发电机失磁（精选7篇）
发电机失磁 篇1
1. 故障现象
2007年6月,四川德胜集团攀枝花煤化工有限公司正式投用1×6MW余热发电机组,综合利用公司焦炉剩余煤气自备发电。发电机型号QF-6-2、额定功率6000kW、额定转速3000r/min、频率50Hz、额定电压10.5kV、额定电流412.4A。采用励磁机同轴励磁,励磁机型号ZLQ45-3000、容量45kW,励磁电压150V、励磁电流300A,控制方式采用SWK-1数显无功功率控制屏调节发电机励磁。某天,发电机组正常带有功负荷5000～5400kW·h,功率因数控制在0.85～0.90,无功功率2500～2800kW,发电机机端电压10～10.3kV。运行中无功调节屏功率因数骤升,调整无功调节屏X0B调节器无效,无功功率不断下降,机端电压升高,直至功率因数超过0.99,调节器输出电流由0.4A上升至2.8A,校正器电流由0.8A降至0.05A,XOB电压由180V降至160V。无功功率由2800kW转为-2500kW,机端电压降至9.1kV,发电机进相运行,汽轮机采取降负荷措施,同时调整发电机磁场变阻器RC。发电机励磁电流下降,RC调整无效。当汽轮机降负荷至4000kW·h时,发电机无功功率由-2500kW降至-1800kW，此时发电机后备保护检测到发电机失磁，联跳灭磁开关、发电机断路器，发电机与系统解列。
2. 故障分析
根据发电机失磁前各参数控制情况,排除人为误操作造成发电机失磁停机。为排除失磁故障点,对汽轮机进行冲转升速,保持发电机正常并网转速3000r/min。合灭磁开关,检测发电机电压自动升至2500V,确认灭磁开关柜工作正常。同时测量励磁机正负绕组之间有电压,励磁机未出现失磁,排除励磁机的故障可能。调整RC,发现其不能对发电机进行正常升压,不能正常建立发电机磁励电流,测量、调整RC两端电压始终为5V,无变化,判断RC故障。
3. 故障处理
检查RC变阻器标定阻值为0～80Ω,实测阻值最高1.4kΩ,阻值严重超标。解体检查RC,各路电阻丝连接良好,接头触点光滑无过流发热现象。拆解RC动触片,检测阻值为1.4kΩ,确认故障原因是动触片公共端为耐磨采用镀石墨处理,发电机运行中长期有2～4A电流通过,造成石墨碳化,电阻值增大,导电性变差。使用临时导线将RC动触片接通并调试其两端电压,正常后拆除临时导线,再用锉刀和水磨砂纸打磨动触片碳化石墨,打磨完成回装RC,实测阻值为0～80Ω,开机调整RC,调压正常,发电机可正常并网。
一起发电机失磁事故分析 篇2
某水电站装设4台单机容量为100MW的轴流转桨式水轮发电机组和1台单机容量为20MW混流式水轮发电机组。水轮机运行额定水头为31m。多年平均发电量13.02亿kW·h, 年利用小时数3100h。
电站发电机与变压器采用单元接线, 以220kV一级电压接入省电力系统, 一回220kV线路接至220kV变电站。1#、2#发变组单元接至220kV母线A母, 3#～5#发变组单元接至220kV母线B母, 220kV母线A母与B母通过联络刀闸联接。
机组配置励磁调节柜1面, 可控硅整流柜2面, 其中有2套微机励磁调节器 (A、B套) 、1套恒励磁电流手动调节器 (C套) , 灭磁开关柜1面。正常运行时, 励磁系统运行在A套调节器, B、C套调节器自动跟踪A套调节器运行, 当A套调节器故障, 自动切换到B套调节器运行, 或人工手动切换至备用跟踪通道运行。励磁系统现地配置触摸屏人机界面1块, 可以记录励磁系统故障, 能进行相关参数、功能设置等操作。
2 故障情况
机组开机并网运行, 发生机组失磁, 由DGT801C失磁保护动作出口, 将机组解列。
故障前, 电站仅2#机组、5#机组并网发电, 2#机组于故障前, 带有功P=20.0MW, 无功Q=-19.0Mvar, 机端电压Ug=14.3kV, 全厂AVC及2#机组AVC投入运行, 2#机组AVC下发无功值为:-20 Mvar。
在当时运行工况下, 将 2#机组有功手动设值由20设置为91, 在机组自动增加有功至65.0MW时, 机组吸收无功-60.0Mvar, 失磁保护动作出口, 将2#机组解列。
从计算机监控系统历史曲线查看, 在机组无功及机端电压不断下降过程中, 机组的励磁电流及励磁电压均一直维持不变。分析机组故障录波器机端电压三相波形, 在故障前, 三相电压波形明显发生畸变。
2#机组A套保护“失磁保护tI”动作, 跳开802开关, 发电机保护为双套配置, A套发电机保护装置为DGT801C, 发电机保护测得发电机机端电阻R=-8.1383Ω, 电抗X=-31.5738Ω, 转子电压为-36.565V, 发电机电流I=1.1538A, B套发电机保护装置为RCS-985GW, B套保护装置的失磁保护亦启动, 因不到延时时间 (1.5秒) 未动作出口。
2#机组运行中由于进相过深, 励磁装置欠励限制动作后, 没有得到有效抑制, 继续进相运行, 导致发电机失磁保护t2动作。
3 故障原因
根据保护动作结果及故障历史记录、故障录波器记录波形分析, 认为发生该故障现象可能原因有:
1) 励磁系统存在问题, 导致机组欠励功能不能正确发挥作用。
2) 发电机一次系统存在问题, 不受机组励磁系统控制。
针对以上两个原因, 进行以下各项试验:
1) 测量机组定、转子绝缘及直流电阻。
2) 对两套机组失磁保护进行校验。
3) 检查励磁系统测量、采样及二次控制回路。
4) 检查计算机监控系统增、减磁回路, 转子电流、电压测量回路。
5) 将机组开机至空转, 进行零起升压。
6) 进行励磁系统欠励功能及欠励定值检查试验, 励磁系统欠励功能及欠励定值试验正常。欠励限制动作后, 继续减磁无效;并进行机组增加有功观察机组无功基本无变化;进行AVC子站投入运行, 增加有功调整。
7) 增加机组无功至20Mvar, 退出监控系统无功PID调节, 上位机进行机组有功由18.8MW至100MW间来回调整;将上位机的无功PID调节投入后, 上位机进行机组有功由18.8MW至100MW间来回调整, 机组无功及机端电压基本无变化.
