同步发电机失磁过程分析与保护方法研究

为寻求动作可靠的大容量同步发电机的失磁保护方法,对同步发电机失磁后的动态过程进行了数值仿真计算,提出了基于直测功角来判断发电机的一摆和多摆稳定性的失磁保护新方法,进而提出了该保护的设计原则、配置方案、整定条件和计算方法,同时,通过动模实验对新的保护判据进行了分析验证。由数值仿真计算和动模实验可得,转子励磁电流的衰减和异步功率分量的出现使失磁后的发电机的动态功角特性与静态功角特性有很大的差别,功角的上升也可使测量阻抗进入异步边界阻抗圆,且失磁后发电机的功率角与转差率变化趋势明显。结果说明电网发生扰动引起功角上升的因素均可导致阻抗保护误动,而新的保护较现行保护能更可靠、更快速地反应励磁故障,减少保护的误动率和拒动率。同时证明了对失磁发电机实施减载控制使之再同步的可行性。     

湘潭电厂新机组失磁保护整定计算方案

结合发电机失磁时状态特征及微机保护的组态特点,建立了失磁保护2段时限的保护动作逻辑.根据逻辑框图需要的动作判据单元,分别对机端或系统电压判据、励磁低电压判据、静稳阻抗圆1判据、静稳阻抗圆2判据进行了整定计算分析并得到实际整定过程和结果.     

新型发电机失磁保护加速判据研究

针对现有发电机失磁保护中励磁电压不易获取和动作延时较长等主要缺陷,提出了基于同步电动势Eq的发电机失磁保护加速判据.在加速判据中使用同步电动势取代传统的励磁电压,无需获取励磁侧电气量,且加速判据性能可靠,可有效区分失磁、有励磁振荡、短路故障或其他异常运行方式,从而大大提高了发电机失磁保护的速动性和选择性,解决了失磁保护长期以来不能同时满足速动性和选择性的困扰.通过PSCAD/EMTDC仿真验证了上述结论的正确性.     

新型发电机失磁保护加速判据研究

针对现有发电机失磁保护中励磁电压不易获取和动作延时较长等主要缺陷,提出了基于同步电动势Eq的发电机失磁保护加速判据。在加速判据中使用同步电动势取代传统的励磁电压,无需获取励磁侧电气量,且加速判据性能可靠,可有效区分失磁、有励磁振荡、短路故障或其他异常运行方式,从而大大提高了发电机失磁保护的速动性和选择性,解决了失磁保护长期以来不能同时满足速动性和选择性的困扰。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了上述结论的正确性。     

大型水轮发电机失磁保护与低励限制配合问题的探讨

有关整定导则要求"失磁阻抗判据应校核不抢先于励磁低励限制动作",但工程上失磁保护与励磁低励限制的整定是分开进行的,并且在不同的坐标系中描述,容易造成二者动作失去配合。针对大型水轮发电机常用的失磁保护定子侧静稳阻抗判据,结合具体保护装置实现方法,论述了其与低励限制动作区如何进行比较的计算方法,探讨了失磁保护与低励限制的动作配合关系。并在最后讨论了改善低励限制与失磁保护定子侧阻抗判据配合的方案。     

基于涉网保护的低励限制、失磁保护与失步保护配合的研究

网源协调中发电机组涉网保护问题对电网运行和发电厂涉网设备运行的影响日益显著。对实际电厂中低励限制、进相能力和失磁保护整定不合理的问题进行了明确的阐述,提出了它们之间的整定配合原则。在电力系统继电保护中,失磁保护是最重要、最复杂的保护之一,失磁保护与失步保护都是采用测量阻抗的变化规律作为动作的判据,在阻抗平面上存在重叠动作区域,因此两者在配合上存在冲突。由于功角能够实时测量,在线整定,具有自适应的特性,提出了基于功率角闭锁的方法来解决发生失步时失磁保护可能抢先误动的问题。通过仿真验证了上述结论的正确性。     

UNITROL5000励磁系统故障引起的发电机失磁保护动作分析及定值优化

文章简述了浙能乐清电厂660 M W机组励磁系统故障引起的1号发电机失磁保护动作的原因及处理措施,强调了重大反事故措施在励磁专业落实的重要性.通过绘制失磁故障过程中发电机机端正序阻抗轨迹,确认了失磁保护的灵敏性和可靠性,修改了失磁保护出口方式为解列灭磁.介绍和校核发电机失磁保护与AVR低励限制的配合整定原则和计算方法,确保限制先于保护而动作.     

