发电机失磁保护中转子低电压测量元件的研究

发电机失磁保护中转子低电压测量元件的研究 ( ) 文章编号 : 1005 - 6548 200501 - 0011 - 02 Ξ 发电机失磁保护中转子低电压测量元件的研究 李凤荣 , 李晋民 ()山西大学 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 ,山西 太原 030013 The Reseorehing About Mea sure Componemt of Roter Lou2Yoltag in Generatet Fiel d2l oss Proteceion L I Feng2ro ng , L I J in2min ( )Engineering College of Shanxi U niversit y , Taiyuan 030013 ,China 1 : 在分析发电机失磁保护构成 、特点的基摘 要 如图 1 所示。失磁前 ,发电机向系统送出有功功 率 ,机端电压与输出电流的夹角为正值 , 测量阻抗 础上 ,对其转子低电压元件的原理与实现进行了研 在第一象限 ; 失磁后 ,随着无功功率的变化 ,电压与 究 ,提出了可行的改进方案 。研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 , 新方案可 电流的夹角由正值变为负值 ,测量阻抗也沿着圆周 提高失磁保护的可靠性 。( ) 由第一象限过渡到第四象限 a ?b ?c。为防止某 关键词 : 发电机保护 ;转子低电压 ;失磁保护些非正常运行状态下失磁保护误动作 ,在失磁保护 中增加了转子低电压测量元件 。当发电机失磁时 , 中图分类号 :文献标识码 : ATM772 励磁电压及电流均要下降 , 但在外部故障 、系统振 Abstract : Based o n t he analysis fo r co mpo nent and 荡过程中 ,励磁电压和电流不但不下降 , 反而会因 characteristic of generato r field2lo ss p rotectio n , it re2 强励作用而上升 。考虑到励磁电压是 1 个多变的 searchs t he p rinciple and realizablit y of roto r low2 参数 ,一般不把单纯的励磁电压下降作为失磁保护 voltage co mpo nent and advances a feasible imp rove2 的主要判据 ,而仅作为辅助判据之一加以运用 。 ment plan . It is p roved by analysis t hat t he new plan can imp rove t he reliabilit y of field2lo ss p rotectio n . Key Words : t he p rotectio n of generatet ; roto r low2 voltage ;field2lo ss p rotectio n 低励或失磁 ,是发电机保护常见的故障形式之 一 ,特别是大型发电机组 , 组成励磁系统的环节较 多 ,从而发生故障的几率增多 。当发电机失磁时 , 会造成转子过热甚至局部灼伤和定子过热 ,威胁机 组的安全运行 。因此 ,发电机必须装设性能完善的 图 1 机端测量阻抗在发电机失磁前后的变化轨迹 失磁保护 ,以便及时发现故障并采取相应措施 。 由于失磁故障对电力系统及发电机造成的危 害 ,不象发电机内部故障那样迅速地表现出来 , 而 失磁保护的构成逻辑1 且对大型发电机组 ,突然跳闸会给机组本身及其辅 发电机失磁保护是根据机端测量阻抗的变化 机造成很大的冲击 。因此 , 在发电机失磁后 , 若母 构成的 。发电机在失磁前后机端测量阻抗的变化 线电压高于允许值时 , 首先采取切换励磁电源 、迅 2 转子低电压元件的动作特性分析 速降低原动机出力的措施 ,而不应立即将发电机切 由图 2 可知 ,作为失磁保护辅助判据的转子低 除 ,以避免不必要的事故停机 。如果在发电机允许 电压元件 ,在主判据机端阻抗圆或高压母线低电压 的时间内不能消除造成失磁的原因 ,再由保护动作 元件误动时 ,均应闭锁失磁保护以防止其误跳 。因 停机 。若失磁后母线电压低于允许值 ,为防止系统 此其作用非常重要 。另由图 3 可知 ,转子低电压元 电压崩溃 ,则应迅速地将发电机停机切除件的定值随有功负荷的增大而抬高 ,具有自动适应 图 2 所示为常用的发电机失磁保护构成逻辑 。 发电机励磁电压随有功负荷而变化的特点 ,从而在 其中 ,利用机端阻抗圆 、变压器高压侧 220 kV 及中 压侧 110 kV 母线电压降低作为发电机失磁保护的 发电机有功负荷偏大的情况下 ,提高了转子低电压 ( ) 主要判据 ,转子电压降低 V 转子低电压作为辅 f d 元件动作的灵敏性 , 这是其优点 ; 但由此所带来的 助判据 ,以防止外部故障时造成失磁保护误动作 。 缺点是 ,当系统运行方式变化 , 使发电机所带的有 而且 ,转子低电压元件的动作电压会随有功负荷的 功负荷较大而无功负荷较小时 ,励磁电压也会随之 增大而成比例增加 ,其动作方程为 : 下降 ,易使转子低电压元件进入动作区而动作 。