8) 将励磁系统欠励限制定值修改为原定值, 投入全厂及2#机组AVC, 设置母线不同电压值, 使2#机组进相运行, 试验证明, AVC下发至单机最低无功值为-20Mvar, 与故障时下发值一致。在机组进相运行的同时, 进行有功由18.8MW至100MW间来回调整.
以上试验数据皆正常, 无变化。
9) 模拟事故时运行状态, 使励磁系统C套调节器模拟量板K1继电器闭锁C套调节器脉冲接点一直动作, 投入全厂及2#机组AVC, 使2#机组进相运行至-20 Mvar。在此运行过程中, 发现计算机监控系统实测无功值大于AVC设定无功值后, 监控系统不断地向励磁系统发减磁命令, 长时间机组无功减不到位, 结果导致A套励磁调节器的机端电压给定值减得相当低。
当C通道控制电压小于A通道后, 则C通道的脉冲优先输出至可控硅, 此时增加有功, 机组从系统吸收无功以维持极端电压, 随着机组有功增幅加大, 机组吸收无功也越来越多。
4 故障分析
失磁原因, 主要有以下因素共同作用导致:
1) 模拟量板上K1继电器接点粘连, 导致励磁调节器在A通道运行时, 发生C通道控制电压小于A通道, 则C通道的脉冲优先输出。
2) 由于监控系统AVC设定无功值为-20Mvar, 在无功减到约-15Mvar时, 励磁电流已低至40%额定值, 已达到C通道励磁电流调节下限, 此时C通道控制电压减小直至低于A通道, C通道脉冲开始取代A通道脉冲。
3) 由于C通道电流调节已达下限, 在接收到减磁命令后无效, 因此无功无法继续下调。在此时运行过程中, 监控系统自动、不断地下发减磁指令, 致使励磁系统收到了大量减磁信号, 导致A通道机端电压给定降到非常低。
4) 在以上三个条件前提下, 调度又下达了有功从20MW增加到100MW的指令, 在增加有功的过程中, 机组不断吸收无功, 而C通道是恒励磁电流调节通道, 无法增加电流输出对无功调整, 于是机组持续进相, 欠励限制动作, 但此时A通道给定已经非常低, 即使A套调节器脉冲发挥作用, 均无法回调, 因此欠励限制无法发挥作用, 最终因进相过深, 失磁保护动作将机组解列。
5 故障处理
1) 对机组励磁系统及相关励磁回路元件进行检查, 确保励磁系统运行稳定。
2) 电站AGC、AVC程序需增加闭锁条件。
3) 运行过程中, 机组励磁系统禁止在C通道进相运行。若励磁调节器发生故障后, 切至C通道运行, 应立即停止、退出有功、无功PID调节。在AVC投入并进相运行时, 发生机端电压及无功下降且不能稳定, 应立即退出机组AVC, 及时减有功、增加励磁。
4) 操作过程中, 发现设备状态异常时, 应立即终止相关操作, 需提高设备巡检质量。及时将保护装置记录的故障波形文件提取、分析。
6 结束语
综上所述, 发电机失磁对发电机本身的影响主要有:
1) 由于发动机失磁后出现转差, 在发电机转子回路中出现差频电流, 差频电流在转子回路中产生损耗, 如果超出允许值, 将使转子过热。转子表层的差频电流, 还可能使转子本体槽楔、护环的接触面上发生严重的局部过热甚至灼伤;
2) 失磁后发电机进入异步运行之后, 发电机的等效电抗降低, 从电力系统中吸收无功功率, 失磁前带的有功功率越大, 转差就越大, 等效电抗就越小, 所吸收的无功功率就越大。在重负荷下失磁后, 由于过电流, 将使发电机定子过热;
3) 在重负荷下失磁后, 发电机转矩、有功功率要发生剧烈的周期性摆动。对于水轮发电机, 由于平均异步转矩最大值小, 以及转子在纵轴和横轴方面不对称, 在重负荷下失磁运行时, 将有很大甚至超过额定值的电机转矩周期性地作用到发电机的轴系上, 并通过定子传递到机座上;4) 失磁运行时, 定子端部漏磁增强, 将使端部的部件和边段铁芯过热。因此, 机组运行过程中, 要重视避免失磁。
摘要：发电机进相运行, 励磁系统手动调节器脉冲切换继电器故障, 在进行有功增加调节过程中, 发电机从系统吸收大量无功, 引起发电机失磁, 机组失磁保护正确出口, 将故障切除。
关键词：发电机,失磁,事故,分析
参考文献
水利发电机失磁判据及措施分析 篇3
1 失磁现象的作用机理和引发的不良后果
发电机的正常运转需要电磁场中转子运动所发出的电流来保持磁场系统的稳定性, 当转子运行异常无法满足磁场电流供应条件时, 励磁系统就会因电流的减弱或突然消失而出现故障, 引发水力发电机失磁现象。发电机在处于励磁系统失磁的状况下, 通过发电机的电流会突然减弱, 而其与磁场中电流的变化不同步, 使得转子突然加速, 产生电流激增现象, 系统的电流保护系统会由于电流的突然增大而瞬间切断系统保护装置, 而与此同时, 由于水力发电机进入异常运转状态, 会同时输送大量的无用功和有用功, 使得系统整体的电压快速下降, 随着无用功功率的逐渐增加, 其与有用功之间的差额也逐渐增大, 进而有可能引发由于电压下降而出现发电机系统断电现象, 切断了系统的正常运行状态。
一旦发电机出现失磁现象, 就会对整个水力发电机组运行的环境造成破坏, 对其功能造成不良的影响, 更为严重的是, 失磁现象还有可能中断整个电力系统的电力供应, 导致整个电力系统的瘫痪。
首先, 发电机出现失磁现象后, 其运转速度会在一定时间之内陡增, 进而使磁场内部的电流增加, 产生额外的系统电能损耗, 同时还会散发出大量的热量, 加剧了发电机内部结构的耗损。其次, 失磁现象发生后, 整个发电机系统的轴距的电磁场中的转矩会出现严重的失衡现象, 定子和转子的位置会发生一定程度的偏移, 导致机组功率发生明显的变化, 对发电机运行的安全运行构成了威胁。再次, 失磁现象发生时, 发电机组内部会瞬时出现电压增加的情况, 一旦这种情况持续一段时间, 则会对发电机内部结构和部件造成部分或全部损毁, 使其失去了原有的功效, 因此, 要尽量避免这种问题的出现。
