[发明专利]基于滤波与相位协调的静态励磁系统同步信号检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统同步发电机静态励磁系统技术领域，特别涉及采用可控硅整流桥为功率整流装置的静态励磁系统的同步信号获取领域。

背景技术

励磁系统是电力系统中同步发电机的重要组成部分，是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置。

本发明所涉及的励磁系统承担着调节发电机输出电压及无功的责任，其主电路采用三相全控桥整流电路(也称整流桥)，主要元件是可控硅，其触发电路的同步电压信号由整流电路的阳极电压提供。同步电压信号相位的准确性决定了可控硅触发脉冲的准确性，直接影响到励磁系统的输出电流，进而决定发电机定子的输出电压，也即发电机的最终输出，可见准确检测该同步信号在励磁系统中的重要性。

目前，广泛采用的同步信号检测方法是过零检测法，即取同步信号的过零点为基准来确定可控硅的触发角度。此方法在发电机系统正常运行时可以保证稳定工作。然而，采用该方法存在一定的误判风险，具体体现在：由于系统的要求，控制信号会在一相可控硅仍然导通时，触发另一相可控硅，使得原来导通的可控硅由于承受反向电压而关断，而可控硅关断需要时间，并且主电路的负载为发电机的转子(相当于一个大电感)，电感电流不能突变，因此在某相可控硅关断的瞬间，主电路的电流不能立即降到零，使得换相过程中两相处于短路状态，导致整流桥的阳极电压出现跳变，形成了换相缺口，由于换相缺口的存在，导致阳极电压的波形多次穿过零点，已不再是标准的三角函数波形，这样就会导致触发脉冲错误，最终影响励磁系统的输出电压，导致发电机输出电压与所要求的不一致。因此，发明一种避免采用过零检测法存在的误判风险，保证同步信号的实时性和准确性的方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于改进原有过零检测方法的缺陷，避免整流电路阳极电压多过零点导致采用过零检测方法时存在触发脉冲错误的问题，使得到的同步信号具有冗余度，同时通过数字化的检测，提高同步信号的可靠性。

本发明的目的是通过以下步骤实现的：

1)高压调理变压器(1)接入励磁系统整流桥(4)的阳极电压，高压调理变压器(1)的输出接于低压调理变压器(2)的输入；低压调理变压器(2)接入同步信号检测板(3)；

2)对待检测的功率整流装置及其组成环节进行编号：将六个可控硅分别编号为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅和T₆，整流装置的三相交流输入信号分别用UA、UB、UC表示；

3)选择数字信号处理器：根据功率整流装置阳极信号的工作频率范围、检测同步信号算法的计算时间参数确定处理器的采样频率，保证f_s≥5f_u和f_s≥1/T_proc，其中，f_s为数字信号处理器的采样频率，f_u为阳极信号的最大工作频率，T_proc为算法的计算时间；

4)计算确定测量装置变压器的型号和参数：将整流装置的交流输入信号UA、UB、UC引出，分别接于变压器的一次侧，利用变压器的连接方式和变比设定，使其输出幅值为±10V的电压信号U_ab、U_bc、U_ca，变压器输出电压应满足数字采样板的输入范围要求，该要求根据数字信号处理器的技术参数确定；

5)将变压器的输出电压信号U_ab、U_bc、U_ca接在数字信号处理器的三个输入端口，通过数据采集端口的数字采样功能，处理得到离散化的电压信号，将其标记为并且存在以下关系