发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究

就发电机失磁保护UL-P判据部分发生误动作的原因进行分析,对现行整定计算办法中所使用的发电机参数提出了自己的观点,并提出实用的整定计算的修正办法.     

WFBZ-01型水轮发电机失磁保护的构成与整定计算

介绍WFBZ-01型微机发变组保护失磁保护的构成与整定计算。     

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.     

基于导纳平面的发电机失磁保护整定计算

基于导纳平面的发电机失磁保护采用定子电流和电压的正序分量计算出阻抗的倒数(导纳),总是产生物理上近似的稳定极限,导纳特性曲线与发电机运行极限特性曲线具有很高的相似性,因此在导纳平面上失磁保护能够直观地与低励限制特性配合。分析了基于导纳平面的失磁保护的整定原则,结合工程实例给出了基于导纳平面的失磁保护的整定算例,并通过发电机进相试验相关数据验证了整定计算的合理性。     

水轮发电机失磁保护整定计算算例

水轮发电机失磁保护是水电厂的重要涉网保护之一,保护所用判据多,与这些判据相关的电流、电压参数多,因此正确选取电压、电流参数及相应变比、基准容量,对不同判据进行正确整定计算尤为重要,参数选取不当或整定计算环节出现问题,均会造成最终的保护定值计算错误。以实际机组参数为例,对水轮发电机失磁保护整定计算过程中的参数选择及相应保护判据进行了详细的整定计算,可为今后水轮发电机失磁保护的校核计算提供借鉴。     

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.     

基于导纳特性的发电机失磁保护整定与调试

传统发电机失磁保护广泛采用阻抗原理的静稳阻抗圆和异步阻抗圆判据,在实践中得到了广泛应用,但存在一定缺点。文中论述了一种基于导纳特性原理的发电机失磁保护原理,给出了导纳原理的计算公式,以及导纳原理失磁保护特性曲线表示方法,并通过公式推导,证明导纳稳定极限与机端电压相对额定电压的偏移无关。通过IGCC工程实例论述了导纳原理失磁保护的整定方法以及调试过程,并经过工程实际运行情况证明了该保护的可靠性。     

发电机失步保护的整定计算

针对某电厂220 kV出线(同杆双回线),阐述了电网调度为确保电网系统稳定投入发电机组失步保护的必要性,并着重介绍了基于双遮挡器原理的发电机组失步保护整定值计算方法,指出正确的整定计算是继电保护能真正发挥作用的基础。     

发电机失磁保护与低励限制的整定配合

针对发电机失磁保护和自动电压调节器（AVR）中低励限制环节的整定存在不能统一在同一坐标系、两者整定配合不尽合理的现象,提出了一种适合于工程实际应用的配合整定方法。首先分析了3种低励限制曲线随机端电压变化的偏移情况,根据电工理论推导低励限制线与失磁保护阻抗圆之间的映射关系,得出了标准的映射方程;在此基础上,提出了基于标幺值和机端最低允许电压两者配合整定及校核的方法、原则和工程应用注意事项,最后给出了具体的计算示例。     

整定值自动随有功变化的转子低压型（UL—P型）失磁保护整定计算的研究

８０年代初在国内外首先由合肥工业大学研制成功“整定值自动随有功功率变化的转子低压型失磁保护装置”,目前在国内已获较广泛的应用,但有关这类失磁保护的较准确整定计算至今所有文献中尚无详细的说明及论证。本文深入分析了这一课题,并提出了准确的切实可行的整定计算方法,对继电器制造厂及电力系统运行单位有应用价值。     

不同工况下永磁同步风力发电机饱和同步电抗的计算与分析

以一台400W永磁同步风力系统所用发电机为例,给出了不同工况下电机内电磁场的求解方法,计算了永磁体嵌入转子表面结构的永磁同步发电机的饱和同步电抗值,在此基础上进一步分析了不同运行工况下永磁同步风力发电机同步电抗参数的变化规律,并进行了相应的实验验证,可为控制系统的设计及风力发电机运行性能的进一步研究提供参考.     

空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析

大型空冷汽轮发电机同步电抗的计算、定子涡流分布与定子温度场的研究是同步发电机的重要研究课题.本文以150MW空冷汽轮发电机为例,首先根据电磁理论,给出电磁场数学计算模型和相应的求解域,利用数值方法,求解了在不同负载状态下,定子绕组上、下层线棒不等股数不等截面结构和定子绕组上、下层等股数等截面结构下的不饱和同步电抗,研究...     

