專利名稱：測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的電力
系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)測試錄波儀，用于發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器附加功能(電 力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS)的試驗(yàn)，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)穩(wěn)定器簡稱PSS (Power System Stablizer)作為一種附 加勵磁控制環(huán)節(jié)，在勵磁調(diào)節(jié)器中，通過引入附加信號，產(chǎn)生一個正 阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服勵磁調(diào)節(jié)器引起的負(fù)阻尼。測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的 無補(bǔ)償特性是測試電力系統(tǒng)穩(wěn)定器性能的前提。
目前在發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性測試方法中需要使用三種儀 器，g卩Aglient頻譜分析儀(安捷倫科技有限公司生產(chǎn))、FLC電壓變 換測試儀(中國電力科學(xué)研究院生產(chǎn))、WFLC電量記錄分析儀(中國 電力科學(xué)研究院生產(chǎn))。Aglient頻譜分析儀的作用是對白噪聲輸入 干擾信號和發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號進(jìn)行頻譜分析；FLC電壓變換測 試儀的作用是提取因輸入白噪聲干擾信號在發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓產(chǎn)生的 波動信號。WFLC電量記錄分析儀的作用是進(jìn)行故障錄波，錄取與發(fā)電 機(jī)勵磁系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)包括發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端電流。
上述測試方法存在的缺點(diǎn)是使用的儀器較多，接線復(fù)雜。接錯線 或輸錯參數(shù)都可能引起勵磁調(diào)節(jié)器誤強(qiáng)勵或發(fā)電機(jī)跳機(jī)，給電廠造成 重大損失。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)， 而提供一種能夠把白噪聲發(fā)生功能、白噪聲引起發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的波 動信號的提取功能和勵磁系統(tǒng)參數(shù)錄波功能集中為一體的測量發(fā)電 機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是所采用的技術(shù)方案
本實(shí)用新型由白噪聲發(fā)生電路、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電 路、勵磁參數(shù)錄取電路、無補(bǔ)償特性計(jì)算電路組成；所述白噪聲發(fā)生 電路由計(jì)算機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、第一信號調(diào)理器組成；所述計(jì)算機(jī)產(chǎn)生 隨機(jī)信號的一路輸出端經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換器接第一信號調(diào)理器的輸入 端，所述第一信號調(diào)理器的輸出端接勵磁調(diào)節(jié)器的白噪聲疊加端子；
所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路由PSS專用變送器、第二
3信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、所述計(jì)算機(jī)組成；所述PSS專用變送器的 輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U)接線端子，所述PSS專 用變送器的輸出端依次經(jīng)所述第二信號調(diào)理器，所述A/D轉(zhuǎn)換器接所 述計(jì)算機(jī)的相應(yīng)輸入端；
所述勵磁參數(shù)錄取電路由所述第二信號調(diào)理器、所述A/D轉(zhuǎn)換電 路、所述計(jì)算機(jī)組成；所述第二信號調(diào)理器的輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的 三個接線端子即發(fā)電機(jī)定子電流(I)接線端子、轉(zhuǎn)子電壓(Uf)接 線端子、轉(zhuǎn)子電流(If)接線端子，所述第二信號調(diào)理器的輸出端經(jīng) 所述A/D轉(zhuǎn)換器接所述計(jì)算機(jī)的所述相應(yīng)輸入端；
所述無補(bǔ)償特性計(jì)算電路由所述計(jì)算機(jī)組成。
本實(shí)用新型的有益效果是減少了測試裝置外部接線，提高了設(shè)備 的可靠性，降低了試驗(yàn)風(fēng)險，避免因接線錯誤引起發(fā)電機(jī)跳機(jī)的事故，
保證了電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

圖l為本實(shí)用新型的原理方塊圖2為PSS專用變送器的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

