大型发电机组失磁保护新判据的初探

以大型发电机组失磁及振荡仿真为基础，并根据仿真得到的结论，提出了提前预测失磁故障的新判据，探讨了快速切除失磁故障的可能性；同时，也分析了短路故障的特征，为失磁保护在短路故障情况下不误动提出了一种闭锁方案；在此基础上，最终形成了一个新的失磁保护框架。     

发电机失磁保护外部短路闭锁方法的研究

在发电机机端或主变高压侧发生各种短路故障的情况下,发电机失磁保护可能发生误动,因此在发生外部短路故障的情况下使失磁保护不误动是失磁保护所要解决的关键问题。介绍一种用小波阈值法闭锁外部短路的方法。     

应用小波神经网络闭锁发电机失磁保护的研究

在发电机机端或主变高压侧发生短路以及振荡的情况下 ,发电机失磁保护都可能发生误动 ,因此在振荡与短路故障的情况下使失磁保护不误动是失磁保护所要解决的关键问题。基于小波变换和神经网络的优点 ,提出一种用小波神经网络来闭锁短路与振荡情况的方法。     

小波变换在发电机失磁保护中的应用研究

小波变换可应用于发电机失磁、振荡与短路情况下电气量信号的处理。通过建立系统仿真模型和利用Matlab进行仿真,经过对电流和电压信号的小波分析表明,在正常、失磁和短路及振荡情况下信号变换后的幅值有明显的差别。因此,可以通过合理设置阈值检测信号小波变换后的幅值,就可以准确地区分失磁和短路与振荡情况,使得在发生失磁时迅速发出信号,而在短路及振荡情况下可靠地将保护闭锁。从而为解决发电机失磁保护误动提出了一种途径。     

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。     

核电站控制棒驱动机构电源系统建模及故障分析

大型核电站控制棒驱动机构的电源系统由两台带飞轮的电动发电机组成，励磁方式包括自并励和相复励。某自并励机型棒电源系统曾发生一机失磁，与之并联的另一机过流保护抢先动作的严重事故。实际核电站中大量棒电源系统采用相复励机型，为了探究此次事故原因并判断棒电源系统中是否存在保护失配的共性风险，有必要对相复励棒电源系统故障特点进行研究。文中从相复励系统的全补偿公式出发，理论分析了机端短路电流变化趋势与相复励系统参数的关系，然后建立了棒电源系统的PSCAD模型。发现机端短路故障的仿真计算与理论分析相吻合，并通过动模机组单机机端短路实验共同验证了仿真模型的正确性。文中仿真分析了棒电源系统单机失磁时的故障特点，提出利用稳态等效电路估算棒电源系统失磁故障时机端电流的大小。结合制造厂家的真机实验验证了估算方法的有效性，同时说明了事故棒电源系统过流与失磁保护失配的原因，为核电棒电源系统保护装置改造奠定了基础。     

基于PSCAD的失磁保护仿真

针对某电厂1000MW的发电机组建立基于PSCAD的仿真模型,分别仿真失磁和振荡故障,找到两者区别。根据电厂所采用的保护装置建立三段式失磁保护仿真模块,并分别在失磁和振荡情况下仿真验证保护动作的正确性。仿真结果表明,所建立的仿真模型能很真实地模拟该发电厂的失磁故障,失磁后电气量的波形特点与理论分析一致,建立的失磁保护模块能够可靠地躲过振荡故障并正确动作于失磁故障。仿真结果为电厂的保护配置方案设计提供了可靠依据。     

基于小波变换的能量变换器失磁分析及其保护方案的确定

本文基于小波变换的原理,确定能量变换器失磁保护方案.首先利用仿真方法得到能量变换器失磁故障过程中的电气量信号,然后利用小波变换的模极大值检测法,对失磁故障时的电气量信号进行分析.从故障信号中获得故障信息,确定了能量变换器的失磁保护方案.该保护方案可以有效地防止系统发生短路故障和系统振荡时引起的失磁保护装置误动作.     

变速抽蓄机组失磁故障分析及保护研究

变速抽蓄机组（VSPSU）的励磁及控制方式复杂且易发生失磁故障,配置针对性的失磁保护对保障其安全运行至关重要。该文基于直流励磁系统和交流励磁系统的差异分析,将VSPSU的失磁故障划分为对称失磁和不对称失磁两种故障形式,并主要针对对称失磁故障开展研究。首先,分别从故障位于机侧和网侧角度出发分析VSPSU发生对称失磁故障后的电气量变化特性及其故障危害;然后,推导证明了传统失磁阻抗圆保护判据在VSPSU中应用时不具有可靠性,VSPSU缺乏具有针对性的保护方案;最后,基于VSPSU的失磁故障特性,提出了针对机侧对称失磁故障的下抛阻抗圆判据和针对网侧对称失磁故障的直流电压判据,两者结合形成了对VSPSU对称失磁故障的保护方案。仿真结果表明,该文所提方案可有效地检测VSPSU在各种运行工况下的对称失磁故障,以满足VSPSU对失磁保护可靠性的要求。     