大型水轮发电机阻尼条数对电磁参数和附加损耗的影响

针对大型水轮发电机稳态运行时阻尼条根数的变化对附加损耗的影响,以五强溪电站水轮发电机为例,结合发电机结构的对称性,给出相应的求解域和数学模型,利用有限元方法,计算水轮发电机在稳态运行时,极靴表面阻尼条分别为6根和8根2种结构下的电磁场.在此基础上,计算稳态运行时极靴表面2种结构的直、交轴同步电抗和直轴瞬态电抗,稳态运行...     

汽轮发电机定子绕组异结构饱和参数与温度场计算

以150MW空冷汽轮发电机为例,为研究定子绕组异结构对发电机饱和参数与温度场的影响,给出发电机的求解域和数学模型.利用有限元方法,计算了汽轮发电机在额定状态下,定子绕组上、下层线棒不等股数不等截面和等股数等截面两种结构下的负载场,并分析了穿越气隙进入定子齿槽的磁通大小及沿定子内圆周向的变化情况,得到定子绕组不同结构下,...     

基于耦合电抗的内置式永磁同步电机凸极率及失步转矩算法研究

凸极率和失步转矩是内置式永磁同步电动机的重要参数,凸极率的大小影响电机的牵入同步能力、转矩密度等多项性能指标,失步转矩大小直接反映电机过载能力的高低。提出采用直交轴磁路耦合电抗的电机凸极率和失步转矩算法,研究相应的测试理论,应用有限元法分析直交轴磁路耦合电抗,由等效的电压电流相量状态下的数据处理,构建了稳态状况下相关参数的测试平台,进而分析采用直交轴磁路耦合电抗的电机凸极率和失步转矩的测试方法,最后通过试验对算法进行验证。     

汽轮发电机饱和同步电抗的波动

本文以６００ＭＷ汽轮机电机为例,用有限元法计算了不同瞬时的饱和同步电抗,阐明了受饱和影响时同步电抗的波动情况。     

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。     

发电机失步保护整定计算所用的等值联系电抗Xcon研究——与现行《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》商榷

现行《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》有关发电机失步保护整定计算中发电机机端与无限大系统间的等值联系电抗Xcon的计算公式欠妥,值得商榷。对此问题进行深入分析,得出发电机失步保护整定计算中所用的Xcon正确的计算方法。并在同一系统振荡工况下依照该计算方法所得的Xcon值与依照《导则》的计算方法所得的Xcon值进行对比分析,分析结果表明:《导则》的整定计算方法极可能导致失步保护拒动,而所提整定计算方法能确保失步保护可靠动作。     

A calculation method of field current of synchronous machines at sudden short‐circuit

The mutual leakage reactance between D‐axis damper and field windings is ignored in conventional D‐axis equivalent circuits. It has been pointed out, however, that the calculated value of the field current differs considerably from the measured value if this reactance is not taken into account. This is due to the difficulty of determining the physically correct damper winding impedance value. A method of determining the equivalent circuit constants using the mutual leakage reactance has been reported previously, where the D‐axis damper winding time constant is measured from the upper and lower envelopes of field current at sudden three‐phase short‐circuit. Yet there are machines for which the upper and lower envelopes of field current are not readily established, and in this case the method is unsatisfactory. The authors describe a method to accurately identify the equivalent circuit constants taking into account the mutual leakage reactance, using a standstill test with a small‐capacity DC power supply (DC decay testing method). The field current at sudden short‐circuit can be simulated accurately using these equivalent circuit constants. The validity of the proposed method is demonstrated by implementation results on two salient‐pole synchronous machines at the same specifications (one with damper winding, the other without). Furthermore, the dependent relation between the armature leakage reactance and mutual leakage reactance, as well as its influence on the calculation of field transient currents, are made clear. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 61–70, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20113     

A calculation method of equivalent circuit constants with mutual leakage reactance on synchronous machine with damper winding

The mutual leakage reactance between the d‐axis damper and field windings is ignored in the conventional d‐axis equivalent circuit. It has been pointed out that the calculated value of the field transient current differs considerably from the measured value when this reactance is not taken into account. A method to determine this reactance has been reported previously, but this method has problems concerning measurement precision. The authors have previously presented a calculation method for equivalent circuits, adapting a DC decay testing method, using two synchronous machines of the same specifications (one with damper winding, the other without). Yet, this method is not practical because of the use of two machines. This paper presents a calculation method for equivalent circuit constants taking into account the mutual leakage reactance to accurately represent the field transient current using a single machine. The proposed method determines equivalent circuit constants by calculating the physically correct d‐axis transient reactance from the operational impedances when the field winding is shorted and when the field winding is shorted with an external resistance. The validity of the proposed method is demonstrated by comparing the measured values with the calculated values of field and armature currents at sudden three‐phase short‐circuit. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(2): 71–78, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20891