[发明专利]黑启动手动励磁带线路发电机电压控制值获取装置及方法

说明书

本发明黑启动手动励磁下带线路发电机电压控制值获取装置，包括电池模块、单片机模块和控制显示屏幕；该装置单片机模块获取控制显示屏幕输入的主变压器电抗、发电机同步电抗、故障录波器读取的线路电抗参数，单片机模块计算黑启动时手动励磁方式下空投线路发电机电压升高倍数，并通过控制显示屏幕显示出电压升高倍数计算结果，通过读取电压升高倍数计算结果，确定黑启动时发电机机端电压在不投线路时最大操作值，保证线路投入后，电气设备电压不超过额定值；精确计算出来手动方式下空投线路发电机电压升高倍数，为黑启动机端电压控制提供必要的指导意义，同时也能够保证一次设备的安全性。

技术领域

本发明属于黑启动技术领域，具体涉及黑启动手动励磁下带线路发电机电压控制值获取装置及方法。

背景技术

黑启动是电网发生极端故障全网失电后，依靠有自启动能力电厂率先供电，以“星火燎原”方式逐步扩大供电范围直至恢复整个电网正常运行。黑启动作为各国电网安全卫士，能够减轻重大自然灾害造成的停电损失，国内外多起黑启动实例表明黑启动对电网和国家安全意义重大。为保证电网安全稳定运行，规范黑启动设备运行和管理，电网依据国家相关法律法规和行业标准，先后出具多项黑启动相关的规章制度，对有黑启动能力的电厂给予经济补偿，具备条件电厂高度重视，积极配合电网开展黑启动能力建设及试验工作。

目前电力系统进行黑启动时，当送出线路空载，同时励磁在手动控制方式下，黑启动机组发电机机端电压会自发升高，如果预先不清楚电压升高倍数，在突然投入空载线路时，会导致黑启动范围内电气电压超过额定范围，严重时可损坏设备。目前还尚没有从实际线路参数角度计算发电机电压升高倍数，更没有可以用于黑启动手动励磁方式下带线路发电机电压控制值的获取装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供黑启动手动励磁下带线路发电机电压控制值获取装置，通过故障录波器实测送出线路阻抗参数，输入计算装置，精确计算出来手动方式下空投线路发电机电压升高倍数，为黑启动机端电压控制提供必要的指导意义，同时也能够保证一次设备的安全性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

黑启动手动励磁下带线路发电机电压控制值获取装置，包括电池模块、单片机模块和控制显示屏幕，所述电池模块输出电压端与单片机模块和控制显示屏幕电源端相连，电池模块用于为单片机模块和控制显示屏幕供电，所述单片机模块通信端与控制显示屏幕通信端相连，所述控制显示屏幕用于输入黑启动电压升高需要的输电线路及发电机、主变压器参数，并传输给单片机模块，单片机模块通过处理、计算后将电压升高结果信息传输至控制显示屏幕显示；

所述单片机模块根据输入的发电机实际电抗和主变压器实际电抗，以及从故障录波读取的实际线路阻抗，由如下公式得到手动励磁方式下带线路时发电机电压升高倍数，得到发电机电压控制值；

其中，E_q为发电机内电势也是未投线路时发电机空载电压，X_t为主变压器电抗，X_d为发电机同步电抗，X_c从故障录波器读取的线路电抗，U’_g为手动励磁方式下线路投入后发电机机端电压。

优选的，所述单片机模块采用MSP430F149型16位单片机，第一晶振频率为8MHz，具有64个引脚，存储器RAM容量为2KB。

进一步，所述单片机模块还包括第二晶振，频率为32.768kHz。

优选的，所述单片机模块中模拟地和数字地之间通过0Ω电阻连接。

优选的，所述电池模块采用3.3V电压输出的充电宝。

优选的，所述控制显示屏幕用于输入主变压器电抗、发电机同步电抗和故障录波读取的线路电抗并传输给单片机模块，通过单片机模块计算发电机电压升高倍数并回传给控制显示屏幕显示。