專利名稱：含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)建的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測和分析的系統(tǒng)平臺，尤其涉及一種含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
分布式發(fā)電(Distributed Generation, DG)的接入改變了配電網(wǎng)潮流和短路電流分布，DG提供的短路電流將對配電網(wǎng)保護和重合閘動作產(chǎn)生影響。鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(Induction Generator, IG)具有成本低、同容量時機組小、維護要求低的優(yōu)點,在分布式發(fā)電中應(yīng)用廣泛。而鼠籠式IG轉(zhuǎn)子無外加勵磁電流，外部故障后無法維持機端電壓，與同步發(fā)電機相比具有不同的短路電流特征。對IG短路電流計算一般采用與感應(yīng)電動機相似的電壓源等值，沒有計及IG的電磁暫態(tài)特性，計算的IG短路電流有較大誤差。因此，需要開發(fā)含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測和類型鑒別系統(tǒng)平臺。對單臺IG機端短路時的電磁暫態(tài)過程已有較多的研究成果。時域仿真、物理模擬是得到IG短路電流的基本方法，但難于進行解析計算。現(xiàn)有研究假設(shè)故障過程中IG轉(zhuǎn)速不變，通過對發(fā)電機dqO坐標系的狀態(tài)方程進行復(fù)頻域分析，得到機端三相短路時定子短路電流的近似公式。進一步評估了三相金屬性短路時故障后5個周波IG的短路電流最大值，并通過動態(tài)仿真和實測數(shù)據(jù)進行驗證。也有研究采用將定速感應(yīng)風(fēng)電機組等值為PQ (V)穩(wěn)態(tài)模型，利用IG有功功率和節(jié)點電壓計算其吸收的無功功率，進而提出含多種類型分布式電源的配電網(wǎng)三相短路故障計算疊加法。配電網(wǎng)不對稱短路時IG非故障相將持續(xù)提供故障電流，與其機端三相短路特性區(qū)別較大。針對不平衡電壓跌落的動態(tài)響應(yīng)，有學(xué)者推導(dǎo)出給定電壓跌落定子和轉(zhuǎn)子暫態(tài)電壓和電流的解析表達。但是前述理論推導(dǎo)僅針對IG自身對短路故障的暫態(tài)響應(yīng)，沒有計及故障過程中IG與配電網(wǎng)絡(luò)的耦合關(guān)系?，F(xiàn)有含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)監(jiān)測裝置中沒有針對故障檢測分析系統(tǒng)的裝置平臺，因此目前需要一種安全、可靠、精確的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和空白，本實用新型的目的是提供一種準確性高、實用性強、成本低的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下技術(shù)方案含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，本實用新型包括電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元、雙口 RAM傳輸模塊、ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元、上位機和數(shù)據(jù)存儲器四部分；所述電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元通過PT、CT采集IG機端的三相電壓、電流信號，電壓電流信號依次通過信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊將IG —次側(cè)的電壓電流信息采集到DSP數(shù)據(jù)處理模塊，電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接雙口 RAM傳輸模塊；雙口 RAM傳輸模塊將經(jīng)DSP處理后的電氣信息傳送到ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元；所述ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元通過雙口 RAM傳輸模塊與多個電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元的DSP處理模塊相連，進行實時數(shù)據(jù)傳輸，ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元的輸出端連接上位機和數(shù)據(jù)存儲器，供上位機實時調(diào)用檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，并將歷史數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)存儲器進行保存。本實用新型所述電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元包括依次串聯(lián)的信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊和DSP處理模塊。本實用新型所述A/D轉(zhuǎn)換模塊采用AD7606數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。本實用新型所述DSP處理模塊采用TMS320C6747芯片的DSP處理器。本實用新型所述數(shù)據(jù)管理及輸出單元采用的是以ARM9為核心的嵌入式系統(tǒng)。本實用新型的有益效果本實用新型利用電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元實時在線采集IG機端的三相電壓、電流信號。根據(jù)測量到的電壓電流數(shù)據(jù)信息，分解計算IG機端各序分量，根據(jù)各序電壓的信息和含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障特性信息對比分析故障區(qū)域。具體方法如下首先利用各臺IG參數(shù)和正常運行時其機端電壓，計算IG上游線路發(fā)生故障時，其定子短路電流矢量is，
權(quán)利要求1.含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于包括電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元、雙口 RAM傳輸模塊、ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元、上位機和數(shù)據(jù)存儲器四部分；所述電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元通過PT、CT采集IG機端的三相電壓、電流信號，電壓電流信號依次通過信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊將IG —次側(cè)的電壓電流信息采集到DSP數(shù)據(jù)處理模塊， 電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接雙口 RAM傳輸模塊；雙口 RAM傳輸模塊將經(jīng)DSP 處理后的電氣信息傳送到ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元；所述ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元通過雙口 RAM傳輸模塊與多個電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元的DSP處理模塊相連，進行實時數(shù)據(jù)傳輸，ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元的輸出端連接上位機和數(shù)據(jù)存儲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于所述電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元包括依次串聯(lián)的信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊和DSP處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于所述A/D 轉(zhuǎn)換模塊采用AD7606數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于所述DSP 處理模塊采用TMS320C6747芯片的DSP處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)管理及輸出單元采用的是以ARM9為核心的嵌入式系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障檢測系統(tǒng)，包括電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元、雙口RAM傳輸模塊、ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元、上位機和數(shù)據(jù)存儲器；ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元通過雙口RAM傳輸模塊與電壓電流數(shù)據(jù)采集處理單元的DSP處理模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，ARM9數(shù)據(jù)管理及輸出單元的輸出端分別連接上位機和數(shù)據(jù)存儲器。本實用新型采用ARM9和DSP組成雙處理器系統(tǒng)，為有效的檢測數(shù)據(jù)管理和對分析故障的應(yīng)用程序提供了良好的支持；該檢測系統(tǒng)為更好地檢測和分析含感應(yīng)發(fā)電機電網(wǎng)的故障提供了有效的檢測設(shè)備和依據(jù)，是實現(xiàn)新能源并網(wǎng)的重要保障。
文檔編號G01R31/08GK202886535SQ20122062753
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者彭慶軍, 張少泉, 謝光莉, 陳曉云, 趙海洋, 鄒榮敏, 周念成, 付鵬武, 王強鋼 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司