失磁现象对于整个电力系统的影响主要表现为发电机产生的大量的无用功率被电力系统吸收, 使得整个系统的电压大幅降低, 一旦电压值降至维持系统正常运转的范围值之外, 就会使整个电力系统停摆, 严重者会对电力系统的组带来致命性损伤。而同时如果电力系统本身吸收功率的负荷量有限, 也会造成系统功能的破坏。
2 水利发电机失磁保护判据
鉴于上述失磁现象对整个发电机组和电力系统带来的不利影响, 在水力发电机组中加设失磁保护装置是十分有必要的。对失磁保护方法的探究主要要根据失磁保护判据来加以确定。从不同的角度来看, 失磁判据的确定主要可以分成定子判据, 转子判据和三项功率判据这三种方法, 无论选择哪一种判据方法, 都要综合其他判定方法才能实现最佳失磁保护效果。
2.1 定子侧阻抗判据
定子阻抗判据有静稳边界阻抗判据和异步边界阻抗判据2种。静稳边界阻抗判据是根据水利发电机失去静稳时机端阻抗的变化轨迹而设立的, 异步边界阻抗判据是根据水利发电机失磁后转入稳定异步运行时机端阻抗的变化轨迹而设立的, 动作时间比较晚。静稳边界阻抗判据异步边界阻抗判据动作区域都为圆。
2.2 转子电压判据
转子低电压判据也是根据水利发电机的静稳边界而设计的, 包括等励磁电压判据和变励磁电压判据。等励磁电压判据动作电压值为定值, 一般为额定空载励磁电压的80%。变励磁电压判据的动作电压值随水利发电机输出的有功功率变化而改变。
2.3 三相同时低压判据与过功率判据
三相同时低压判据分为主变高压侧三相低压判据和机端三相低压判据。主变高压侧三相低压判据防止水利发电机失磁故障造成高压母线电压的严重下降, 导致系统稳定性破坏, 动作电压取为母线额定电压的80~85%。机端三相防止水利发电机失磁故障造成电厂辅机不能正常工作, 动作电压一般取为水利发电机额定电压的80%。低电压保护是阻抗Ⅰ, Ⅱ段的补充。当在xs很大且送出的有功很大的情况下失磁时, 阻抗Ⅰ, Ⅱ段可能动作缓慢, 甚至拒动, 低电压保护则可以快速动作。为防止振荡和外部故障时误动, 低电压保护要带较长延时动作。
3 水利发电机失磁处理原则
对于不允许无励磁运行的水利发电机应立即从电网解列, 以免损坏设备或造成系统事故。
对于允许无励磁运行的水利发电机应按无励磁运行规定执行以下操作:迅速降低有功功率到允许值, 此时定子电流将在额定电流左右摆动。手动断开灭磁开关, 退出自动电压调节装置和水利发电机强行励磁装置。注意其他正常运行的水利发电机定子电流和无功功率值是否超出规定, 必要时按水利发电机允许过负荷规定执行。对励磁系统进行迅速而细致的检查, 如属工作励磁机的问题, 应迅速启动备用励磁几恢复励磁。注意厂用分支电压水平, 必要时可倒至备用电源接带。在规定无励磁运行的时间内, 仍不能使机组恢复励磁, 则应将水利发电机自系统解列。
4 处理
发电机失磁 篇4
发电机发生失磁故障后,将过渡到异步 运行,从电力系 统中吸收大量的无功功率来建立发电机磁场,转子出现转差,在定子绕组中感应出电势,定子电流增大、电压下降;在转子及励磁回路中产生差频电流,引起转子局部过热;从电力系统中 吸收大量的无功功率将引起整个电力系统电压下降;输出异步有功功率会周期性摆动,使机组振动;为供给失磁发电机无功 功率,可能造成系统中其他发电机过电流。可见发电机失磁故障严重威胁发电机和整个电力系统的安全稳定运行。
当励磁系统发生故障或励磁调节装置不正常而 引发发电机失磁故障时,西门子7UM622发电机失磁保护可以保护机组不至于运行在异步状态,以免危害电网稳定。
1西门子7UM622发电机失磁保护的基本原理
发电机的有功和无功输出功率通用计算公式如下:
式中,P为有功功率;Q为无功功率;E为电动势;V为机端电压;δ为功角;Xd为直轴同步电抗。
发电机的理论静态稳定极限功角δ=90°。此时,发电机的理论稳定极限为:
可见,这个极限值其实是一个常数,可由Xd计算得到。
1.1定子回路判据
7UM622保护装置采用电 流和电压 的正序分 量计算出 阻抗的倒数(相当于导 纳),将失磁保 护特性转 化为导纳 特性平面,形成定子回路判据。导纳测量的方法总是产生物理上近似的稳定极限,这个稳定极限与机端电压相对额定电压的偏移无关。因此,即使在机端电压偏移的情况下,保护装置 的动作特性也可以很好地接近发电机的稳定特性。
7UM622的失磁保护提供了3段独立的保护特性,它们之间可以自由组合,如图1所示。
通过具有相同延时的2条特性曲线的组合来模 拟同步发电机 的静稳定 极限。这2条特性曲 线距离原 点的距离1/XdCHAR.1和1/XdCHAR.2不同,同时具有不同的倾角α1和α2。如保护装置计算出的导 纳值超出 了失磁特 性 (1/XdCHAR.1)/α1和(1/XdCHAR.2)/α2,即会通过整定延时发出告警信号或跳闸命令。整定这2段特性的延时是非常必要的,可以确保励磁电压调节装置有足够的时间来提高励磁电压。
另外,失磁特性曲线(1/XdCHAR.3)/α3可以去接近同步发电机的动稳定极限。如果保护装置计算出的导纳值越过了 本特性曲线,那么同步发电机肯定会失稳,保护装置将立刻按 整定延时发出跳闸命令。
注:G[p·u ·]=(P/SN)/(U/UN)2为电导标 幺 值;B[p·u ·]=(-Q/SN)/(U/UN)2为 电 纳 标幺值。
同时,导纳计算要求设定最低测量电压。当出现严重的电压下降(短路)或定子绕组电压消失时,保护装置内部集成的交流电压监视功能将闭锁失磁保护。
1.2转子回路判据
励磁电压通过分压器接入保护装置背板的测 量变送器 以采集励磁电压,形成转子回路判据。励磁电压监 视功能投 入,在励磁调节装置发生故障或励磁电压消失的情况下,保护装置采集到的励磁 电压低于 整定值,经整定短 延时后发 出跳闸命令。
2西门子7UM622发电机失磁保护的整定计算