由圖l和圖2所示的實(shí)施例可知，它由白噪聲發(fā)生電路、發(fā)電機(jī) 機(jī)端電壓波動信號測量電路、勵磁參數(shù)錄取電路、無補(bǔ)償特性計(jì)算電 路組成；所述白噪聲發(fā)生電路由計(jì)算機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、第一信號調(diào)理 器組成；在所述計(jì)算機(jī)中由隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)信號，所述計(jì)算機(jī)的隨 機(jī)信號輸出端經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換器接第一信號調(diào)理器的輸入端，所述第 一信號調(diào)理器的輸出端接勵磁調(diào)節(jié)器的白噪聲疊加端子1;
所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路由PSS專用變送器、第二 信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、所述計(jì)算機(jī)組成；所述PSS專用變送器的 輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U)接線端子3，所述PSS 專用變送器的輸出端依次經(jīng)所述第二信號調(diào)理器，所述A/D轉(zhuǎn)換器接 所述計(jì)算機(jī)的相應(yīng)輸入端；
所述勵磁參數(shù)錄取電路由所述第二信號調(diào)理器、所述A/D轉(zhuǎn)換電 路、所述計(jì)算機(jī)組成；所述第二信號調(diào)理器的輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的 三個接線端子2即發(fā)電機(jī)定子電流(I)接線端子、轉(zhuǎn)子電壓(Uf) 接線端子、轉(zhuǎn)子電流(If)接線端子，所述第二信號調(diào)理器的輸出端 經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換器接所述計(jì)算機(jī)的所述相應(yīng)輸入端；
所述無補(bǔ)償特性計(jì)算電路由所述計(jì)算機(jī)組成。所述第一、二信號調(diào)理器的型號為SCXI-1142，并且第一、二信 號調(diào)整器共用一塊SCXI-1142。
所述PSS專用變送器由降壓變壓器B1、三相整流橋D1-D6、電阻 R1-R3、可變電阻RW1、電容C1組成；所述降壓變壓器Bl的初級接 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U)接線端子3，降壓變壓器B1的次 級接三相整流橋Dl-D6的輸入端，電阻Rl接在三相整流橋Dl-D6的 輸出端，電阻R2與電容C1串聯(lián)后再與電阻R1并聯(lián)，電阻R3與可變 電阻RW1串聯(lián)后接在+12V與-12V之間，電阻R3與可變電阻RW1的節(jié) 點(diǎn)接電阻R2與電容Cl的節(jié)點(diǎn)，所述PSS專用變送器的輸出端ab接 二調(diào)理器的輸出端；所述a點(diǎn)為電容Cl與電阻Rl的節(jié)點(diǎn)，所述b點(diǎn) 為可變電阻RW1與+12V的節(jié)點(diǎn)；所述PSS專用變送器的輸出端a、 b 之間的輸出信號e即為白噪聲引起的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U)的波動信 號。
A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器采用美國NI公司的PXI-6143數(shù)據(jù)采集卡， 計(jì)算機(jī)采用便攜式計(jì)算機(jī)。
本實(shí)施例的工作過程如下(參見圖l、 2):
一、 輸出白噪聲信號
在計(jì)算機(jī)中由隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M信 號，第一信號調(diào)理器對模擬信號進(jìn)行放大，并隔離外部回路產(chǎn)生的過 電壓信號。第一信號調(diào)理器輸出的白噪聲信號疊加到被測勵磁調(diào)節(jié) 器的輸入點(diǎn)，在發(fā)電機(jī)機(jī)端產(chǎn)生波動信號。
二、 獲取輸入信號
(1) PSS專用變送器將發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓U錄取后濾除穩(wěn)態(tài)信號，
保留白噪聲產(chǎn)生的波動信號。其工作過程如下(見圖2):
先對PSS專用變送器校零，在不輸入白噪聲信號時測發(fā)電機(jī)機(jī)端 電壓，調(diào)節(jié)可變電壓RW1使PSS專用變送器的輸出為零。
然后在輸入白噪聲信號后再測量發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，由降壓變壓器 B1將發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓U降壓，之后通過三相整流橋D1-D6變?yōu)橹绷餍?號，與RW1、 R3構(gòu)成的可調(diào)直流電源疊加濾除穩(wěn)態(tài)信號，輸出波動信 號e。
(2) 將上述波動信號e，定子電流I，轉(zhuǎn)子電壓U,、轉(zhuǎn)子電流If 錄入第二信號調(diào)理器，降幅后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號送到計(jì)算機(jī)。
三、 數(shù)據(jù)處理分析
在便攜式計(jì)算機(jī)內(nèi)采用圖形化編程語言LabVIEW軟件編制程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。將計(jì)算機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的隨機(jī)函數(shù)和PSS專用變送器 測量的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的波動信號e進(jìn)行復(fù)頻域分析計(jì)算出波德圖， 讀取0-2Hz對應(yīng)的相位數(shù)據(jù)即為發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性。
