300Mvar调相机继电保护的分析与改进

介绍了已投运300 Mvar调相机的启动特点、运行特点以及继电保护配置方案。分析了调相机启机时的谐波特性对调相机保护的影响,在此基础上对调相机保护在启机及并网运行过程中的状态闭锁逻辑进行了讨论,给出了调相机保护的状态闭锁配置。鉴于频率跟踪在调相机保护中的重要性,根据启机过程中的谐波特性、变频特性,在过零点测频算法中增加了低通滤波、过零点抖动甄别,并进行了仿真和实验验证,结果表明防干扰处理后的过零点测频在保证精度与响应速度的同时,抗干扰性能良好。     

300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳强度分析

300Mvar空冷隐极调相机转子跨距长、重量大,在自身重力作用下转子挠度和弯曲应力已经达到疲劳设计极限,因此设计出安全可靠的转子结构具有很大难度。本文建立了300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳损耗的三维有限元分析模型,分别对机组额定稳态运行工况及起停机过程的瞬态工况进行仿真计算,分析两种工况下转子的动态应力,并进一步对起停机工况的动态应力进行雨流法分析。最后,根据德国机械工程师委员会的FKM疲劳计算导则,对调相机转子进行寿命评估,保证了300Mvar空冷隐极调相机转子的安全可靠性。     

新型同步调相机的关键技术及研究进展

随着直流特高压输电系统的发展,大容量新型同步调相机成为满足系统无功动态需求的最优选择,逐渐成为研究热点之一。基于此,对新型同步调相机的研究现状进行了系统的总结和归纳。首先,从新型同步调相机的数学模型、运行状态以及控制策略3个方面对其运行原理进行介绍。其次,将其与电力电子无功补偿设备作对比,阐述了新型同步调相机优越的动态无功输出特性,并研究了其无功输出特性的影响因素。最后从新型同步调相机的现有故障诊断技术和参数辨识技术2个方面对其状态监测技术的研究现状进行总结。文中综述了新型同步调相机的数学模型、控制策略和运行状态监控等方面的研究情况,能够为新型调相机的进一步研究提供参考。     

大型同步调相机油系统的健康状态评价

油系统作为大型同步调相机的重要辅助系统之一,其健康状态对同步调相机的安全稳定运行具有重要意义。针对同步调相机油系统的构成,采用自上而下的评价策略,逐层建立了油系统各子系统的状态评价指标体系,并提出了不同类型评价指标的归一化方法。采用实时权重反映各评价指标对健康状态的影响程度,并将专家经验、维修记录等与运行时的监测数据相结合,计算各评价指标的实时权重。利用高斯模型,构建了模糊评判矩阵。通过权重矩阵与评判矩阵的模糊运算,即可获得待评价目标的评价结果。最后将其应用到一台换流站中同步调相机的状态评价,评价结果符合实际情况。     

大型调相机的继电保护配置及非全相保护研究

介绍了高压直流换流站大型调相机系统的构成及继电保护配置。针对非全相保护的配置缺陷,提出了调相机非全相运行的现场试验方法;通过试验故障录波数据分析了非全相运行的特性,提出了"非全相保护+调变组保护+并网开关失灵保护"的三级保护体系解决方案。     

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。     

大型同步调相机的启机过程分析与启机保护实现

近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注。300 Mvar大型同步调相机已陆续在国内多个换流站投入应用。因调相机启机方式存在特殊性,汽轮或水轮发电机组、抽水蓄能机组启机保护不完全适用于调相机,有必要对调相机启机过程及其保护配置和算法进行研究。针对不同类型的机组采用对比方式,分析了调相机的启机过程及其启机各阶段的三相短路电流特征。提出了更可靠、更快速的包含主变启机速断保护和励磁变启机差动保护在内的启机过程全区域保护。同时也提出了适用于调相机启机过程宽频率、宽电压变化的相角和幅值的修正方法。仿真结果表明,幅值计算误差改善明显,满足保护精度要求。     

四台调相机的SFC系统配置方案研究

简述了调相机工程采用静止变频器(static frequency converter, SFC)启动的优点以及工作原理,基于国网首批特高压直流配套调相机工程的设计经验,介绍了两台调相机工程SFC系统配置方案,提出了3种四台调相机工程的SFC系统配置方案,并对3种方案的优缺点进行对比,确定了首推方案。     