大型汽轮发电机失磁保护定值整定探讨

通过分析大型汽轮发电机失磁故障时机端阻抗变化与功率输出变化,比较两种失磁保护方案:阻抗原理和逆无功原理失磁保护。经过比较发现两种保护原理主判据实质上相同,信号出口方式相同。针对逆无功原理失磁保护定值整定没有导则问题,提出阻抗动作边界映射至P-Q平面方法,确定发电机失磁故障时功率动作边界。克服逆无功原理失磁保护逆无功定值依靠工程经验整定困难,进一步提高保护定值整定可靠性。以一台1 000 MW汽轮发电机参数作为计算实例,计算两种保护原理的保护定值,为双重化双原理失磁保护配置提供具体参考。     

一种基于阻抗特性的发电机低励限制方法

分析了传统发电机低励限制与失磁保护在实际应用中面临的主要问题,提出了一种基于阻抗特性的低励限制方法。该方法直接根据发电机机端的测量阻抗进行低励磁限制,使低励限制和失磁保护的判据处于同一坐标平面。采用该方法后,失磁保护和低励限制在整定计算时无需进行坐标平面的转换,减轻了整定和校核的工作量,有效防止失磁保护失配误动。目前,基于该方法的低励磁控制器已在工程实际中得到成功应用。     

火电厂发电机失磁保护阻抗判据的探讨

介绍了火电厂失磁保护所应用阻抗判据的特点,分析失磁保护在机组进相运行时容易产生误动的原因,是由于励磁系统低励限制与失磁保护的整定配合不合理,低励限制曲线与阻抗圆有交叉.指出了国产部分失磁保护反向无功判据上存在的一些问题,这些无功判据并不能切掉阻抗圆的上半部分.利用机组容量曲线以及失磁保护阻抗圆与低励限制曲线的关系,提出了应用低励限制曲线来验证阻抗判据整定是否合理的方法.并利用机组进相试验的数据来进一步分析失磁保护能否误动.     

励磁调节器低励限制与发电机失磁保护配合分析

为了验证失磁保护和低励限制参数的配合关系,即发电机的失磁保护必须在励磁调节器的低励限制之后动作,提出将二者归算到同一平面上进行对比的观点,通过探讨失磁阻抗圆和功率圆的关系,给出了发电机失磁阻抗圆转化为功率圆的具体方法.以广东某电厂机组参数为例,通过计算绘出了其发电机的低励限制曲线和失磁保护异步圆,从低励限制曲线位于失磁...     

基于振荡边界圆的失磁保护新判据研究

提出了一种新的失磁保护判据——振荡边界圆判据,来解决传统的失磁保护阻抗元件无法区分失磁与振荡这一问题。推导了发生振荡时机端阻抗轨迹的方程,经过分析得到系统发生低励磁振荡时,低励程度越深,机端阻抗轨迹圆越小,并且形成包含关系。根据这一结论,提出振荡边界圆判据,当机端测量阻抗轨迹进入振荡边界圆内,认为发生了失磁故障,保护直接动作,通过仿真验证了该判据的正确性。针对振荡边界圆判据,提出了一套新的失磁保护方案,并通过实例分析,验证了新失磁保护方案的有效性。     

新一代300 Mvar调相机失磁运行特性及保护研究

针对新一代300 Mvar调相机目前无实际的失磁运行数据支撑失磁保护的投退策略及定值整定,文中通过开展新一代调相机启动调试过程中失磁保护试验获得的关键数据,研究了失磁保护在调相机启动阶段及运行阶段失磁保护相应的定值调整及保护投退策略,详细阐述了新一代调相机启动调试工程中的失磁试验方法,并介绍了失磁试验过程中所需的实验条件。结合调相机额定进相运行工况、完全失磁运行工况下的实验,得到新一代调相机的最大进相深度及两种工况下的励磁电流、机端电压,并给出失磁保护励磁低电压定值建议整定值及启动阶段和运行阶段的失磁保护各段的投退策略,为今后投产的调相机提供参考。     

