变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备

文档序号:1864147 发布日期:2021-11-19 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备 (Protection method and system for variable-frequency starting motor, storage medium and computing equipment ) 是由 郑作伟 毛俊喜 谭凌 揭萍 王焕凤 沈莹 曾炳文 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备,本发明先进行机端电压频率判断,若频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算所有保护动作量,计算量与非变频启动的电动机保护一样,计算量不多,若频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法仅需计算三相差流,仅进行差动保护和过热保护的逻辑判断,计算量不多,在非变频启动的电动机保护的硬件上即可以实现,不需要采用高配置的硬件,成本低。(The invention discloses a protection method, a system, a storage medium and a computing device for a variable-frequency starting motor, wherein the method comprises the steps of firstly judging the terminal voltage frequency of a machine, if the frequency does not meet a preset rule, adopting a Fourier algorithm based on a rated frequency to calculate all protection action quantities, wherein the calculated quantity is the same as that of the protection of the non-variable-frequency starting motor, the calculated quantity is small, if the frequency meets the preset rule, adopting the variable-frequency Fourier algorithm to only calculate three-phase differential flow, only carrying out logic judgment of differential protection and overheating protection, and the calculated quantity is small, so that the protection can be realized on the hardware for protecting the non-variable-frequency starting motor, high-configuration hardware is not required, and the cost is low.)

变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备

技术领域

本发明涉及一种变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备,属于电力系统继电保护领域。

背景技术

电动机保护装置主要为电力系统中的异步电动机、同步电动机提供各种异常运行工况的保护和告警。传统的电动机一般采用异步启动、降压启动等启动方式,启动过程中,电动机基本都运行在电网额定频率左右的环境。各个保护动作量(如电压、电流,功率和阻抗等)都只需要按照额定频率的傅里叶算法来计算即可。

随着电力电子技术的发展,变频启动的电动机应用越来越广泛,按照额定频率的傅里叶算法计算的保护动作量在频率偏移误差会较大,导致保护误动或者拒动。为了满足变频启动电动机在宽频率范围的保护要求,电动机保护对保护动作量采用变频傅里叶算法进行计算,由于变频傅里叶算法需要不断地对保护动作量进行插值,而电动机保护需要计算的模拟量非常多,导致保护动作量的计算量非常大,大大增加了保护装置的CPU耗时,电动机保护需要成本较高的硬件方案才能满足如此大计算量的要求。

发明内容

本发明提供了一种变频启动电动机的保护方法、系统、存储介质及计算设备,解决了现有变频启动电动机保护计算量大、硬件成本高的问题。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

变频启动电动机的保护方法,包括,

获取变频启动电动机机端电压的频率;

若所述频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算保护动作量,根据所述保护动作量进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护;

若所述频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护。

预设规则为,变频启动电动机机端电压的频率小于频率阈值、且持续时间大于时间阈值。

频率阈值为48Hz,时间阈值为5s。

采用20ms固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值。

变频启动电动机的保护系统,包括,

频率获取模块:获取变频启动电动机机端电压的频率;

第一逻辑判断模块:若所述频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算保护动作量,根据所述保护动作量进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护;

第二逻辑判断模块:若所述频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护。

预设规则为,变频启动电动机机端电压的频率小于频率阈值、且持续时间大于时间阈值。

频率阈值为48Hz,时间阈值为5s。

采用20ms固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行变频启动电动机的保护方法。

一种计算设备,包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行变频启动电动机的保护方法的指令。

本发明所达到的有益效果:本发明先进行机端电压频率判断,若频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算所有保护动作量,计算量与非变频启动的电动机保护一样,计算量不多,若频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法仅需计算三相差流,仅进行差动保护和过热保护的逻辑判断,计算量不多,在非变频启动的电动机保护的硬件上即可以实现,不需要采用高配置的硬件,成本低。

附图说明

图1为本发明方法的具体流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

变频启动电动机的保护方法,包括以下步骤:

步骤1,获取变频启动电动机机端电压的频率;

步骤2,若所述频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算保护动作量,根据所述保护动作量进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护;

步骤3,若所述频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护。

上述方法运用于电动机保护装置中,频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算所有保护动作量,计算量与非变频启动的电动机保护一样,计算量不多,频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法仅需计算三相差流,仅进行差动保护和过热保护的逻辑判断,计算量不多,在非变频启动的电动机保护的硬件上即可以实现,不需要采用高配置的硬件,成本低。

上述方法中预设规则为:变频启动电动机机端电压的频率小于频率阈值、且持续时间大于时间阈值。

先获取变频启动电动机(后续简称“电动机”)机端电压的频率,若变频启动电动机机端电压的频率小于频率阈值、且持续时间大于时间阈值,则判定频率不在电网额定频率附近,即满足预设规则,其中频率阈值一般为48Hz,时间阈值一般为5s;否则判定频率在电网额定频率附近,即不满足预设规则。

在方法中可设定一额定频率标志,当频率小于48Hz的持续时间大于5s,则电动机偏移额定频率较多,额定频率标志设置为0,否则频率在额定频率附近,额定频率标志设置为1。

若额定频率标志为1,采用基于额定频率的傅里叶算法计算所有保护动作量,包括电压、电流、阻抗和功率等保护动作量,进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断,即包括差动保护逻辑判断、过热保护逻辑判断以及其他保护的逻辑判断。

若额定频率标志为0,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用20ms固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断;其中,差动保护用三相差流有效值作为动作量,过热保护以三相电流有效值作为动作量。

基于上述分析,上述方法具体如图1所示:

1)获取变频启动电动机机端电压的频率,判断频率是否小于48Hz的持续时间大于5s;

2)若是,则额定频率标志设置为0,否则额定频率标志设置为1;

3)若额定频率标志为0,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用20ms固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断;

4)若额定频率标志为1,采用基于额定频率的傅里叶算法计算所有保护动作量,进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断。

上述方法相应的软件系统,即变频启动电动机的保护系统,包括:

频率获取模块:获取变频启动电动机机端电压的频率。

第一逻辑判断模块:若所述频率不满足预设规则,采用基于额定频率的傅里叶算法计算保护动作量,根据所述保护动作量进行变频启动电动机的所有保护逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护。预设规则为,变频启动电动机机端电压的频率小于频率阈值、且持续时间大于时间阈值,其中,频率阈值为48Hz,时间阈值为5s。

第二逻辑判断模块:若所述频率满足预设规则,采用变频傅里叶算法计算变频启动电动机的三相差流有效值,采用固定时间窗的有效值算法计算变频启动电动机机端的三相电流有效值,根据三相差流有效值和三相电流有效值分别进行差动保护和过热保护的逻辑判断,根据保护逻辑判断结果进行相应的保护。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行变频启动电动机的保护方法。

一种计算设备,包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行变频启动电动机的保护方法的指令。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

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