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。     

一种具有抑制匝间短路失磁能力的永磁同步发电机

绕组匝间短路故障是永磁同步发电机(PMSG)最为常见的故障之一,容易造成永磁体的不可逆失磁。为了解决失磁问题,提出了一种具有抑制匝间短路下不可逆失磁能力的特种PMSG。首先介绍了发电机的特殊结构,紧接着通过数学模型推导出抑制失磁的原理。利用Flux软件建立发电机的模型,对发电机在运行过程中突然发生的匝间短路故障进行仿真。以永磁体各点在短路过程中出现的最小磁密值是否低于相应温度下退磁曲线的膝点磁密值为判断依据,分析得到发电机在不同短路故障下永磁体的失磁情况,从而验证了抑制失磁的可行性。     

系统振荡失磁保护误动作原因分析

通过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的分析,指出了误动作的原因。并对同一母线的不同机组(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进行了分析,介绍了两种失磁保护原理。     

汽轮发电机三相短路引起的失步仿真及保护

建立了包括汽轮机、发电机、调速器和励磁调节装置在内的全系统仿真模型,编制了仿真软件,在模拟发电机组上进行了三相突然短路故障引起的失步实验和仿真分析,实验结果验证了仿真结果的正确性。对某电厂300MW汽轮发电机进行了三相短路故障引起失步的仿真研究,并对三阻抗元件失步保护和改进型三阻抗元件失步保护进行了整定计算及分析。     

汽轮发电机三相短路引起的失步仿真及保护

建立了包括汽轮机、发电机、调速器和励磁调节装置在内的全系统仿真模型,编制了仿真软件,在模拟发电机组上进行了三相突然短路故障引起的失步实验和仿真分析,实验结果验证了仿真结果的正确性.对某电厂300 MW汽轮发电机进行了三相短路故障引起失步的仿真研究,并对三阻抗元件失步保护和改进型三阻抗元件失步保护进行了整定计算及分析.     

发电机失磁保护低电势圆的推导及其动作特性分析

水轮发电机失磁后,进入静稳边界的时间很短,且不允许发电机在异步状态下运行,必须直接动作于跳闸,因此,尽早正确地检测出失磁故障,就显得意义重大。发电机失磁后,一个明显的特征就是低电势。基于以无穷大系统电压为参考相量的电压相量图,利用电压平面、阻抗平面、导纳平面之间的互演关系,对柳焕章先生提出的发电机失磁保护低电势圆判据进行了推导,并对低电势圆的动作特性进行了分析和仿真。得出低电势圆具有很高的灵敏度和反应速度。同时,对于主变高压侧短路故障引起的干扰,低电势圆具有很强的识别能力。仿真结果证明了推导过程和推理过程的正确性。     

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.     

基于静稳极限阻抗圆的新型自适应失磁保护研究

提出了一种基于静稳极限阻抗圆的新型失磁保护判据,新判据能自适应负荷的变化。再综合一些防止非失磁工况影响的闭锁措施,提出了新的自适应失磁保护方案。新保护方案能在各种失磁和非失磁工况下正确、可靠动作。仿真结果证明了新的自适应失磁保护方案的有效性。     

核电RAM系统不正常工况分析及失磁保护优化

核电站控制棒驱动机构电源系统(RAM)是控制棒驱动机构的唯一供电系统,目前RAM系统存在一系列不正常工况及失磁保护失配问题。为深入了解系统运行规律并解决失磁保护失配问题,首先,结合实际数据,基于PSCAD仿真平台建立了RAM系统仿真模型。在验证模型正确性的基础上,对存在的不正常工况产生机理进行分析,通过仿真验证了分析的正确性。其次,对某核电站失磁保护与过流保护的失配现象进行了仿真复现,并分析了失配发生的原因。最后对失磁保护进行了逻辑优化及配合优化,制定了III段式失磁保护配置方案,从不同负载水平时发生不同程度失磁故障两个维度验证了方案的适用性。所开展的RAM系统不正常工况分析工作和所提失磁保护方案对保障核电站的安全稳定运行有重要意义。     

发电机失磁保护低电势圆的推导及其动作特性分析

水轮发电机失磁后,进入静稳边界的时间很短,且不允许发电机在异步状态下运行,必须直接动作于跳闸,因此,尽早正确地检测出失磁故障,就显得意义重大.发电机失磁后,一个明显的特征就是低电势.基于以无穷大系统电压为参考相量的电压相量图,利用电压平面、阻抗平面、导纳平面之间的互演关系,对柳焕章先生提出的发电机失磁保护低电势圆判据进行了推导,并对低电势圆的动作特性进行了分析和仿真.得出低电势圆具有很高的灵敏度和反应速度.同时,对于主变高压侧短路故障引起的干扰,低电势圆具有很强的识别能力.仿真结果证明了推导过程和推理过程的正确性.