西门子7UM622发电机失 磁保护需 要整定如 下参数:1/XdCHAR.1,即特性1与横坐标的交点;ANGLE1(α1),即特性1倾角;TCHAR.1,即特性1动作延时;1/XdCHAR.2,即特性2与横坐标的交点;ANGLE2(α2),即特性2倾角;TCHAR.2,即特性2动作延时;1/XdCHAR.3,即特性3与横坐标的交点;ANGLE3(α3),即特性3倾角;TCHAR.3,即特性3动作延时;UExc<,即励磁电 压监视功能定值;Umin,即低电压闭锁定值。
2.13段特性整定计算
3段特性与横坐标的交点1/Xd(导纳)二次值可按以下公式计算得到:
式中,Q为发电机无功功率;UNMach为发电机额定电压;UNVTsec为电压互感器二次侧额 定电压;INCTsec为电流互 感器二次 侧额定电流;TRU为电压互感器变比;TRI为电流互感器变比;C为安全裕度,取值范围1.03~1.10,一般取1.05。
发电机制造厂都会给出每台发电机的运行极限容量曲线。可以在发电机的运行极限容量曲线图上画2条直线特性模拟出发电机静稳定极限特性,即特性1和特性2直线,从而得到特性1的Q1、α1和特性2的Q2、α2,进一步按式(4)计算得到特性1的1/Xdsec1值和特性2的1/Xdsec2值作为整定值。另外,特性3用于匹配 发电机的 动稳定特 性,可取Q3=2×Q2 计算1/Xdsec3的值,α3的定值通常选在90°~110°之间,以确保只有在发电机失去动态稳定时才启动失磁保护的跳闸特性3。同时需注意,1/Xdsec3的值应大于1。
特性1和特性2动作延时应与励磁系统低励限 制相互配合,特性3动作延时推荐按0.5s整定。
2.2励磁电压监视功能定值整定计算
励磁电压监视功 能定值一 般整定到 空载时励 磁电压的30%左右。同时注意,在保护装置和励磁电压之间需接入电压分压器。故励磁电压监视功能定值可按以下公式计算得到:
式中,UExc0为空载时励磁电压值;kU为电压分压器分压比。
2.3低电压闭锁定值整定计算
低电压闭锁定值 一般按发 电机额定 电压的15% ~25%整定。
3西门子7UM622发电机失磁保护的校验
校验失磁保护的导纳特性,固定通入保护装置的电压为三相额定电压不变,取2个有功功率P1和P2,固定有功功率P1的值不变,改变无功功率Q的值,直到失磁保护动作,这时得到一个与有功功率P1相对应的无功功率Q1;同理,也可得到 另一个与有功功率P2相对应的无功功率Q2。于是得出 一个关于P—Q的动作特性直线方程:
为了在校验某段特性的过程中不受另2段特性的影响,可将另2段特性的时间改为无穷,确保不会动作。按 上述方法,每段特性均可得到2个点(P1,Q1)、(P2,Q2),2点确定一条直线,代入式(6)即可得到每段特性的直线方程,再结合式(4)便能得到每段特性的1/Xdsec和α。最后,将时间改回整定值,校验每段特性的实际动作时间,将实际得到的1/Xdsec、α、动作时间与整定值比较,验证保护是否正确动作。
4西门子7UM622发电机失磁保护的优缺点
7UM622发电机失磁保护采用导纳特性的原理,相比阻抗圆特性较难理解,但保护范围比阻抗圆特性大为宽广。发电机失磁轨迹首先进入导纳原理的失磁保护特性区域,较阻抗圆原理动作更灵敏、快速。阻抗圆特性原理失磁保护可能出现失磁轨迹长时间不进入动作区或进入动作区但失磁保护还没有动作失磁轨迹又重新出来,导致失磁保护不动作而后备距离保护错误动作的现象,而采用导纳特性原理的失磁保护不会出现此现象,动作更为可靠,同时整定参数可从发电机静稳定和 动稳定极限曲线读出,直观方便。
5结语
发电机失磁 篇5
随着我国“三华”联网工程稳步实施以及华能玉环、上海外高桥三期等一批单机容量1 000 MW的火电机组陆续投入运行, 我国电力工业已进入大电网-大机组阶段。在“厂网分开、统一调度”的发展趋势下, 加强机网协调, 是确保电网和电厂安全稳定运行、构建坚强智能电网的基础。大型发电机涉网保护的优化配置是机网协调的关键技术之一。励磁保护是发电机保护的核心, 其中失磁保护因其发生概率高、对机组和系统影响大且整定困难受到了广泛关注[1,2]。近年来国内发生了多起失磁保护误动或拒动的事故[3,4], 对机组本身和系统都造成了较大的冲击;在美加8.14大停电中, 因系统振荡造成十多台发电机失磁保护误动跳闸, 加剧了电力系统的崩溃[5]。因此, 研究性能良好的失磁保护, 对保证机组和系统的安全稳定运行具有重要的意义。
为了提高失磁保护的动作速度与可靠性, 学者们提出了诸多方法, 可以分为改进传统方案和提出新型方法两类。文献[6]提出利用发电机功率变化量作为失磁保护辅助加速判据的方法, 但没有考虑到发电机正常运行时可能会出现有功、无功输出同时减小的情形, 导致加速判据失效;文献[7]利用PMU数据构建的加速判据在显著提高保护动作速度方面进行了有益探索, 但由于失磁发电机定子电势在失磁过程中并不是始终减小, 且PMU数据存在误差, 辅助判据在理论和实践上存在缺陷;文献[8]引入模糊机制并舍弃固定延时环节, 在增强保护可靠性的同时提高了保护的动作速度, 具有一定的理论价值。在新型失磁保护方面, 直测功率角[9]、逆无功原理[10]等新型失磁保护方案都较好地利用了失磁发电机的特征信息, 但其速动性和可靠性往往不能兼顾。
造成现有失磁保护性能欠佳的主要原因是为了区别失磁和振荡现象, 采用了动作时间较长的异步阻抗圆元件及固定延时元件为主判据, 导致动作缓慢但可靠性仍不能满意。因此, 本文舍弃了传统方案, 基于发电机失磁和振荡时不同的电气量变化规律, 结合不同失磁类型的特点, 提出了电压、无功和时间三种新型判据, 进而设计了计及机网协调的新型失磁保护方案, 并给出了相应动作参数的整定方法。通过PSASP仿真分析了新型方案在多种工况及多种故障下动作特性, 该方案可有效区分失磁和振荡现象, 在提高保护可靠性的同时, 可加快保护的动作速度, 从而验证了所提方案的有效性。
1 失磁、振荡时的电气量变化
