一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢 測(cè)方法，用以實(shí)現(xiàn)變頻器低電壓穿越電源電壓跌落的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 變頻器低電壓穿越電源的工作原理如圖1所示，電源的輸入和變頻器并聯(lián)，輸出 接到變頻器的直流母線，當(dāng)輸入的三相交流電發(fā)生跌落時(shí)，低電壓穿越電源啟動(dòng)，維持變頻 器直流母線電壓不變，以保證其正常運(yùn)行。不論低電壓穿越電源采用哪種拓?fù)?，?duì)電壓跌落 檢測(cè)算法都要求快速性和準(zhǔn)確性。
[0003] 由于電網(wǎng)故障形式多種多樣，有對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路 或者較大幅度電壓跌落時(shí)，三相電壓將出現(xiàn)較大比重的負(fù)序以及零序分量，常見的有效值 計(jì)算方法、基波分量法和dqO變換法等低電壓檢測(cè)方法，要經(jīng)過長時(shí)間的有效值運(yùn)算，檢測(cè) 的實(shí)時(shí)性較差；如果采用單相電壓微分虛擬三相電壓，再經(jīng)dqO變換檢測(cè)電壓跌落，微分算 法又會(huì)放大電網(wǎng)諧波的影響，不能保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0004] 基于以上分析，現(xiàn)有的種種電壓跌落檢測(cè)方法存在著缺陷，有待改進(jìn)，本案由此產(chǎn) 生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的，在于提供一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其可在 電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，快速、準(zhǔn)確檢測(cè)交流電壓的跌落。
[0006] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0007] -種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，包括如下步驟：
[0008] (1)測(cè)量變頻器三相交流輸入線電壓Vab、Vb。、，輸出線電壓向量Vate=[VabVb。 V]τ·
[0009] (2)對(duì)采集的線電壓進(jìn)行Clark變換，得到兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓Va{!;
[0010] (3)經(jīng)基于二階廣義積分器的相角偏移方案，計(jì)算兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓 正序分量〇
[0011] ⑷對(duì)電壓正序分量〇依次進(jìn)行鎖相環(huán)及dqO變換，得到電壓的d軸分量ud;
[0012] (5)將ud與設(shè)定閾值相比較，判斷交流電壓是否發(fā)生跌落。
[0013] 上述步驟⑴中，三相交流輸入線電壓Vab、Vb。、〇勺表達(dá)式分別為：
[0014]
[0015]
[0016]
[0017] 其中，1^為電網(wǎng)基波正序分量有效值，ω為基波角頻率，鉺為電壓初相角。
[0018] 上述步驟（2)中，具體的變換過程是：
[0019] [VaP] = [VaVP]T=[TaP][Vabc]
[0020] 其中，Clark變換矩陣為：
[0021]
[0022] 上述步驟（3)中，兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓正序分量?;的表達(dá)式是：
[0023]
[0024] 其中，Vae為兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓，f=e4。
[0025] 上述步驟（4)中，電壓的d軸分量ud通過下式計(jì)算：
[0026]
[0027] 其中，Θ為鎖相環(huán)輸出角度，G為電壓正序分量的α軸分量，1+為電壓正序分量 的β軸分量。
[0028] 采用上述方案后，與以往的電壓跌落檢測(cè)方法相比，本發(fā)明采用S0GI變換的方式 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而可以濾除原始故障電壓中的諧波，同時(shí)延時(shí)小，能夠更快更準(zhǔn)確 地得到需要的結(jié)果，可有效抑制電壓跌落時(shí)諧波的影響，抗擾能力強(qiáng)，可靠性更高，雙二階 積分算法獲得正序分量又能保證檢測(cè)的快速性，能快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出電壓跌落的發(fā)生，保 證變頻器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0029] 圖1是低電壓穿越電源的系統(tǒng)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明的原理示意圖；
[0031] 圖3是二階廣義積分器的原理圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明判斷電壓跌落的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034] 如圖2所示，本發(fā)明提供一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，包括如 下步驟：