调相机接入对发电机失磁保护的影响

近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注,300 Mvar 大型同步调相机即将投入使用。但调相机引入的同时,也会给系统继电保护的正常运行造成一定影响。针对调相机接入对发电机失磁保护的影响进行了分析研究。运用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建单机无穷大系统仿真模型,分别在发电机带不同负荷水平及不同失磁故障类型的条件下进行仿真。仿真结果表明,调相机的接入,会导致发电机失磁保护延时动作甚至拒动,威胁发电机的安全运行。     

基于励磁电流差异的调相机失磁保护方案

首先研究了调相机的失磁故障行为及失磁调相机的暂态响应,结果表明已处于失磁状态的调相机在系统电压变化时仍有一定的无功响应能力.在此基础上,分析了基于无功反向特征的已有失磁保护方案在故障检测及保护动作方式上的不足.为了进一步优化调相机的失磁保护,深入研究了调相机的失磁过程并得出了失磁故障后励磁电源输出的测量励磁电流与励磁磁动势对应的实际励磁电流大小存在明显差异的故障特征.然后建立了实际励磁电流的计算模型,解决了实际励磁电流值不能直接测量的问题.在此基础上,构建了基于励磁电流差异特征的失磁保护判据,优化了保护动作方式,提出了相应的调相机失磁保护方案.最后,在PSCAD中建立了包含调相机在内的实际直流输电系统模型,通过仿真对比已有失磁保护方案及所提失磁保护方案的作用,结果验证了所提失磁保护方案的有效性.     

抽水蓄能电站SFC的应用与参数优化

静态变频启动装置(SFC)作为抽水(水泵)工况启动的变频启动电源,是以转速调节器为基础的设备,主要用于向机组施加以转矩,将其拖动至电动机方向期望的转速,从而使机组并网。本文阐述了SFC的基本工作原理、主要设备、作用和启动流程,并分析和总结了在启动过程中遇到的问题及处理方法。     

抽水蓄能机组SFC系统保护关键技术

介绍了抽水蓄能机组静止变频器(SFC)系统保护的配置方案.针对SFC系统保护的关键技术中的难点,提出了相应的解决方法.SFC变流桥本体差动保护:将机桥侧变频电流转换成工频校正电流,再与网桥侧电流构成差动电流和制动电流,采用全周傅氏算法计算,并提出了提高保护可靠性的比率制动特性.输出变压器变频差动保护:采用了启停机保护算法,实现了低频启动过程中的准确测量;采用变斜率比率制动特性,防止区外故障导致的误动;脉冲换相阶段,经旁路开关位置接点将该保护退出.电流变化率保护:为了提高其可靠性,连续、多次判断是否满足动作条件,并增加采样值过流辅助判据,其与电流变化率判据均满足动作条件时,保护才出口.设计了数字低通滤波器,保证脉冲换相阶段机桥侧频率的准确测量.上述措施已经在抽水蓄能机组上得到应用,应用效果良好.     

抽水蓄能机组静止变频起动技术

抽水蓄能机组在水泵运行方式下,同步发电机作为同步电动机在变频控制下起动主要有3个难点:发电机转子初始相位及低频运行时转子相位检测;根据转子所在的位置给相应绕组施加电流,并以正确方向旋转;发电机在低频运行阶段的断流换相问题。经过试验,找到了解决上述问题的方法,且控制简单可靠。     

基于SFC语言的可编程控制器在蜂窝纸板控制系统中的应用

本文介绍了ＦＸ２型可编程控制器、三菱变频调速器和Ｅ５ＡＸ－Ｌ型温控仪在蜂窝纸板生产线电控系统中的应用。     

大容量燃气轮发电机在起动过程中继电保护应采取的措施

大容量燃气轮发电机几乎都采用变频起动方式,在变频起动过程中是否应加装专门的低频过流保护以及某些子保护是否应被闭锁的问题,当前在国内工程学术界有争论。详细分析了静止变频器(SFC)的起动步骤及起动过程中燃气发电机组的电压、电流、转速等参量随时间变化的特性以及逆功率保护、失磁保护等在启动过程中的特征,对变频起动过程中某些子保护是否应被闭锁提出了自己的见解。同时也对变频起动过程中加装低频过流保护的必要性以及该保护的应用提出了见解。