发电机失磁保护的原理及整定计算

发电机失磁具有两大特征:发电机电势降低和导致静稳破坏.电势降低通常以系统电压或发电机机端电压降低来判断.静稳破坏的定子判据用静稳临界阻抗;转子判据用有功功率与转子电压的关系,对隐极机静稳临界阻抗是圆,UL-P是直线,对凸极机静稳临界阻抗不是圆,UL-P不是直线.分析了凸极机静稳临界曲线的凹凸性,证明了用圆拟合静稳临界曲线优于直线拟合.为了提高发电机电势降低判据的灵敏度,防止系统振荡造成的误动作,提出了发电机低电势判据.静稳阻抗和低电势阻抗采用正序阻抗,能有效地防止外部短路造成的误动作.在分析推导的过程中,给出了整定计算的公式和方法.     

同步发电机失磁故障的仿真研究

在对同步发电机模型研究的基础上,针对常用的无功阻抗圆作为发电机静稳态判据方法的不足,提出采用同步发电机励磁电压与有功功率之间函数关系作为发电机静稳态判据,并推导出二者之间的关系式,给出判断方法.通过在MATLAB环境下对发电机部分失磁和全部失磁状态进行仿真获得的励磁电压、励磁电流、输出功率的波形比较分析,认为所提方法能...     

伊林失磁保护和国内的失磁保护整定原则比较

针对伊林失磁保护和国内失磁保护的动作原理进行了分析,同时又对各自的整定原则进行了归纳和整理.另外,要求伊林失磁保护阻抗整定时,一定要考虑补偿因数F.     

发电机失磁保护和失步保护的冲突与协调

发电机失磁和失步保护都运用故障时的阻抗变化轨迹特性作为阻抗判据,因而两者的动作阻抗区域可能会有部分重叠,造成失磁和失步保护的逻辑运算冲突.文中提出通过修正阻抗圆或增加方向闭锁判据来解决失磁和失步保护在阻抗坐标平面第三象限可能会发生冲突的问题,具体做法是削去失磁阻抗的左半圆或者在阻抗坐标平面第三象限通过判断阻抗变化方向来防止失磁保护在失步故障时抢动.     

失磁保护的动作分析及改进

对一起电力线路短路故障引起系统振荡后发电机失磁保护误动作事故进行了分析,指出了误动作的原因。对同一母线上的不同机组(失磁原理设置有细微的差别),在同样的系统故障特征量下失磁保护装置正确和不正确的真机运行表现分析,提出了对失磁保护原理的改进方案及注意事项,并介绍了失磁保护装置的两种新方法。     

基于功率平面隐极发电机低励限制与失磁保护配合研究

同步发电机组的低励限制需先于失磁保护动作,而低励限制和失磁保护的判据完全不同,因此二者的整定与配合一直是网源协调的一个难点.从隐极同步发电机静稳边界的功率方程出发,推导出静稳边界在功率平面上消除了机端电压的抛物线型表达式.将失磁保护与低励限制的判据统一为功率平面的抛物线型静稳边界,提出了一种低励限制与失磁保护配合的新方...     

基于超级电容的新能源惯量-阻尼-电抗综合模拟控制方案

光伏、风电等新能源发电大规模接入电网逐步替代传统同步机,导致电网惯量和阻尼水平不断下降,威胁电网安全稳定运行。针对上述问题,提出了一种基于超级电容的新能源惯量阻尼电抗综合模拟控制(composite inertia-damping-impedance emulation control, IDIE)方案。通过联立同步机转子运动方程和超级电容功率动态方程,并结合同步机功率传输方程,设计了通过控制超级电容有功功率以综合模拟同步机旋转质量、阻尼绕组和绕组电抗三者物理特性的核心算法。并利用小信号稳定性分析对方案关键参数进行优化。最后,基于控制器硬件在环试验在各种暂态工况下对IDIE方案进行了评估。结果表明,IDIE方案在灵活模拟同步机惯量的同时,可通过配置优化模拟阻尼和模拟电抗,保障频率稳定性,支撑电网动态运行。