发电机功率变送装置电压采样系统及方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 106908649 A(43)申请公布日 2017.06.30

(21)申请号 201710149462.3(22)申请日 2017.03.14

(71)申请人 南京保合太和电力科技有限公司

地址 211000 江苏省南京市浦口区桥林工

业园艺24-2号(72)发明人 曹宏纯　李玮　许小军　叶鹏珍　

王海涛　(74)专利代理机构 上海金盛协力知识产权代理

有限公司 31242

代理人 王松(51)Int.Cl.

G01R 19/00(2006.01)

权利要求书3页 说明书5页 附图1页

CN 106908649 A(54)发明名称

发电机功率变送装置电压采样系统及方法(57)摘要

本发明揭示了一种发电机功率变送装置电压采样系统及方法，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压

这量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；

两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。本发明提出的发电机功率变送装置电压采样系统及方法，可确保在电压采样通道发生故障时，自动切换到第二路采样通道继续运行，确保电压采样可靠性。本发明可防止一组TV断线时带来发电机有功功率变送装置不能正常工作,进而引起的发电机功率异常大幅波动。

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1.一种发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：第一组电压互感器TV1、第二组电压互感器TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；

所述系统包括：第一电压采样通道、第二电压采样通道、TV断线判定模块、切换模块，TV断线判定模块分别连接第一电压采样通道、第二电压采样通道、切换模块；

所述第一电压采样通道用以采集第一组电压互感器TV1相应线电压UTV1；所述第二电压采样通道用以采集第二组电压互感器TV2相应线电压UTV2；所述TV断线判定模块用以判定是否需要进行通道切换；

第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；所述切换模块用以在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；

第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；所述切换模块用以在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。

2.根据权利要求1所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：USET2取1～5V。

3.根据权利要求1所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：USET1取1～3V。

4.根据权利要求1所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：所述发电机功率变送装置为发电机有功功率变送装置。5.一种发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。

6.根据权利要求5所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：所述系统包括：第一电压采样通道、第二电压采样通道、TV断线判定模块、切换模块，TV断线判定模块分别连接第一电压采样通道、第二电压采样通道、切换模块；

所述第一电压采样通道用以采集TV1相应线电压UTV1；所述第二电压采样通道用以采集TV2相应线电压UTV2；所述TV断线判定模块用以判定是否需要进行通道切换；

所述切换模块用以在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值

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由TV1切换到TV2；在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。

7.根据权利要求6所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常。

8.根据权利要求6所述的发电机功率变送装置电压采样系统，其特征在于：第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常。

9.一种发电机功率变送装置电压采样方法，其特征在于，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；

所述方法包括：步骤S1、第一电压采样通道采集TV1相应线电压UTV1；步骤S2、第二电压采样通道采集TV2相应线电压UTV2；步骤S3、TV断线判定模块判定是否需要进行通道切换；

第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；

第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；

步骤S4、切换模块在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；

切换模块在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。

10.一种发电机功率变送装置电压采样方法，其特征在于，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进

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行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。

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发电机功率变送装置电压采样系统及方法

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技术领域[0001]本发明属于发电机技术领域，涉及一种发电机功率变送装置，尤其涉及一种发电机功率变送装置电压采样系统；同时，本发明还涉及一种发电机功率变送装置电压采样方法。

背景技术[0002]随着电力系统自动化程度日益提高，电厂功率自动调节远程自动调频基本普及。但当发电机机端TV发生断线或其他回路异常时，发电机的功率调节系统跟随动作，往往发生功率过调误调，引发发电机功率大幅波动，甚至机组切机。[0003]究其原因是发电机功率调节系统的采样前端一般为发电机或发变组出口功率变送器，在发电机机端TV断线或TV回路异常时，功率采样就会回为电压采样失真而功率输出不可靠，这就导致功率变送器输出功率严重失真。进而导致与之相关的自动调控系统不正常工作，引起发电机功率异常大幅波动，甚至会引起发电机组零功率切机保护动作误切机。[0004]鉴于这种情况，有必要针对功率变送装置研究一种更科学合理的电压采样方式，以便克服现有方式存在的上述缺陷。

发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是：提供一种发电机功率变送装置电压采样系统，可确保在电压采样通道发生故障时，自动切换到第二路采样通道，确保电压采样可靠性。[0006]此外，本发明还提供一种发电机功率变送装置电压采样方法，可确保在电压采样通道发生故障时，自动切换到第二路采样通道，确保电压采样可靠性。[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0008]一种发电机功率变送装置电压采样系统，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：第一组电压互感器TV1、第二组电压互感器TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；[0009]所述系统包括：第一电压采样通道、第二电压采样通道、TV断线判定模块、切换模块，TV断线判定模块分别连接第一电压采样通道、第二电压采样通道、切换模块；[0010]所述第一电压采样通道用以采集TV1相应线电压UTV1；[0011]所述第二电压采样通道用以采集TV2相应线电压UTV2；[0012]所述TV断线判定模块用以判定是否需要进行通道切换；[0013]第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；所述切换模块用以在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电

