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综合保护算法的优化策略

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.不平衡度保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用根据不平衡度保护算法的分析,三相电流不平衡,绕组上产生的热能可能超过自身的额定热负荷,从而导致绕组的绝缘材料永久性损伤。

综合保护算法的优化策略

1.过压保护算法与绝缘保护算法的配合运用

根据6.6.3节分析,过压次数过多和过压总时长过长最终都将导致绕组的绝缘材料永久性损伤。如果在出现上述两种情况后能很快判断出绕组绝缘材料的损伤程度,及时对绕组进行绝缘保护,将使直驱式永磁同步风力发电机得到更加有效的保护。因此,可以将过压保护算法与绝缘保护算法配合运用来达到这样的效果。

配合运用中,首先对发电机的三相电压分别进行监测,将任意一相电压超过额定电压2.5倍设置为是否过压的判断条件;然后在设定周期内对过压次数和每次过压的时长进行统计,将过压次数超过设定保护次数和过压总时长超过设定保护时长设置为是否启动发电机停机保护的判断条件;最后对绕组进行绝缘电阻测试,将测试结果是否小于设定保护值设置为启动发电机绝缘保护的判断条件。

2.过流保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用

根据过流保护算法的分析,电流过载,绕组上产生的热能可能超过自身的额定热负荷,从而导致绕组的绝缘材料永久性损伤;电流瞬时短路,绕组上产生的热能将超过自身的额定热负荷,最终导致绕组上的绝缘材料永久性损伤,甚至是绕组的烧毁。

如果在出现电流过载后能马上判断出绕组温度是否超过设定保护温度,就能进一步准确地判断出绕组上产生的热能是否真正超过自身的额定热负荷;并且绕组上产生的热能一旦真正超过自身的额定热负荷,又可以马上判断出绕组绝缘材料的损伤程度,及时对绕组进行绝缘保护,将使直驱式永磁同步风力发电机得到更加有效的保护。同样,如果在出现电流瞬时短路后能马上判断出绕组绝缘材料的损伤程度,及时对绕组进行绝缘保护,也将使直驱式永磁同步风力发电机得到更加有效的保护。因此可以将过流保护算法与过温保护算法以及绝缘保护算法配合运用来达到这样的效果。

图6-60 过流保护算法

配合运用中,首先对发电机的三相电流分别进行监测,将任意一相电流超过额定电流1.2倍设置为是否过流的判断条件;然后对过流现象进行电流瞬时短路分析,将任意一相电流超过额定电流2倍设置为是否启动发电机停机保护的判断条件;接着再对过流现象进行电流过载分析,将任意一相电流超过额定电流1.2倍但没有超过额定电流2倍与过流时长超过设定保护时长与该阶段发电机的绕组温度超过设定保护温度设置是否启动发电机停机保护的判断条件;最后对绕组进行绝缘电阻测试,将测试结果小于设定保护值设置为是否启动发电机绝缘保护的判断条件。

3.不平衡度保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用

根据不平衡度保护算法的分析,三相电流不平衡,绕组上产生的热能可能超过自身的额定热负荷,从而导致绕组的绝缘材料永久性损伤。(www.xing528.com)

如果在出现上述情况后能马上判断出绕组温度是否超过设定保护温度,就能进一步准确地判断出绕组上产生的热能是否真正超过自身的额定热负荷;并且,绕组上产生的热能一旦真正超过自身的额定热负荷,又可以马上判断出绕组绝缘材料的损伤程度,及时对绕组进行绝缘保护,将使直驱式永磁同步风力发电机得到更加有效的保护。因此可以将不平衡度保护算法与过温保护算法以及绝缘保护算法配合运用来达到这样的效果。

在配合运用中,首先对发电机的三相电流分别进行监测;然后再对三相电流进行不平衡度分析,将任意一相电流与三相平均电流之比超过设定保护值与该阶段发电机的绕组温度超过设定保护温度设置为是否启动发电机停机保护的判断条件;最后对绕组进行绝缘电阻测试,将测试结果小于设定保护值设置为是否启动发电机绝缘保护的判断条件。

4.过温保护算法与绝缘保护算法的配合运用

根据过温保护算法的分析,过温时,绕组上产生的热能将超过自身的额定热负荷,最终导致绕组上绝缘材料的永久性损伤,甚至绕组的烧毁。

如果在出现上述情况后能马上判断出绕组绝缘材料的损伤程度,及时对绕组进行绝缘保护,将使直驱式永磁同步风力发电机得到更加有效的保护。因此可以将过温保护算法与绝缘保护算法配合运用来达到这样的效果。

配合运用中,首先对发电机的绕组温度进行监测,将绕组温度超过设定保护温度设置为是否启动发电机停机保护的判断条件;然后对绕组进行绝缘电阻测试,将测试结果小于设定保护值设置为是否启动发电机绝缘保护的判断条件。

5.综合保护算法

由于绝缘保护算法可以帮助过压保护、过流保护、不平衡度保护和过温保护算法判断直驱式永磁同步风力发电机绕组绝缘材料的损伤程度,再来决定是否启动发电机绝缘保护,而过温保护算法可以帮助过流保护和不平衡度保护算法判断直驱式永磁同步风力发电机绕组上产生的热能是否真正超过自身的额定热负荷,进而准确地判断是否出现电流过载和三相电流不平衡,最后再决定是否启动发电机停机保护。

因此在直驱式永磁同步风力发电机的综合保护算法中,将过流保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用、过流保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用、不平衡度保护算法与过温保护算法和绝缘保护算法的配合运用、过温保护算法与绝缘保护算法的配合运用同步使用。算法如图6-61所示。

图6-61 直驱式永磁同步风力发电机的综合保护算法

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