同步发电机绝对转子角测量方法研究

本文介绍了同步发电机绝对转子角的定义,提出了一种测量绝对转子角,进而获得高精度的相对转子角的方法;此方法不使用机端电压过零整形脉冲,而是将机组键相脉冲与GPS定时脉冲比相,并能够自动整定初始位置角,因此,测量结果不受发电机运行状态的影响,能够在各种运行方式和扰动情况下获取高精度的绝对转子角。本文提出的方法已在大量火电厂、水电厂工程中实际应用,效果良好。     

发电机内电势相角与功角的测量方法及应用

传统的发电机内电势与功角通过实时测量发电机端电压电流以及发电机直轴电抗Xd和交轴电抗Xq计算得到.由于发电机在不同运行状态下Xd,Xq发生变化,产生计算误差.为此,提出一种转子位置测量法,利用发电机组的键相脉冲信号和机端电压来测量发电机内电势相角与功角.该方法不受发电机等效计算模型和同步电抗参数误差的影响,具有较高的精度,适用于电网扰动和暂态过程的实时功角测量.     

计及磁饱和的同步发电机内电势幅值测量方法

在直接测量转子位置获取同步发电机内电势相位的基础上,给出了同步发电机内电势幅值的准确直接计算方法,该方法的准确性只依赖于机端电压、机端电流、发电机功角等电气测量结果的准确性,与同步发电机参数无关。同时,基于内电势幅值和相位的准确测量,给出了能够计及磁路饱和影响的同步发电机定子与转子间互感电抗和同步电抗的计算方法,并基于正态分布参数估计理论,给出电抗计算结果的置信区间和点估计值,实际算例表明,所述方法准确可靠。     

发电机功角的测量方法

发电机在进相运行试验时,静稳定极限是它的判据之一。为了能使发电机安全运行在最大功角范围内,不使它滑极,最直观和准确的监测方法就是测量发电机实时功角的变化。功角是发电机机端电压U_G和发电机内电势E_d的夹角,将代表二者的信号,同时送入功角仪(相位计)的测量端,即可测出其相位角差——功角δ值。要使测量取得满意的结果,在技术上对发电机內电势E_d的取样信号要求比较高。几年来我们进行了10、12.5和20万千瓦汽轮发电机的进相运行试验,用过几种测量发电机内电势的方法,现介绍如下:     

验电器的金箔张角与其电势间的关系

本文根据能量转换与守恒定律,研究了验电器在带电过程中的功能关系,分析了在该过程中验电器电容和金箔重力势能的交化,给出了在金箔张角较小时,其电势随金箔张角改变而改变的非线性关系,并从该关系出发,引入验电器测量电势的灵敏度(电势增量与对应金箔张角增量的比值)的概念,得出了要提高验电器测量电势的灵敏度,必须适当缩小验电瓶的半径,选用密度小、厚度薄的金属材料制作金箔的结论.     

基于XC866的无刷直流电动机无位置传感器控制系统研究

分析了两种PWM调制模式下断开相绕组的端电压波形,说明各种能忽略开关噪声、直接获得反电势过零点的端电压法的特点.提出了一种低成本的无刷直流电动机无位置传感器控制方案,利用XC866单片机内嵌的模数转换单元,在PWM开通时刻测量断开相绕组端电压,获得反电势过零点,降低了成本,简化了外围电路.实验结果验证了理论分析的正确性和方案的可靠性.     

利用本地量测量电力系统功角方法及误差分析

本文叙述了利用装置安装端的电压,电流经补偿系统联系阻抗上压降得到对端电势和经补偿运算得到对端电势相位测量功角的原理。提出比较本端电势和联络线电流的相位测量功角。给出三种方法测量误差受运行方式变化,地区负荷、两侧电势不等、阻抗角不均匀的影响,供根据不同的要求和系统情况选择使用。     

基于转子位置传感器的同步发电机■波形实时生成方法

同步发电机空载电势■的有关参数对电力系统的运行与控制都是非常重要的,但是,目前现场的监控装置想要得到■的相关参数仍然存在困难。文中提出一种基于转子位置传感器的同步发电机■波形的实时生成方法,依据该方法开发的装置能够输出频率和相位都与空载电势■一致而幅值恒定的正弦电压信号,从而使得现场的监控装置能够像测量发电机机端电压那样方便地测量空载电势■的有关参数。详细地介绍了这种方法的工作原理和实现技术。     

基于转子位置传感器的同步发电机Eq波形实时生成方法

同步发电机空载电势Eq的有关参数对电力系统的运行与控制都是非常重要的,但是,目前现场的监控装置想要得到Eq的相关参数仍然存在困难.文中提出一种基于转子位置传感器的同步发电机Eq波形的实时生成方法,依据该方法开发的装置能够输出频率和相位都与空载电势Eq一致而幅值恒定的正弦电压信号,从而使得现场的监控装置能够像测量发电机机端电压那样方便地测量空载电势Eq的有关参数.详细地介绍了这种方法的工作原理和实现技术.     

