[实用新型]一种发电机励磁系统试验电量监测和分析系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统二次监测自动化应用领域,特别是一种发电机励磁系统试验电量监测和分析系统。 

背景技术

随着电力技术的发展，电网规模的不断扩大，电力系统安全性日益受到广泛的关注。而发电机作为电力系统基本单元、电能的源头，其安全稳定运行是整个电力系统运行的基础。发电机励磁系统控制性能品质对于电网有着重大的意义。大量研究结果和工程实例表明，发电机励磁系统是提高电网稳定简单而有效地手段之一。

发电机励磁系统在电力系统运行中起着不可替代的重要作用。励磁系统试验为励磁系统相关参数的设计、整定提供了详细的数据依据，为励磁系统的制造安装、运行维护、检修改造提供了全面的检查验证，是检测和提高励磁系统控制性能不可或缺的手段。

励磁系统试验的类型和项目较多，不同试验项目对监测设备的要求有较大差异，部分试验项目的监测需求比较特殊，如励磁系统静态整组试验、转子过电压保护试验等，现有的监测系统在这些方面还存在一定的不足。

励磁系统静态整组试验（假负载小电流试验）中，整流桥外接稳定的三相交流电源，内接模拟实际负载的电阻，励磁调节器通过触发脉冲逐步改变整流桥导通角，以检验励磁调节器控制下整流桥的工作性能。试验过程中，既需要实时观察整流后的电压波形各波头是否完整，又需要测量记录整流桥在不同导通角下输出的直流电压值。现有发电机励磁系统试验监测设备不具备同时对两者进行监测的能力，目前只能采用多种监测仪器分别对两者进行监测，一般是用示波器来观察电压波形，万用表或电量记录设备来测量记录电压值。而采用多种监测仪器，既增加了试验人员携带、架设、操作设备工作量，又增加了试验接线的复杂程度，不利用试验现场的安全风险管控。

转子过电压保护试验一般是通过在转子过电压保护元件两端施加高电压，测量其动作电压值，以检测转子过电压保护值是否到达要求。目前60MW火力发电机的转子过电压保护定值一般为2400~2600V，100MW火力发电机的转子过电压保护定值可达到2800V。现有的发电机励磁系统试验监测设备不具备直接测量如此高电压的能力，目前只能采用电阻分压的形式来间接测量。而间接测量本身极易产生测量误差，不利于对励磁系统转子过电压保护能力的正确分析判断。

励磁系统试验中经常希望能同时监测某些开关量信号，如励磁系统通道切换、模拟TV断线试验中对通道状态、TV断线告警信号的监测、励磁系统低励、过励限制试验中对低励、过励告警信号的监测等。而由于发电机运行的需要，开关量节点一般为有源节点，即端子带有电压，现有的电气量测量记录设备开关量监测不具备测量这种有源节点的能力。

所述直流电压变换电路包括与发电机励磁系统连接的电阻分压电路和与所述电阻分压电路连接的TVB10/25A芯片。

励磁系统试验中需要将不同工况下测量的电气量数据绘制成某些特性曲线，如发电机气隙特性曲线等。现有的电气量测量记录设备不具备这种功能。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种具备直接测量直流高电压、记录有源节点开关量功能的发电机励磁系统试验电量监测和分析系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种发电机励磁系统试验电量监测和分析系统，包括计算机和与所述计算机连接的数据采集上传模块，所述数据采集上传模块连接用于测量发电机励磁系统直流量的直流电压变换电路和直流电流变换电路、用于测量发电机励磁系统无源节点和有源节点开关量的开关量变换电路、用于测量发电机励磁系统交流量的交流电压变换电路和交流电流变换电路。

数据采集上传模块采用PAC（可编程自动化控制器），如ADAM5550kW，实现数字量数据的存储记录、计算分析和实时上传。本系统采用多CPU数据采集模式，可海量存储和实时传输各种测量接口收集的数据。为了增强数据实时传输效率，本系统采用双PAC系统，在数据采样间隙，将连续采集到的数据分成小段数据包，通过TCP/IP协议上传至计算机。

作为优选方案，所述直流电流变换电路采用ISO1002芯片。

作为优选方案，所述开关量变换电路包括与发电机励磁系统连接的有源节点电量变换电路和无源节点电量变换电路，所述有源节点电量变换电路和无源节点电量变换电路均采用TLP521-1光电耦合器。

作为优选方案，所述交流电压变换电路采用电压输出型电压变换器TR1102-2C。