为区分失磁故障与系统振荡现象, 将对这两种工况的电压、无功和功角变化规律进行理论推导。
1.1 失磁、振荡时的电压变化规律
1.1.1 同步发电机失磁时的电压变化规律
本文失磁分析基于图1的单机无穷大系统。同步发电机失磁后, 转子励磁电流逐渐衰减, 发电机很快转入进相状态, 从系统吸收无功以建立机组的励磁, 造成机端电压和系统电压的降低。
以发电机短路导致全失磁为例, 推导电压的变化规律。设发电机定子绕组的电阻为零, 推导可得定子电压幅值的表达式为[11]
其中:Xt、Xs、Xd含义如图1所示;XdΣ为发电机和无穷大系统间的联系电抗;Eq0为失磁前发电机电势;T′d为定子短路情况下励磁绕组的时间常数;s为滑差;f1、f2为仅与s有关的量, 其具体表达式见文献[11]。
把Xt看作发电机的内阻抗, 仿照上式可得升压变母线电压的幅值为
从而可以得到机端电压和升压变母线电压的变化率为
由式 (3) 知, 失磁发电机的无功反向后, 有U
当发生部分失磁时, 推导方法类似, 可得到同样的结论:在失磁发电机无功反向之后、有功开始振荡之前, 机端电压和升压变母线电压均始终减小, 且机端电压下降速度比升压变母线电压快。
1.1.2 系统振荡时的电压变化规律
振荡分析采用图2的等值两机系统, 并假设两等值机电势幅值相等, 忽略线路电阻和对地电容。
设振荡中心为M, 以参考相量, 。
1) 系统振荡中心M落在母线T外侧时
母线T内侧点O的电压幅值为[12]
其中:Xeq为两机间的联系电抗;XOM为O点到M间的电抗。可得电压变化率为
2) 系统振荡中心M落在母线O1与T之间时
此时母线O1电压表达式不变。母线T电压为
式 (4) 、式 (6) 的形式是相同的。易知当XO1M>XMT, 即振荡中心M偏向母线T时, 同样有。
综上可知, 当系统振荡中心落在变压器半阻抗以外、且电压下降时, 机端电压下降速度比升压变母线电压慢, 这与发电机失磁时的电压变化情况相反。需要说明的是, 当振荡中心落在变压器半阻抗以内时, 这一结论并不成立。
1.2 失磁、振荡时的无功变化规律
发电机失磁时, 发电机无功输出可表示为
系统振荡时, 发电机无功输出为
由式 (10) 、式 (11) 可知, 发电机失磁后、临界失步前, 随着功角的增大, 无功输出始终下降;系统振荡时, 只要δ在 (0, π) 内, 无功输出随功角的增大始终增加, 两者情况相反。
1.3 失磁、振荡时的失去静稳规律
根据式 (7) , 发电机失磁时无功始终下降进而发生无功反向。根据实测数据, 无功反向的临界功角δcr多在50º~60º内, 小于静稳临界角90°。因此发电机失磁后, 无功输出将一直减少至无功反向后, 才逐渐失去静稳。通过理论估算及现场实测数据均可发现:除开路失磁外, 从发电机无功反向到失去静稳的持续时间至少在1.5 s以上。
根据式 (8) , 发电机功角增加时, 只要δ在 (0, π) 内, 即使越过静稳极限角, 发电机无功输出仍一直增加, 不会出现无功反向。这与失磁时是相反的。
利用此节得到的特征与振荡中心无关, 即使振荡中心落在变压器半阻抗以内, 保护也不会误动作。
1.4 发电机开路失磁特征
上节中提到的无功反向到静稳持续时间较长的规律对于开路失磁情况并不满足。失磁类型、失磁程度的多样性, 也是造成失磁保护整定困难的原因之一。不同失磁类型的主要特征是转子励磁电流变化的时间常数。经推导可知:短路失磁、部分失磁的时间常数都较大, 转子电流衰减较慢;开路失磁的时间常数约等于0, 转子电流迅速衰减到零, 因此开路失磁时保护拒动率较高[13]。
1.5 失磁、振荡综合特征
综合以上的推导可知, 发电机失磁 (失磁后、失步振荡前) 和系统振荡具有以下相异的特征:
(1) 电压变化特征:失磁时电压始终下降, 且机端电压较升压变高压侧母线电压下降速度快;系统振荡时, 只要振荡中心落在升压变半阻抗以外, 机端电压较升压变母线电压下降速度慢。
(2) 无功变化特征:失磁时发电机无功输出始终减小;振荡时发电机从初始状态到静态稳定点, 无功输出一直增加。
(3) 时间特征:发生短路失磁和部分失磁时, 发电机从无功反向到失去静稳时间较长;振荡时从初始状态到失去静稳时间较短。开路失磁时, 转子电流迅速减小。
2 新型失磁保护方案
基于上节推导的失磁和振荡场景下电气量变化的不同特征, 本文提出电压变化判据、无功变化判据、时间判据检测失磁故障, 并考虑到发电机开路失磁时电气量变化快慢与短路失磁、部分失磁时相比差异显著, 提出了转子低电流判据作为加速跳闸的辅助判据。新型失磁保护方案原理框图如图3所示。
下面具体介绍各个元件的实现和整定原则。
(1) 启动元件:保护启动采用“无功反向”元件, 并记录启动时刻t0。需要注意的是, 若发电机处于进相状态时发生失磁故障, 无功功率始终下降, “无功反向”元件不会启动, 保护拒动。故在发电机进相运行时可改采用“励磁低电压”元件作为启动元件, 按躲开正常进相运行的最低励磁电压整定。启动后应闭锁启动判据, 防止故障期间多次启动。
(2) 静稳判据:静稳判据由“静稳极限圆动作”元件实现, 并记录满足判据的时间t1。静稳判据的主要作用是在检测到失磁特征后启动动作回路, 同时也为时间判据和电压判据提供静稳临界时间。
关于静稳极限圆的整定, 现有方案一般采用Xsmin整定, 这会导致静稳极限圆提前动作;发电机功角较大时也可能误动。在此采用静稳判据的目的是确保保护在发电机失去静稳后才动作;考虑到如今电力系统多运行在大方式下, 采用Xsmax可保证动作的可靠性, 因而本文采用Xsmax整定静稳极限圆。
(3) 电压变化判据:电压变化判据由“机端电压U始终下降”、“升压变母线电压Ut始终下降”、“U0-U1>Ut0-Ut1”元件实现。其中电压下降幅度的比较采用t0和t1时刻的电压差值, 此时电压下降幅度较大, 比较精度较高。