[0035] (1)在?\時(shí)刻，測(cè)量變頻器的三相交流輸入線電壓Vab、Vb。、，其表達(dá)式分別為：
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 其中，1^為電網(wǎng)基波正序分量有效值，ω為基波角頻率，奶為電壓初相角。
[0040] 則線電壓向量可表示為vabc= [VabVbcVJT。
[0041] (2)對(duì)前述采集的三相交流輸入線電壓進(jìn)行Clark變換，得到兩相靜止αβ坐標(biāo) 系下的電壓為：
[0042] [VaP] = [VaVP]T=[TaP][Vabc]
[0043] 其中，Clark變換矩陣為：
[0044]
?4:」
[0045] (3)采用基于二階廣義積分器（S0GI)的90°相角偏移方案來產(chǎn)生兩相正交信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的相角偏移，同時(shí)濾除高次諧波，具體的控制框圖可參見圖2所示。
[0046] S0GI單元是二階廣義積分器，其傳遞函數(shù)如下式所示，控制原理見圖3。
[0047]
[0048]
[0049] 利用對(duì)稱分量法，三相電壓Vab。的正序分量可以表不為：
[0050]
[0051] 其中，[T+]為分解變換矩陣，表達(dá)式為：
[0052]
[0053] 因此，兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓正序分量為：
[0054]
[0055] 其中，g= ^
[0056] (4)將步驟（3)中經(jīng)S0GI相角偏移后的正序分量依次經(jīng)鎖相環(huán)和dqO變換，得到
[0057] 電壓的d軸分量ud，其可表征正序分量的幅值；
[0058]
[0059] 其中，Θ為鎖相環(huán)輸出角度。
[0060] (5)如圖4所示，將d軸分量叫與設(shè)定閾值比較，判斷交流電壓是否發(fā)生跌落。
[0061] 以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 測(cè)量變頻器三相交流輸入線電壓Vab、Vte、VM，輸出線電壓向量V ab。= [Vab Vb。VJ T ， (2) 對(duì)采集的線電壓進(jìn)行Clark變換，得到兩相靜止α β坐標(biāo)系下的電壓Vafi; (3) 經(jīng)基于二階廣義積分器的相角偏移方案，計(jì)算兩相靜止α β坐標(biāo)系下的電壓正序 分量匕/>; (4) 對(duì)電壓正序分量依次進(jìn)行鎖相環(huán)及dqO變換，得到電壓的d軸分量Ud; (5) 將Ud與設(shè)定閾值相比較，判斷交流電壓是否發(fā)生跌落。2. 如權(quán)利要求1所述的一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其特征在于： 所述步驟（1)中，三相交流輸入線電壓￥^\。、1 3的表達(dá)式分別為：其中，仏為電網(wǎng)基波正序分量有效值，ω為基波角頻率，約為電壓初相角。3. 如權(quán)利要求1所述的一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其特征在于： 所述步驟（2)中，具體的變換過程是：其中，Clark變換矩陣為：4. 如權(quán)利要求1所述的一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其特征在于： 所述步驟（3)中，兩相靜止α β坐標(biāo)系下的電壓正序分量C的表達(dá)式是：其中，Vafi為兩相靜止α β坐標(biāo)系下的電壓，5. 如權(quán)利要求1所述的一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，其特征在于： 所述步驟（4)中，電壓的d軸分量Ud通過下式計(jì)算：其中，Q為鎖相環(huán)輸出角度，PiT為電壓正序分量的a軸分量，4為電壓正序分量的β 軸分量。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種變頻器低電壓穿越電源電壓跌落檢測(cè)方法，步驟是：測(cè)量變頻器三相交流輸入線電壓，輸出線電壓向量；對(duì)采集的線電壓進(jìn)行Clark變換，得到兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓；經(jīng)基于二階廣義積分器的相角偏移方案，計(jì)算兩相靜止αβ坐標(biāo)系下的電壓正序分量；對(duì)電壓正序分量依次進(jìn)行鎖相環(huán)及dq0變換，得到電壓的d軸分量，并將該d軸分量與設(shè)定閾值相比較，判斷交流電壓是否發(fā)生跌落。此種檢測(cè)方法可在電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，快速、準(zhǔn)確檢測(cè)交流電壓的跌落。
【IPC分類】G01R31/40
【公開號(hào)】CN105425171
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510956548
【發(fā)明人】石祥建, 常遠(yuǎn), 袁江偉, 劉為群
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日