已有較多的研究成果。時域仿真、物理模擬是得到IG短路電流的基本方法，但難於進行解析計算。現有研究假設故障過程中IG轉速不變，通過對發電機dqO坐標系的狀態方程進行復頻域分析，得到機端三相短路時定子短路電流的近似公式。進一步評估了三相金屬性短路時故障後5個周波IG的短路電流最大值，並通過動態仿真和實測數據進行驗證。也有研究採用將定速感應風電機組等值為PQ (V)穩態模型，利用IG有功功率和節點電壓計算其吸收的無功功率，進而提出含多種類型分布式電源的配電網三相短路故障計算疊加法。配電網不對稱短路時IG非故障相將持續提供故障電流，與其機端三相短路特性區別較大。針對不平衡電壓跌落的動態響應，有學者推導出給定電壓跌落定子和轉子暫態電壓和電流的解析表達。但是前述理論推導僅針對IG自身對短路故障的暫態響應，沒有計及故障過程中IG與配電網絡的耦合關係。現有含感應發電機電網監測裝置中沒有針對故障檢測分析系統的裝置平臺，因此目前需要一種安全、可靠、精確的含感應發電機電網的故障檢測系統。
實用新型內容針對現有技術中存在的缺陷和空白，本實用新型的目的是提供一種準確性高、實用性強、成本低的含感應發電機電網的故障檢測系統。為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下技術方案含感應發電機電網的故障檢測系統，本實用新型包括電壓電流數據採集處理單元、雙口 RAM傳輸模塊、ARM9數據管理及輸出單元、上位機和數據存儲器四部分；所述電壓電流數據採集處理單元通過PT、CT採集IG機端的三相電壓、電流信號，電壓電流信號依次通過信號調理電路和A/D轉換模塊將IG —次側的電壓電流信息採集到DSP數據處理模塊，電壓電流數據採集處理單元的輸出端連接雙口 RAM傳輸模塊；雙口 RAM傳輸模塊將經DSP處理後的電氣信息傳送到ARM9數據管理及輸出單元；所述ARM9數據管理及輸出單元通過雙口 RAM傳輸模塊與多個電壓電流數據採集處理單元的DSP處理模塊相連，進行實時數據傳輸，ARM9數據管理及輸出單元的輸出端連接上位機和數據存儲器，供上位機實時調用檢測系統數據信息，並將歷史數據傳送到數據存儲器進行保存。本實用新型所述電壓電流數據採集處理單元包括依次串聯的信號調理電路、A/D轉換模塊和DSP處理模塊。本實用新型所述A/D轉換模塊採用AD7606數模轉換晶片。本實用新型所述DSP處理模塊採用TMS320C6747晶片的DSP處理器。本實用新型所述數據管理及輸出單元採用的是以ARM9為核心的嵌入式系統。本實用新型的有益效果本實用新型利用電壓電流數據採集處理單元實時在線採集IG機端的三相電壓、電流信號。根據測量到的電壓電流數據信息，分解計算IG機端各序分量，根據各序電壓的信息和含感應發電機電網的故障特性信息對比分析故障區域。具體方法如下首先利用各臺IG參數和正常運行時其機端電壓，計算IG上遊線路發生故障時，其定子短路電流矢量is，
權利要求1.含感應發電機電網的故障檢測系統，其特徵在於包括電壓電流數據採集處理單元、雙口 RAM傳輸模塊、ARM9數據管理及輸出單元、上位機和數據存儲器四部分；所述電壓電流數據採集處理單元通過PT、CT採集IG機端的三相電壓、電流信號，電壓電流信號依次通過信號調理電路和A/D轉換模塊將IG —次側的電壓電流信息採集到DSP數據處理模塊， 電壓電流數據採集處理單元的輸出端連接雙口 RAM傳輸模塊；雙口 RAM傳輸模塊將經DSP 處理後的電氣信息傳送到ARM9數據管理及輸出單元；所述ARM9數據管理及輸出單元通過雙口 RAM傳輸模塊與多個電壓電流數據採集處理單元的DSP處理模塊相連，進行實時數據傳輸，ARM9數據管理及輸出單元的輸出端連接上位機和數據存儲器。
2.根據權利要求1所述的含感應發電機電網的故障檢測系統，其特徵在於所述電壓電流數據採集處理單元包括依次串聯的信號調理電路、A/D轉換模塊和DSP處理模塊。
3.根據權利要求2所述的含感應發電機電網的故障檢測系統，其特徵在於所述A/D 轉換模塊採用AD7606數模轉換晶片。
4.根據權利要求2所述的含感應發電機電網的故障檢測系統，其特徵在於所述DSP 處理模塊採用TMS320C6747晶片的DSP處理器。
5.根據權利要求1所述的含感應發電機電網的故障檢測系統，其特徵在於所述數據管理及輸出單元採用的是以ARM9為核心的嵌入式系統。
專利摘要本實用新型公開了一種含感應發電機電網的故障檢測系統，包括電壓電流數據採集處理單元、雙口RAM傳輸模塊、ARM9數據管理及輸出單元、上位機和數據存儲器；ARM9數據管理及輸出單元通過雙口RAM傳輸模塊與電壓電流數據採集處理單元的DSP處理模塊進行數據傳輸，ARM9數據管理及輸出單元的輸出端分別連接上位機和數據存儲器。本實用新型採用ARM9和DSP組成雙處理器系統，為有效的檢測數據管理和對分析故障的應用程式提供了良好的支持；該檢測系統為更好地檢測和分析含感應發電機電網的故障提供了有效的檢測設備和依據，是實現新能源併網的重要保障。
文檔編號G01R31/08GK202886535SQ20122062753
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者彭慶軍, 張少泉, 謝光莉, 陳曉雲, 趙海洋, 鄒榮敏, 周念成, 付鵬武, 王強鋼 申請人:雲南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 雲南電網公司技術分公司