(4) 无功变化判据:无功变化判据采用“无功输出始终下降”元件, 要求在t1-t0时间内, 发电机吸收无功且不断增加, 与电压变化判据一起保证方案的可靠性。
(5) 时间判据:短路失磁、部分失磁时, 失磁发电机从无功反向到失去静稳所需时间在1.5 s以上。该判据由时间元件实现。可靠起见, 时间比较元件动作值整定为t1>t0+1。
(6) 转子低电流判据:发电机开路失磁时, 转子电流迅速减小, 从无功反向到失去静稳的时间非常短, 此时时间判据将失效, 故在此引入转子低电流判据。考虑到发电机短路或部分失磁时, 时间判据应先于转子低电流判据动作。经估算短路失磁和部分失磁情况下, 失去静稳时转子电流一般大于0.151if N, 故整定转子低电流阈值为0.15 if N。
(7) 延迟元件:由于失磁发电机失步后, 机端电气量将开始剧烈振荡, 本文所提判据将失效。因此, 延迟元件的整定除了考虑进一步增强失磁故障判别的准确性外, 也应注意发电机从静态失稳到失步的时间。现场失磁故障数据及仿真算例表明, 短路失磁、开路失磁情况下, 发电机从静态失稳到失步的时间分别至少在1.5 s、0.2 s以上。在保证判据不失效的前提下, 为加快保护动作速度, 延迟元件分别整定为ta=0.3 s, tb=0.1 s。
3 仿真验证
为验证本文所提出的新型失磁保护方案的有效性, 采用PSASP仿真软件在测试系统上进行仿真分析, 比较现有失磁保护及新型方案的动作情况, 以评估新型失磁保护方案的性能。
测试系统采用某省级电网实际系统数据, 测试发电机通过单回220 k V线路接入电网。发电机参数如下:SN=100 MWA, Xd=0.520 1, Xq=0.520 1, X′d=0.057 7, Xt=0.042, Xsmax=0.058, Xsmin=0.158, TJ=18.14, T′d0=9.34。
3.1 判据有效性验证
(1) 发电机全失磁故障
发电机初始输出运行点为P=3, Q=0.712。在1s发生全失磁故障, 发电机电气量曲线及阻抗变化轨迹如图4。
从图中可以看出, 无功反向元件1.85 s动作、静稳极限圆2.96 s动作, 失磁发电机在临界失步前, 发电机无功输出迅速下降, 机端电压比升压变母线电压下降得更快, 新失磁保护方案中的各判据都满足, 保护可靠快速动作。
(2) 发电机失稳振荡
发电机初始输出运行点为P=3, Q=0.712。升压变出口在1 s发生三相接地故障, 主保护拒动, 1.16s时后备保护切除故障后引发系统失稳振荡。发电机电气量曲线及阻抗变化轨迹如图5。
从图中可以看到, 无功反向元件1.7 s动作, 阻抗轨迹1.77 s进入静稳极限圆, 1.97 s离开, “时间判据”不满足, 可保证保护可靠不动作。同时, 这段时间内“无功判据”、“电压判据”也都不满足。
3.2 保护方案比较分析
对新型失磁保护方案和现有保护方案进行比较分析, 以评价保护方案的性能。保护方案设置如下: (1) 静稳极限圆+1.5 s延时跳闸; (2) 异步阻抗圆+0.5 s延时跳闸; (3) 新型失磁保护方案。
考虑以下两类故障情况: (1) 发电机发生失磁故障:包括短路全失磁、部分失磁、开路失磁三种情形; (2) 系统发生振荡:包括失稳振荡和稳定振荡。
为测试方案对发电机工况的适应性, 选择20种发电机初始运行状态, 如图6所示。
分别仿真以上20种工况下发生五种故障时三种失磁方案的动作情况并进行比较, 比较结果见表1、表2。
从表1和表2可以看出:
1) 动作可靠性。发电机部分失磁时, 所有保护方案均正确动作;短路和开路失磁时, 现有失磁保护正确动作率较低, 新型保护方案均正确动作。另一方面, 系统稳定振荡时, 三种失磁保护方案均没有误动;系统失稳振荡时, 现有失磁保护有误动发生, 新型失磁保护可保证正确不动作。
2) 动作快速性。由于新失磁保护方案采用的判据能可靠区分失磁和振荡, 各判据动作后再经较短的延时即快速动作;而现有失磁保护方案中则采用了长延时元件区分失磁和振荡, 因此新型保护方案的平均动作时间更短, 可显著减小失磁发电机对系统的不良影响。
综上, 本文所提出的新型失磁保护方案具有可靠性高、动作速度快的优点, 有利于发电机和系统的安全稳定运行。
4 结论
本文基于机网协调优化涉网保护优化配置的背景, 对误动率高且对机组和系统影响较大的失磁保护进行了研究。在发电机失磁和系统振荡过程理论推导的基础上, 综合利用发电机失磁过程中电压、无功和功角变化的特征信息, 提出了一种新型的失磁保护方案。理论分析和仿真结果表明, 新型方案具有可靠性高、动作速度快的优点。
本文对发电机失磁后特征信息进行了深入的挖掘, 研究方法为今后失磁保护方案的设计或改进提供了思路。发电机涉网保护的优化, 不仅可保障发电机的安全运行, 对机网协调发展、防止电网大面积崩溃事故的发生具有重要意义。
摘要：随着大型发电机组大量投运, 失磁故障对系统的危害日益增大。在厂网分开的背景下, 如何同时确保发电机和电网的安全稳定运行是一个值得关注的研究课题。针对发电机失磁保护在系统振荡时容易误动或拒动的问题, 研究了失磁和振荡两种情况下系统电气量变化规律的不同特征, 并结合不同失磁类型的特点, 提出了电压、无功和时间三种新型判据, 进而设计了计及机网协调的新型失磁保护方案, 并给出了相应动作参数的整定方法。计算机仿真实验表明, 新型方案可有效区分失磁和振荡现象, 具有动作速度快、可靠性高的优点。
发电机失磁 篇6
针对发电机低励磁等不正常运行方式, 大型发电机变压器组 (以下简称发变组) 的继电保护装置中均装设失磁等保护。发电机自动励磁调节装置 (以下简称AVR) 通过调节、限制、切换等方法对励磁系统起到限制和保护的作用, 主要包括低励磁限制和保护、励磁过电流限制和保护、过励磁限制和保护等。其动作顺序是:先进行限制, 使AVR恢复至正常工作状态;当限制器动作后AVR仍不能恢复至正常工况工作时, 再由AVR的保护延时动作, 作用于将AVR由工作通道切换至备用通道或自动切至手动 (或再经延时将AVR切至50Hz手动) ;若仍不能恢复至正常工况工作, 则由发电机继电保护作用于停机[1]。
