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。     

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.     

UNITROL5000励磁系统低励限制优化整定方法研究

发电机进相运行时,出现UNITROL5000励磁系统低励限制的动作值与整定值不一致的情况,导致机组无法发挥其进相能力,造成运行电压过高,不利于电网安全运行。文中分析两种类型励磁系统低励限制动作特性及影响因素,根据动作特性提出优化的整定方法,并通过实例验证该整定方法的可行性。该整定方法综合考虑机组的进相能力及失磁保护情况,整定定值后机组低励限制动作值接近机组进相能力曲线,并与失磁保护配合合理,为工程实际中UNITROL5000励磁系统低励限制定值整定提供了参考。     

调相机失磁特性及其对直流系统的影响分析

对新一代调相机失磁故障的研究有利于充分发挥其在高压直流系统中的无功支撑作用。首先,考虑不同的失磁故障类型,并基于实际录波数据,以单机无穷大系统为例对调相机失磁特征及对直流系统的影响进行了定性分析。然后,在PSCAD/EMTDC中建立了包括调相机及其励磁控制系统在内的锡盟—泰州直流输电系统的电磁暂态仿真模型。以受端调相机为例,从系统不同电压跌落程度和调相机不同失磁类型等方面仿真调相机失磁对系统稳定运行的影响。研究表明,相比于短路失磁,受端调相机开路失磁时造成的后果更严重,且当系统处于临界换相失败状态时,调相机的失磁故障会进一步恶化系统的运行状态。     

25MW 发电机组失磁保护的整定及校验

介绍了发电机励磁系统及失磁保护,以金新发电机组为例分析了发电机失磁后引起各种运行参数变化,以及失磁保护判据典型配置,简析了失磁保护所应用判据的特点,提出了验证发电机失磁保护判据的思路及方法,并给出了定值整定计算公式和校验步骤,为类似自备发电机组失磁保护整定和校验提供了参考。     

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。     

大型汽轮发电机运行与无功控制

从限制进相运行的多种原因进行分析,研究了端部热稳定和发电机静稳定对进相运行的影响程度,得出了端部热稳定不再限制大型汽轮发电机进相运行的结论。确定了低励限制整定只需与静稳极限配合的原则。通过分析失磁保护和低励限制判据在阻抗平面和PQ平面相互映射的方法,得出了两者间的配合原则,在此基础上提出了圆特性低励限制的原理和整定方法,并对失磁保护相关定值整定提出了意见。     

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.     

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障。动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流。由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值。     

一起机组进相试验时失磁保护动作原因分析

通过一起发电机进相试验过程中发生的失磁保护动作事件,详细分析机组失磁保护整定计算过程、机组进相试验工况的确定及校核情况以及试验过程中低励限制参数设置情况,分析出本次失磁保护动作原因:REG126保护说明书中失磁保护整定计算方法有误、试验工况校核过程计算有误以及失磁保护装置本身存在一定误差。最后,为避免发生类似事件,提出防范的技术措施,建议对国外某公司生产的REG126型保护进行全面核查失磁保护定值,并提出进相试验工况失磁保护校核中电压值和裕度设置。     

静止励磁系统保护配置方案

结合现有的机组保护配置方案和静止励磁系统的基本组成,分析了励磁系统保护方案的不足。发生在励磁变低压侧的单相接地故障无法通过现有的保护方案提供有效保护,但却可能引起转子接地保护的误动。可控整流桥的断臂、触发脉冲丢失等故障直接引起励磁电压大小和波形的变化,可能引起基于励磁电压原理的失磁保护的不正确动作。因此,建议深入研究励磁系统各种故障对现有保护原理的影响,并采取措施提高现有保护方案的性能。     

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...     

微机型发电机自适应失磁保护的研究

分析了常规发电机失磁保护的静稳极限阻抗圆的判据所存在的缺点,提出一种利用微机自动检测联系电抗Ｘｓ的变化,自动修改静稳极限圆定值的自适应发电机失磁保护。     

电压互感器故障对励磁调节器的影响分析

针对励磁调节器的电压互感器(voltage transfor mer,VT)故障进一步扩大会造成发电机失磁停机的问题,以南海发电一厂2号发电机WKKL-2000型微机励磁调节器为例,通过分析VT单相和两相断线时调节器的动作情况,指出该VT的接线未遵循双重配置原则而存在安全隐患,提出具体的改进措施:2组VT交叉接线;VT二次绕组接单相空气开关;修改VT反馈电压计算软件。仿真验算和实际运行效果表明实施改进措施后,能避免VT故障造成发电机失磁停机事故发生。     

二滩水电厂发电机失磁分析

分析了二滩水电厂发电机失磁后,发电机电流、电压、相位、无功等物理量的变化过程及其保护动作的正确性,并对发电机横差保护提出改进建议。     

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。