多极旋转变压器在机器人关节角位置检测中的应用

针对某一直接驱动机器人高精度平面跟踪的要求，采用多极旋转变压器作为机器人关节角位置传感器。提出了一种精粗机同时运行产生１６位绝对角位移数字量的方法，设计了相应的检测电路，实现了机器人关节角的高精度测量。     

无刷直流电机高精度换相控制

针对无刷直流电机(BLDCM)换相期间不导通相续流而产生端电压脉冲的问题,依据反电动势(EMF)过零法原理,分析了端电压脉冲产生的原因及对反电动势过零检测精度的影响,提出了一种利用软件算法避开端电压脉冲从而实现无位置传感器BLDCM高精度换相的控制方法。首先,利用条件语句及程序运行时间差避开端电压脉冲;为了在重载情况下提高所设计程序运行时间差的容错率,提出一种减小换相续流时间的方法;最后,搭建了无传感器BLDCM试验平台对上述方法进行试验验证。试验结果证明了所提方法在不同占空比和负载下的有效性和准确性。     

电容型电气设备介质损耗角的在线监测

在线监测容性设备的介质损耗是判断其绝缘状况的有效手段。作者通过与容性设备末屏串联分压电容的方法提取工频电压信号，采用绝对测量和过零比较法相结合的新方法测量介质损耗角；对影响测量精度的相关问题进行了分析，并提出了解决办法；引入了横向比较法和趋势分析法等绝缘诊断策略。试验结果证明所提出的方法能满足测量的可信度、准确度和稳定度要求，可实现介质损耗角的在线监测。     

Real-time power angle determination of salient-pole synchronous machine based on air gap measurements

This paper presents a new method for the real-time power angle determination of the salient-pole synchronous machines. This method is based on the terminal voltage and air gap measurements, which are the common features of the hydroturbine generator monitoring system. The raw signal of the air gap sensor is used to detect the rotor displacement with reference to the fundamental component of the terminal voltage. First, the algorithm developed for the real-time power angle determination is tested using the synthetic data obtained by the standard machine model simulation. Thereafter, the experimental investigation is carried out on the 26 MVA utility generator. The validity of the method is verified by comparing with another method, which is based on a tooth gear mounted on the rotor shaft. The proposed real-time algorithm has an adequate accuracy and needs a very short processing time. For applications that do not require real-time processing, such as the estimation of the synchronous machine parameters, the accuracy is additionally increased by applying an off-line data-processing algorithm.     

基于基波电势分布特征的大型发电机定子接地故障定位方法

提出一种基于基波电势分布特征的定子接地故障定位方法,该方法按各相各分支定子线圈的实际连接关系,确定发电机中性点至接地故障点的基波电势,建立了该基波电势、机端三相基波电压、基波零序电压、接地过渡电阻阻值之间的数学关系,准确定位定子接地故障,并对波绕组发电机故障定位中的特殊情况进行了分析。采用基于准分布电容参数的定子接地故障仿真模型验证了所提方法的有效性。最后对现场实际故障案例进行分析,进一步验证了所提方法的准确性,其可大幅缩短现场故障检修的时间。     

发电机无功功率与系统稳定运行

首先阐述了发电机无功功率的产生, 接着从原理上详细分析发电机无功功率对电力系统的静态功角稳定、静态电压稳定、低频振荡和动态电压稳定的影响, 指出发电机少发无功功率不利于系统的静态功角稳定, 发电机全相或进相运行不利于系统的静态电压稳定; 两台电气距离较近的发电机运行方式相差较大, 可能引起系统低频振荡;发电机进相运行将引起系统动态电压稳定的不稳定, 并通过试验系统进行了验证。结果表明, 发电机无功功率对系统的静态功角稳定、静态电压稳定、低频振荡和动态电压稳定具有重要的影响, 因此系统在实际运行中应该合理调整发电机无功功率, 以保证系统的安全经济运行。     

基于暂态模型的异步发电机稳压电容计算

鉴于机端电容大小对异步发电机端电压的影响，为保证异步发电机稳压运行，提出了一种计算电容值的方法。把异步发电机稳态运行作为暂态运行的特殊情况考虑，根据任意速旋转坐标系统下异步发电机的暂态模型，推导了稳态运行时相应的矩阵方程。令发电机稳态运行所对应齐次方程的行列式为零，并使发电机的端电压为恒值，计算不同运行状况下机端电容值。以发电机端电压保持恒值为约束条件，用直接搜索优化方法求解目标函数，此法克服了传统的迭代解法稳定性差与难于处理有约束条件之缺点。论文给出了异步发电机在不同负载下稳压所需的机端电容值，计算结果与实验结果的相互吻合说明了分析方法的有效性与准确性。     

交流调速系统脉宽调制方法研究

对于交流调速系统中脉宽调制(PWM)过程同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM),低频时采用SVPWM,中频时采用SHEPWM。这种混合调制方法避免低频时SHEPWM计算存储量较大和中频时SVPWM谐波特性变差等问题。采用一种谐波电流过零点切换方法,实现了SHEPWM中开关角个数由5~1逐步切换过程的平滑过渡;在与SVPWM的切换过程中,采用参考电压矢量同相切换方法,实现了混合调制之间的平滑过渡。仿真结果验证了理论的正确性。