但是, 当前多数电厂的发变组保护在进行整定计算时, 容易忽略与AVR的配合, 导致一旦励磁系统出现异常, 发变组保护即动作于停机。为避免不必要的停机, 本文重点对发电机失磁保护与AVR低励限制的整定配合进行分析和实例介绍。
1 失磁保护与AVR低励限制的配合
发电机失磁保护和AVR存在一定的配合关系, 只有两者定值配合正确, 才能防止失磁保护误动作。然而实际运行情况表明, 由于整定时未考虑两者的配合或配合不合理而导致失磁保护误动时有发生, 特别是机组带较轻负荷进相运行时, 若低励限制整定得过于保守, 既限制了发电机进相能力的发挥, 也可能导致失磁保护误动[2]。文献[3]要求“最低励磁限制的动作应能先于励磁自动切换和失磁保护的动作”;文献[4, 5]中均对低励限制的动作曲线与失磁保护之间有明确的配合要求。
1.1 坐标转换
阻抗型失磁保护是在发电机机端的R-X测量阻抗圆平面上计算的, 而励磁调节器的低励限制环节是根据静态稳定极限圆并结合系统的无功储备整定的, 二者分别属于不同的坐标系, 无法直观地校核它们之间的配合关系。为此, 必须将两者归算到同一坐标平面上进行讨论。
(1) 对于汽轮发电机, 静稳极限圆在P-Q平面上的表达式为:
式中, P、Q分别为发电机的有功和无功功率;U为发电机机端电压;Xs为发电机与系统的联系电抗;Xd为发电机同步电抗。其中, 圆心坐标为, 半径为, 圆内是发电机的稳定运行区域。由于发电机运行在圆外时不能稳定运行, 因此低励限制单元应限制励磁电流继续减少。
(2) 将失磁保护动作方程映射至P-Q平面。设失磁保护阻抗圆的圆心坐标为 (0, X0) , 半径为R0, 圆内为动作区, 则其方程为:
映射至P-Q平面上, 静稳圆方程为:
式中, X0=- (Xd-Xs) /2;R0= (Xd+Xs) /2。静稳圆与Q轴相交于 (0, U2/Xs) 、 (0, -U2/Xd) 两点, 动作区在圆外。
映射至P-Q平面上, 异步圆方程为:
式中, X0=- (Xd+0.5 X′d) /2;R0= (Xd-0.5 X′d) /2, X′d为发电机暂态电抗不饱和值。异步圆与Q轴相交于 (0, -U2/Xd) 、 (0, -U2/ (2 X′d) ) 两点, 动作区在圆内。
根据以上公式, 可绘出发电机及AVR在P-Q平面上的各特性曲线, 如图1所示 (为了便于观察和说明问题, 只绘出第4象限部分) 。
1.2 失磁保护与低励限制的配合整定原则
失磁保护根据机端测量阻抗而动作, 当发电机失磁后, 机端测量阻抗必将从等有功圆越过静稳圆最后进入到异步圆, 动作方式为减出力、切换厂用电、解列。低励限制的作用是当励磁电流下降到限制值时限制励磁电流下降或增加励磁电流, 使机组在运行时不越过静稳极限。从失磁保护、低励限制的原理和动作行为可得到两者的相互配合原则:发电机从失磁到最后失稳或失步, 机端测量阻抗和功率都应该先进入低励限制区, 然后进入低励保护区, 最后过渡到失磁保护圆 (静稳圆或异步圆) , 在P-Q平面上失磁保护阻抗圆处在低励限制线的下方, 且相互之间的裕度充分合理、过渡平稳。
1.3 失磁保护与低励限制的配合整定
(1) 根据发电机的进相试验数据得曲线1。
(2) 根据发电机低励限制数据得曲线2。
(3) 将低励限制曲线向下平移一定值, 约为发电机额定无功的10%左右, 即为低励保护曲线3。
(4) 计算以发电机基本阻抗为基准的发电机和系统阻抗标幺值, 在P-Q平面上计算以发电机视在功率为基准的发电机静稳圆坐标和半径的标幺值, 即为曲线5。
(5) 考虑10%~20%的静态稳定储备系数、5%~10%的参数误差及一定的可靠系数, 即静稳圆坐标和半径的标幺值除以1.2~1.5后得到有裕度的静稳圆, 即为发电机失磁保护静稳边界圆曲线4。正如图1所示, 发电机励磁降低后, 低励限制先于低励保护和失磁保护动作, 满足文献[3~5]中的配合要求。
2 结束语
发变组保护定值整定计算是一个复杂繁琐的工程, 要求计算人员考虑各种运行工况及配合关系, 特别是与励磁调节器的配合。本文介绍了发电机失磁保护与AVR低励限制的配合整定原则和方法, 希望能够对整定计算人员有所启示。
参考文献
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[3]GB/T 14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程[S]
[4]DL/T 650—1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件[S]
发电机失磁 篇7
大型火力发电机组的安全稳定运行对保证整个电网系统安全可靠、节能经济运行至关重要。励磁系统是火力发电机组与电网系统相互连联和协调运行的核心,是发电机组与电网系统相互协调经济运行的重要保证。随着火力发电机组向高容量、大参数等方面不断发展,发电机组励磁系统功能也在不断完善,加上大量集成智能控制模块的使用,其综合集成自动化水平也在不断的提高。集成智能自动化水平较高的励磁系统,虽然在很大程度上提高了火力发电机组综合调节控制自动化水平,但其结构功能的不断复杂集成智能化,又增加了发电机组低励或失磁故障运行工况的发生率。当发电机组处于低励或失磁运行工况条件下,其各电气参数将会发生一定程度的振荡,当振荡超出发电机组允许范围时,就会威胁发电机组自身运行安全性能,甚至影响到整个电网系统的稳定经济运行[1]。因此,加强对大型发电机组的失磁保护研究,找到发电机组低励或失磁运行工况合理和可靠保护判据对保证发电机组安全和电网系统稳定性具有非常重要的意义。
