一種多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，包括對(duì)發(fā)電機(jī)的齒數(shù)、齒寬度、齒間距按照編碼規(guī)則進(jìn)行編碼加工，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒盤隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，采用鑒相探頭對(duì)該齒盤進(jìn)行信號(hào)采集，即可得到包含了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和電極序號(hào)信息的鑒相信號(hào)。本發(fā)明提供的方法利用發(fā)電機(jī)鑒相探頭對(duì)發(fā)電機(jī)齒盤產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行發(fā)電機(jī)功角的實(shí)時(shí)測(cè)量，該信號(hào)可以應(yīng)用于任意極對(duì)數(shù)的發(fā)電機(jī)功角的直接測(cè)量，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于鑒相信號(hào)無法對(duì)發(fā)電機(jī)特別是對(duì)多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)的極序號(hào)進(jìn)行標(biāo)定從而導(dǎo)致諸多應(yīng)用受到限制的問題，大大提高了測(cè)量精度和實(shí)時(shí)響應(yīng)特性，為電力系統(tǒng)全網(wǎng)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量以及電網(wǎng)的自動(dòng)化控制提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
【專利說明】一種多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，具體是涉及一種多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機(jī)功角是反應(yīng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要狀態(tài)變量之一，它是電網(wǎng)擾動(dòng)、振蕩和失穩(wěn)軌跡的重要記錄數(shù)據(jù)，發(fā)電機(jī)功角是指發(fā)電機(jī)的內(nèi)電勢(shì)與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓之間的夾角，測(cè)量發(fā)電機(jī)功角的關(guān)鍵是測(cè)取發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)的空間位置，而內(nèi)電勢(shì)本身是不可測(cè)量的電氣參數(shù)，由于發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)方向與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置固定，所以測(cè)量?jī)?nèi)電勢(shì)需要一個(gè)轉(zhuǎn)軸信號(hào)，標(biāo)定好轉(zhuǎn)軸信號(hào)與發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)之間的夾角(初始角),然后，測(cè)取轉(zhuǎn)軸信號(hào)與機(jī)端電壓之間的夾角就能確定發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)的空間位置，所以通常人們只能通過測(cè)取轉(zhuǎn)軸信號(hào)的方法間接獲得內(nèi)電勢(shì)的空間位置。
[0003]通過在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置測(cè)速齒輪齒盤，通過一定的變換來實(shí)現(xiàn)功角測(cè)量。在發(fā)電機(jī)為多極對(duì)數(shù)情況時(shí)，需要在齒盤上加工與發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)數(shù)目相同的齒數(shù)并且齒距相同，由于齒盤的加工誤差、安裝誤差等往往會(huì)導(dǎo)致齒寬、齒距不一致的情況發(fā)生，從而導(dǎo)致測(cè)量出的發(fā)電機(jī)功角誤差較大。為了減小誤差，常采用軟件算法對(duì)其進(jìn)行修正，現(xiàn)有技術(shù)中有“平均法”和“特征匹配法”兩種方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)功角測(cè)量，“平均法”利用測(cè)量的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)的總鑒相角度減去總的初相角，再除以發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)，從而得到一個(gè)平均的發(fā)電機(jī)功角，該方法在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)具有較高的精度，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)處于暫態(tài)、動(dòng)態(tài)的運(yùn)行條件時(shí)，由于其平均化效應(yīng)，使得測(cè)量的發(fā)電機(jī)功角不能準(zhǔn)確反應(yīng)出發(fā)電機(jī)的功角狀態(tài)；“特征匹配法”是利用齒盤的安裝誤差，使用軟件算法查找到大齒并推算出鑒相信號(hào)對(duì)應(yīng)的齒序號(hào)，再減去對(duì)應(yīng)齒的初相角得到發(fā)電機(jī)的功角，此法在發(fā)電機(jī)頻率波動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致特征齒匹配失敗，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)、可靠性高的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，包括以下步驟:
(1)將所述多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)的多極對(duì)數(shù)進(jìn)行順序編號(hào)；
(2)將安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤的齒數(shù)目、齒寬度、齒間距按照編碼規(guī)則進(jìn)行分區(qū)編碼；
(3)當(dāng)多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；
