理论基础
为方便推导,假设三相交流电压仅含有基波的正序和负序分量,即在静止坐标系下,三相交流电压可表示为:
由图1 三相不平衡交流电表示法
由(1)可知,正负序提取问题即为已知三相瞬时值下求其中的正负序幅值和相位的问题。通过Park变换,可将三相瞬时值变换到正序旋转坐标下,旋转变换角度wt,即是坐标变换矩阵:
这里采用的等磁动势Park变换。于是可得在正序同步旋转坐标下的总电压矢量dq分量瞬时值为:
由(2)可得(3):(Upd=Upcos p Upq=Upsin p)
联合(2)(3)可得(4)
(4)中 为采样周期,对于采样间隔固定且频率稳定时,式中采样间隔角度变化的余切为一定值。对正序dq分量瞬时值,直接根据正序dq分量的公式。在求出dq分量后,由直角坐标到极坐标的转换容易算得幅值Un及初始相位。
若需求出负序dq分量,同样可通过Park变换,变换到负序旋转坐标下,即旋转变换角度为-wt, 可得:
式中:Und=Uncos n Unq=Unsin n
同上可求得负序瞬时值:
(4)(6)利用旋转坐标系下的瞬时值进行三角函数运算而得到的,因此命名基于旋转坐标下的三角函数法。
若直接按照(4)(6)公式进行正负提取,那么存在问题与瞬时对称分量法一样,在有谐波时,计算结果波动剧烈,且在电压突变处有明显尖峰。虽然尖峰电压对于寻找电压突变点具有一定的意义,但是这样振荡剧烈的测量结果不能满足高精度控制等应用场合。
为此,可以采用低通滤波的手段,将旋转坐标系中的计算得到正负序变换值:
进行低通滤波(滤波器截止频率为200HZ)后滤波高次谐波,抑制尖峰电压,保留二倍频成分,然后再利用(4)(6)公式计算提取实际正负分量结果。
在进行PARK变换是,需要用到的角度直接由两相静止坐标系的两个分量求反正切或定时器累加求得,不使用相位和频率测量要求比较准确的场合,较成熟的方法采用锁相环。
由(4)(6) 公式计算得到正序q轴分量作为锁相环的反馈输入,经过比例积分得到频率,然后积分累加得到正序的角度。当锁相环稳定时,即算得了正序的dq分量,且Upq=0,即完成d轴电压定向。
主要特点是输电线路的正序阻抗与负序阻抗相等,它们又与线路同杆的回路数、导线相分裂数相关;零序阻抗与线路的地线根数、线路回路数相关;零序阻抗要比正、负序阻抗大;线路的正序、负序电容相等并大于零序电容;正负序电容与线路回路数有关,而零序电容与地线根数、导线回路数有关。 此外均与导线的结构、材质有关。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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