现有火力发电机组失磁保护是把主辅判据按照一定逻辑转换关系实现相互间的互补,从而最大程度降低发电机组励磁系统的误动率或拒动率。但从大量研究文献资料和实际工作经验可知,励磁系统判据无论采取哪种优化组合模式,为了区分发电机组是出现失磁工况还是励磁振荡工况,均需要同时利用变励磁电压作为励磁保护系统的辅助判据,并通过延时操作实现保护自调节或跳闸。由于励磁系统中励磁电压在发电机处于非正常运行工况下,其值波动范围大,数值不稳定,难以获得准确励磁电压值,因此不利于发电机组继电保护装置的正常稳定运行。鉴于现有选励磁电压作为辅助判据的保护装置存在的不足,提出在实测功角的基础上,利用同步电动势作为励磁系统低磁和失磁工况的加速辅助判据,形成一种新型发电机组失磁保护配置方案,提高火力发电机组和电网经济运行稳定性能[2]。
1 发电机组失磁保护判据存在不足问题
现有发电机组失磁保护判据包括主判据和辅助判据,基本满足发电机组失磁保护需求。
1.1 主判据
失磁保护主判据主要由发电机机端测量阻抗构成相应的静稳极限阻抗圆和异步阻抗圆,并通过保护装置内部相关逻辑判断发电机组所处工况。由于发电机运行工况复杂,尤其在发电机组发生短路和有励磁振荡时,发电机机端阻抗就会偏离正常运行轨迹而进入静稳极限阻抗圆或异步阻抗圆轨迹中,此时就需要结合辅助判据进行闭锁逻辑判断[3]。
1.2 辅助判据
发电机失磁保护通常采用等励磁电压、变励磁电压以及负序分量等参变量作为励磁系统的主要辅助判据。当发电机组发生短路和励磁振荡时,常选用变励磁电压作为发电机组失磁保护的辅助判据。但变励磁电压判据存在以下不足。
(1)无刷励磁无法获得励磁电压。
(2)发电机极端励磁电压与有功功率间整定调节困难。
(3)不能反应发电机转子线圈断线故障,有可能导致事故进一步扩大。
(4)发电机组负荷系统出现振荡及失磁工况后的异步运行过程中,机端励磁电压值波动较大,很难获得准确的整定值。
(5)励磁系统励磁电压是一个随机组运行工况而时变的参变量,从空载到强行励磁运行时的变化幅度大、数值均较高,有可能造成励磁保护装置的误动或拒动。
此外,当励磁系统发生励磁振荡时,保护装置的变励磁电压整定值不能作为一个可靠的整定值来防止励磁保护装置误动或拒动。为了保证保护装置动作的选择性和可靠性,必须在保护装置动作判断逻辑中运用变励磁电压判据和延时相结合的闭锁判断方式,但是这样会导致发电机组失磁保护动作延时,降低了保护装置动作灵敏性,不利于电网系统稳定经济运行和发电机组自身运行安全[1]。
2 基于实测功角加速判据的失磁保护配置方案
2.1 失磁加速判据特性
当发电机组处于失磁工况时,其功角变化率δ会增加,同步电动势Eq会持续减小,因此,可以这两个特征参量的变化趋势来作为发电机组失磁工况的加速判据,具体判断逻辑如图1所示。
从图1可知,若保护装置加速判据在发电机机端测量阻抗到达机端静稳极限圆前持续成立,则逻辑判断模块输出0;机端测量阻抗到达静稳极限后,逻辑判断程序输出1。
2.2 失磁保护整定配置
引入发电机功角变化率δ和发电机同步电动势Fq两个加速判据的失磁保护整定配置如图2所示。
从图2可知,当加速判据和机端静稳极限阻抗圆均满足保护装置整定值,而各种闭锁判据不满足整定要求时,整定逻辑程序将会带延时地实现各类保护跳闸出口,以确保电网和发电机组的安全稳定运行。
常规失磁保护整定系统中,t0、t1、t2均是为了躲避发电机励磁电压在振荡条件下的短时波动和区分发电机励磁振荡工况而采用的延时。引入加速判据的失磁保护配置方案则取消了发电机励磁振荡判据,通过逻辑判断自动区分励磁振荡,从而降低了整定延时时间,可以提前报警并采取减出力控制操作,避免了失磁故障的进一步扩大,有效提高了发电机组运行的安全稳定性。
3 基于实测功角失磁保护方案有效性分析
(1)失磁运行工况。根据图2的保护配置方案,在加速判据满足,且机端阻抗轨迹又进入静稳极限圆运行条件时,保护装置会立即报警,并经过t3延时(很短)后,减小发电机综合出力或与电网系统解列,确保发电机组失磁保护可靠稳定动作。
(2)励磁失步运行工况。在励磁失步运行工况条件下,发电机组功角变化率δ将减小,同步电动势Eq会持续增大,虽满足发电机静稳极限圆判据,但是整个保护装置加速判据不满足要求,因此保护装置不动作,通过励磁系统自动调节同步,提高发电机组运行可靠性。
(3)短路运行工况。当发电机组处于失磁工况时,其同步电动势Eq会持续增大,此时失磁保护配置逻辑中加速判据不满足动作要求,保护装置将可靠不动作,避免了事故的进一步扩大。
(4)电压短时降低进入静稳极限圆运行工况。当发电机组因电压短时波动而进入静稳极限圆或系统静稳性能遭到破坏时,若发电机功率增大,功角变化率δ将减小,此时失磁保护加速判据不满足配置要求,则保护装置可靠不动作;若发电机功率减小,功角变化率δ将增加,而这是由发电机机端变励磁电压减小引起的,具体变化曲线如图3所示。
从图3可知,当发电机由于电压短时降低进入静稳极限圆运行工况时,同步电动势Eq会增大,此时失磁保护加速判据不满足动作逻辑,保护可靠不动作。
从上述分析可知,带有功角变化率δ和同步电动势Eq的加速判据的失磁保护整定配置方案,可以避免常规保护装置延时动作造成的事故扩大问题,使失磁保护装置提前进入报警、减出力或解列动作逻辑,为发电机组的整定调节控制提供了更多的时间,有利于电网和火力发电机组的安全稳定运行。
摘要：针对发电机组常规励磁装置失磁保护判据存在的励磁电压不易获取和动作延时较长等不足,提出了一种基于实测功角加速判据的新型失磁保护配置方案,并论证了其有效性。
关键词：大型火力发电机组,失磁保护,加速判据,励磁系统
参考文献
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