(4)安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸一側(cè)的鑒相探頭對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒盤進(jìn)行信號(hào)采集，獲取不同編碼區(qū)號(hào)的齒盤的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)，所述二進(jìn)制信號(hào)為包含發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào)。
[0006]有益效果:本發(fā)明提供的方法利用發(fā)電機(jī)鑒相探頭對(duì)發(fā)電機(jī)齒盤產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行發(fā)電機(jī)功角的實(shí)時(shí)測(cè)量，提供了實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào)，該信號(hào)可以應(yīng)用于任意極對(duì)數(shù)的發(fā)電機(jī)功角的直接測(cè)量，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于鑒相信號(hào)無法對(duì)發(fā)電機(jī)特別是對(duì)多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)的極序號(hào)進(jìn)行標(biāo)定從而導(dǎo)致諸多應(yīng)用受到限制的問題，大大提高了測(cè)量精度和實(shí)時(shí)響應(yīng)特性，為電力系統(tǒng)全網(wǎng)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量以及電網(wǎng)的自動(dòng)化控制提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法流程圖；
圖2是極對(duì)數(shù)為4的發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的齒盤編碼區(qū)分區(qū)示意圖；
圖3是二進(jìn)制對(duì)應(yīng)齒編碼不意圖；
圖4是編碼區(qū)號(hào)為3的齒盤編碼示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0009]如圖1所示，本發(fā)明提供的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，包括以下步驟:將所述多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)的多極對(duì)數(shù)進(jìn)行順序編號(hào)；將安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤的齒數(shù)目、齒寬度、齒間距按照編碼規(guī)則進(jìn)行分區(qū)編碼:首先將所述齒盤的編碼區(qū)平均劃分為與所述發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)相同數(shù)量的一組小編碼區(qū)；然后依次對(duì)劃分后的小編碼區(qū)進(jìn)行順序編號(hào)；最后按照編碼規(guī)則將各編號(hào)對(duì)應(yīng)的小編碼區(qū)中的齒盤的齒進(jìn)行加工固化，所述編碼規(guī)則是指在編碼信息中依次編寫同步字段、編號(hào)字段、校驗(yàn)字段以及填充字段；當(dāng)多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸一側(cè)的鑒相探頭對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒盤進(jìn)行信號(hào)采集，獲取不同編碼區(qū)號(hào)的齒盤的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)，所述二進(jìn)制信號(hào)為包含發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào):預(yù)先設(shè)定臨界值；所述鑒相探頭通過檢測(cè)探頭前表面與所述齒盤之間的距離產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電平信號(hào):當(dāng)所述距離大于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生高電平，當(dāng)所述距離小于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生低電平。
[0010]實(shí)施例:
在本發(fā)明實(shí)施例中，采用的發(fā)電機(jī)為極對(duì)數(shù)為4的發(fā)電機(jī)，對(duì)極對(duì)數(shù)為4的發(fā)電機(jī)的功角測(cè)量進(jìn)行說明，將極對(duì)數(shù)為4的發(fā)電機(jī)的多極對(duì)數(shù)進(jìn)行順序編號(hào)，編號(hào)由1到4 ；接著將安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤的齒數(shù)目、齒寬度、齒間距按照編碼規(guī)則進(jìn)行編碼分區(qū)，編碼分區(qū)后的齒盤包含有發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)和極序號(hào)的信息，如圖2所示，為極對(duì)數(shù)為4的發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的齒盤編碼區(qū)分區(qū)示意圖，發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)為4，所以齒盤編碼區(qū)分為了四個(gè)小編碼區(qū)，四個(gè)小編碼區(qū)的序號(hào)由1到4，每個(gè)編碼區(qū)按照下述編碼規(guī)則對(duì)各個(gè)編碼區(qū)號(hào)的齒盤進(jìn)行編碼加工固化，所述編碼規(guī)則是指在編碼信息中依次編寫同步字段、編號(hào)字段、校驗(yàn)字段以及填充字段，然后對(duì)發(fā)電機(jī)齒盤和鑒相探頭進(jìn)行加工和安裝，當(dāng)安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸一側(cè)的鑒相探頭即可獲取不同編碼區(qū)號(hào)的齒盤的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)，在該二進(jìn)制信號(hào)，如圖3所示，對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字0采用先槽后齒的方式標(biāo)定，對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字1采用先齒后槽的方式標(biāo)定，預(yù)先設(shè)定臨界值，所述鑒相探頭通過檢測(cè)探頭前表面與所述齒盤之間的距離產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電平信號(hào):當(dāng)所述距離大于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生高電平，當(dāng)所述距離小于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生低電平，該二進(jìn)制信號(hào)為包含發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào)，該連續(xù)的二進(jìn)制信號(hào)信息包含了同步字段、編號(hào)字段、校驗(yàn)字段以及填充字段，在編碼信息中依次編寫同步字段、編號(hào)字段、校驗(yàn)字段以及填充字段就是發(fā)電機(jī)齒盤的編碼規(guī)則，如圖4所示，為發(fā)電機(jī)極序號(hào)為3的對(duì)應(yīng)的齒盤編碼區(qū)編碼規(guī)則示意圖，也可稱為鑒相探頭獲取的編碼區(qū)號(hào)為3的齒盤的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)，從圖中可以看出齒盤的3號(hào)編碼區(qū)由同步頭字段編號(hào)字段(00010^校驗(yàn)字段(1)以及填充字段(大于6位的0)表示，從中可以看出，同步頭字段固定由連續(xù)兩位1表示，編號(hào)字段的位長(zhǎng)度由發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)確定，由于本實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)為4，所以可以取字段長(zhǎng)度為5，字段表示范圍為0-31，將序號(hào)0保留，則可標(biāo)定的極對(duì)數(shù)范圍為1-31，校驗(yàn)字段由1位表示，其值由同步頭字段第1位開始至編號(hào)最后1位所包含的1的個(gè)數(shù)決定，若個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則該位置1，否則為0，填充字段的長(zhǎng)度一直延伸至下一編碼區(qū)的起始位置，至少大于區(qū)號(hào)字段的位長(zhǎng)度，以便鑒相信號(hào)解碼設(shè)備能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)同步頭觸發(fā)沿檢測(cè)和抗干擾檢測(cè)等功能，由此可見，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過鑒相探頭即可輸出包含了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào)，最后通過該鑒相信號(hào)進(jìn)行發(fā)電機(jī)功角的實(shí)時(shí)測(cè)量，該信號(hào)可以應(yīng)用于任意極對(duì)數(shù)的發(fā)電機(jī)功角的直接測(cè)量。
[0011]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將所述多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)的多極對(duì)數(shù)進(jìn)行順序編號(hào)； (2)將安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤的齒數(shù)目、齒寬度、齒間距按照編碼規(guī)則進(jìn)行分區(qū)編碼； (3)當(dāng)多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒盤隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)； (4)安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸一側(cè)的鑒相探頭對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒盤進(jìn)行信號(hào)采集，獲取不同編碼區(qū)號(hào)的齒盤的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)，所述二進(jìn)制信號(hào)為包含發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸位置以及發(fā)電機(jī)極序號(hào)的鑒相信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟(2)包括以下步驟: (2-1)首先將所述齒盤的編碼區(qū)平均劃分為與所述發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)相同數(shù)量的一組小編碼區(qū)； (2-2)然后依次對(duì)劃分后的小編碼區(qū)進(jìn)行順序編號(hào)； (2-3)最后按照編碼規(guī)則將各編號(hào)對(duì)應(yīng)的小編碼區(qū)中的齒盤的齒進(jìn)行加工固化，所述編碼規(guī)則是指在編碼信息中依次編寫同步字段、編號(hào)字段、校驗(yàn)字段以及填充字段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，其特征在于:所述步驟(4)包括以下步驟: (4-1)預(yù)先設(shè)定臨界值； (4-2)所述鑒相探頭通過檢測(cè)探頭前表面與所述齒盤之間的距離產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電平信號(hào):當(dāng)所述距離大于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生高電平，當(dāng)所述距離小于所述臨界值時(shí)產(chǎn)生低電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多極對(duì)數(shù)發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法，其特征在于:提供鑒相信號(hào)解碼設(shè)備，用于鑒相信號(hào)觸發(fā)沿檢測(cè)以及抗干擾檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK104459539SQ201410716224
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】侯明國, 沈健, 周斌, 張敏, 檀永, 汪昀, 汪鶴, 彭奇, 劉東升 申請(qǐng)人:國電南瑞科技股份有限公司