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压值由TV1切换到TV2；[0014]第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；所述切换模块用以在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。[0015]作为本发明的一种优选方案，USET2取1～5V。[0016]作为本发明的一种优选方案，USET1取1～3V。[0017]作为本发明的一种优选方案，所述发电机功率变送装置为发电机有功功率变送装置。[0018]一种发电机功率变送装置电压采样系统，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。[0019]作为本发明的一种优选方案，所述系统包括：第一电压采样通道、第二电压采样通道、TV断线判定模块、切换模块，TV断线判定模块分别连接第一电压采样通道、第二电压采样通道、切换模块；[0020]所述第一电压采样通道用以采集TV1相应线电压UTV1；[0021]所述第二电压采样通道用以采集TV2相应线电压UTV2；[0022]所述TV断线判定模块用以判定是否需要进行通道切换；[0023]所述切换模块用以在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。[0024]作为本发明的一种优选方案，第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常。[0025]作为本发明的一种优选方案，第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常。[0026]一种发电机功率变送装置电压采样方法，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；[0027]所述方法包括：

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步骤S1、第一电压采样通道采集TV1相应线电压UTV1；

[0029]步骤S2、第二电压采样通道采集TV2相应线电压UTV2；[0030]步骤S3、TV断线判定模块判定是否需要进行通道切换；[0031]第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；[0032]第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；[0033]步骤S4、切换模块在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；[0034]切换模块在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。[0035]一种发电机功率变送装置电压采样方法，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。[0036]本发明的有益效果在于：本发明提出的发电机功率变送装置电压采样系统及方法，可确保在电压采样通道发生故障时，自动切换到第二路采样通道继续运行，确保电压采样可靠性。本发明可防止一组TV断线时带来发电机有功功率变送装置不能正常工作,进而引起的发电机功率异常大幅波动。[0037]本发明系统满足发电机机端TV在断线或TV回路异常时仍然能可靠的工作，为功率自动调节系统提供安全可靠的采样值。

附图说明[0038]图1为本发明发电机功率变送系统的组成示意图。[0039]图2为本发明系统中机端TV断线的条件示意图。[0040]图3为本发明系统中机端TV断线的另一条件示意图。[0041]图中，G为发电机，t表示机端，n表示中性点，NGD为发电机中性点接地变压器，TAp为保护级电流互感器，TAm为保护级电流互感器，F1、F2为熔断器，TV为发电机机端电压互感器，UA、UB和UC为发电机机端三相电压，IpA、IpB和IpC为发电机机端保护级TA三相电流，ImA、ImB和ImC为发电机机端测量级TA三相电流。

具体实施方式[0042]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

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实施例一

[0044]请参阅图1，本发明揭示了一种发电机功率变送装置电压采样系统，所述发电机功率变送装置可以为发电机有功功率变送装置。发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：第一组电压互感器TV1、第二组电压互感器TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；[0045]所述系统包括：第一电压采样通道、第二电压采样通道、TV断线判定模块、切换模块，TV断线判定模块分别连接第一电压采样通道、第二电压采样通道、切换模块；[0046]所述第一电压采样通道用以采集TV1相应线电压UTV1；[0047]所述第二电压采样通道用以采集TV2相应线电压UTV2；[0048]所述TV断线判定模块用以判定是否需要进行通道切换；[0049]请参阅图2，第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2，USET2一般取1～5V；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1，USET1一般取1～3V；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；所述切换模块用以在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；[0050]请参阅图3，第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2，USET2一般取1～5V；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2之差大于设定值USET1，USET1一般取1～3V；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；所述切换模块用以在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。[0051]本发明还揭示一种发电机功率变送装置电压采样方法，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器：TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换；[0052]所述方法包括：[0053]步骤S1、第一电压采样通道采集TV1相应线电压UTV1；[0054]步骤S2、第二电压采样通道采集TV2相应线电压UTV2；[0055]步骤S3、TV断线判定模块判定是否需要进行通道切换；[0056]第一电压采样通道向第二电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第二电压采样通道采到TV2线电压UTV2与第一电压采样通道采到TV1相应线电压UTV1差大于设定值USET2；(2)第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_TV2与第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第一电压采样通道接入的TV1回路异常；[0057]第二电压采样通道向第一电压采样通道切换条件为同时满足：(1)第一电压采样通道采到TV1线电压UTV1与第二电压采样通道采到TV2相应线电压UTV2差大于设定值USET2；(2)第一电压采样通道采到TV1正序电压U1_TV1与第二电压采样通道采到TV2正序电压U1_

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TV2之差大于设定值USET1；若同时满足上述两个条件，则判为第二电压采样通道接入的TV2回路异常；[0058]步骤S4、切换模块在第一电压采样通道接入的TV1回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2；[0059]切换模块在第二电压采样通道接入的TV2回路异常时，将功率计算取电压值由TV1切换到TV2。[0060]实施例二[0061]一种发电机功率变送装置电压采样系统，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。[0062]一种发电机功率变送装置电压采样方法，发电机功率变送装置设有两个电压采样通道，分别接入两组发电机机端电压互感器TV1、TV2，两个电压采样通道采得的电压量分别为第一电压量UTV1和第二电压量UTV2；这两组电压量同时采样，按设定逻辑进行TV断线判定，并完成由故障通道向正常通道的切换。[0063]综上所述，本发明提出的发电机功率变送装置电压采样系统及方法，可确保在电压采样通道发生故障时，自动切换到第二路采样通道继续运行，确保电压采样可靠性。本发明可防止一组TV断线时带来发电机有功功率变送装置不能正常工作,进而引起的发电机功率异常大幅波动。[0064]这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

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图1

图2

图3

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