四、數(shù)據(jù)存儲與顯示
利用便攜式計(jì)算機(jī)存儲所計(jì)算的無補(bǔ)償特性數(shù)據(jù)，并顯示無補(bǔ) 償特性數(shù)據(jù)及錄取的各種參數(shù)。
權(quán)利要求1、測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀，其特征在于它由白噪聲發(fā)生電路、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路、勵磁參數(shù)錄取電路、無補(bǔ)償特性計(jì)算電路組成；所述白噪聲發(fā)生電路由計(jì)算機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、第一信號調(diào)理器組成；所述計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)信號的一路輸出端經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換器接第一信號調(diào)理器的輸入端，所述第一信號調(diào)理器的輸出端接勵磁調(diào)節(jié)器的白噪聲疊加端子(1)；所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路由PSS專用變送器、第二信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、所述計(jì)算機(jī)組成；所述PSS專用變送器的輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U)接線端子(3)，所述PSS專用變送器的輸出端依次經(jīng)所述第二信號調(diào)理器，所述A/D轉(zhuǎn)換器接所述計(jì)算機(jī)的相應(yīng)輸入端；所述勵磁參數(shù)錄取電路由所述第二信號調(diào)理器、所述A/D轉(zhuǎn)換電路、所述計(jì)算機(jī)組成；所述第二信號調(diào)理器的輸入端接勵磁調(diào)節(jié)器的三個接線端子(2)即發(fā)電機(jī)定子電流(I)接線端子、轉(zhuǎn)子電壓(Uf)接線端子、轉(zhuǎn)子電流(If)接線端子，所述第二信號調(diào)理器的輸出端經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換器接所述計(jì)算機(jī)的所述相應(yīng)輸入端；所述無補(bǔ)償特性計(jì)算電路由所述計(jì)算機(jī)組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀，其特征在于所述第一、二信號調(diào)理器的 型號為SCXI-1142，并且第一、二信號調(diào)整器共用一塊SCXI-1142。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀，其特征在于所述PSS專用變送器由降壓 變壓器B1、三相整流橋D1-D6、電阻R1-R3、可變電阻RW1、電容Cl 組成；所述降壓變壓器Bl的初級接勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(U) 接線端子(3)，降壓變壓器B1的次級接三相整流橋Dl-D6的輸入端， 電阻Rl接在三相整流橋Dl-D6的輸出端，電阻R2與電容Cl串聯(lián)后 再與電阻Rl并聯(lián)，電阻R3與可變電阻RW1串聯(lián)后接在+12V與-12V 之間，電阻R3與可變電阻RW1的節(jié)點(diǎn)接電阻R2與電容Cl的節(jié)點(diǎn)， 所述PSS專用變送器的輸出端ab接第二信號調(diào)理器的輸入端；所述 a點(diǎn)為電容Cl與電阻Rl的節(jié)點(diǎn)，所述b點(diǎn)為可變電阻RW1與+12V的 節(jié)點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的無補(bǔ)償特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器測試錄波儀，它由白噪聲發(fā)生電路、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路、勵磁參數(shù)錄取電路、無補(bǔ)償特性計(jì)算電路組成；所述白噪聲發(fā)生電路由計(jì)算機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、第一信號調(diào)理器組成；所述發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓波動信號測量電路由PSS專用變送器、第二信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、所述計(jì)算機(jī)組成；所述勵磁參數(shù)錄取電路由所述第二信號調(diào)理器、所述A/D轉(zhuǎn)換電路、所述計(jì)算機(jī)組成；所述無補(bǔ)償特性計(jì)算電路由所述計(jì)算機(jī)組成。本實(shí)用新型的有益效果是減少了測試裝置外部接線，提高了設(shè)備的可靠性，保證了電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
文檔編號G01R31/34GK201397378SQ200920102760
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者劉海峰, 唐建惠, 孟凡超, 李保平, 謹(jǐn) 潘, 王愿平, 郝曉光 申請人:河北省電力研究院