若 此时由于某种原因导致 220 kV 或 110 kV 母线低 ( ) ()V < V < V 1 V ; f df d f d. dz1f d. dz1 电压元件也误动 ,将引起失磁保护误跳闸 。 ( ) ())( V < V × P/ K×S > V V 。2 f d f d. dz1f df do f e 式中 : V 为转子低电压元件最小动作电压 ; K f d. dz1 f 为转子低电压判据系数 ; V 为发电机空载励磁电 f do () 压 一般为 125 V; P 为发电机有功功率 ; S 为发 e () 电机额定功率 二次值为 100 ×5 ×1 . 732 = 866。 图 3 转子低电压元件的动作特性V fd 在发电厂曾发生过类似的情况 : 由于主变压器 高压侧母线的辅助触点接触不良 ,或主变操作箱内 的电压切换继电器由于质量问题使线圈带电的情 况下触 点 自 动 断 开 , 均 会 导 致 母 线 低 电 压 元 件 失 压 ,使发电机失磁保护的 110 kV 或 220 kV 低电压 回路接通 ;而此时系统又正好变化运行方式 , 有功 大而无功小 , 造成转子低电压条件满足 , 使得图 2 中转子低电压回路接通 ,保护经与门 5 至发电机跳 图 2 发电机失磁保护的构成逻辑 闸 ,即失磁保护误动作 , 造成较大的经济损失 。因 此 ,为可靠地防止失磁保护的误动作 , 有必要对转 转子低电压元件的动作特性如图 3 所示 。 子低电压元件的动作特性进行进一步的完善 。 U 为定子低电压测量元件 ,当发电机失磁后ca 作用于切换厂用电源 。为防止 TV 二次回路断线 造成保护误动 ,在图 2 中设有机端及定子 TV 断线 闭锁回路 。另外 , 在发电机失磁异步运行过程中 , 转子电压是交变量 ,为防止转子低电压测量元件周 3 转子低电压元件动作特性的改进与完善 期性地动作与返回 ,影响保护的正确工作 ,对 V 输 f d 由上可知 ,转子低电压元件误动主要发生在有 出采用经或 1 输出自保持 ,保持 V 转子低电压元 f d 功较大 而 无 功 较 小 的 情 况 , 即 动 作 特 性 的 斜 线 部 件第一次动作后的状态 ,直到失磁原因消除或保护 ( ) 分 ,即动作式 2的条件下 , 因此 , 改进方案只针对 动作于发电机跳闸为止 。 () () 式 2。给式 2增加一闭锁条件 ,其动作方程为 : 由图 2 可见 ,本保护的主要跳闸回路有 2 条 : φ φ()cot > cot 3 a1 当 110 kV 或 220 kV 低电压元件动作 ,同时 zd φ 转子低电压元件也动作 ,经与门 5 至发电机跳闸 ; 式中 :cot = P/ Q , Q 为发电机无功功率 。 b1 阻抗圆元件动作且同时转子低电压元件也 () () 则在 V > V 的情况下 ,当式 2、3同时 f d f d. dz1 动作 ,经与门 2 至发电机跳闸 。 ( )满足时 ,转子低电压元件才动作 。 下转第 20 页 Scale dist ributio n System by a GA2Based Two2Stage Al2 该系统是 110 kV 变电所向外供配电的辐射状 网络 ,共有节点 36 个 ,支路 34 条 ,变压器 14 个 。系 ( ) gorlt hm. I EEE TranS o n Power System , 1997 , 12 3 : 1160,1166 . 统优化前 ,大部分节点电压较低 ,且网络损耗大 ,系 统优化后 ,新增了无功补偿点和补偿容量 , 即通过 Kenji Iba . Reactive Power op timizatio n by Genetic Algo2 4 调整现有无功补偿装置的补偿容量及变压器分接 () rit hm. I EEE Trans o n Power System ,1994 ,9 2. 头位置 ,使网络中的无功状况更加合理 , 从而提高 L EE K Y ,BA IX , PAR K Y - M . Op timizatio n met hod for 5 电压水平 ,降低系统网损 。表 1 为优化前后的经济 reactive power planning by using a modified simple ge2 性能比较 。 netic algorit hm J . I EEE TranS o n Power S ystems , 表 1 优化前后经济性能比较 () 1995 ,10 4:1843,1850 . 刘健 ,倪建立 . 配电自动化系统 M . 北京 :水利水电出 6 版社 ,1999 . 优化前网损 优化后网损 优化前运行 优化后运行 ( )( )费用 万元 费用 万元 ( ) ( ) 标幺值标幺值杨期余 . 配电网络 M . 北京 :电力出版社 ,1998 . 陈国 7 良 ,王煦法 ,庄镇泉等 ,遗传算法及其应用 M . 人 民邮0 . 068 540 0 . 052 380 1 562 . 281 330 1 068 . 804 756 电出版社 ,1996 . 8 段玉倩 ,贺家李 1 遗传算法及其改进 J 1 电力系统及 结 论5 () 其自动化 ,1998 ,10 l. 9 通过实例计算表明 ,本文的方法是有效的 。经 谢驰坤 、陈 陈 1 配电网无功优化调度中调节次数 () 的优化 J 1 电力系统及其自动化 ,2000 ,12 5. 优化运行计算后 , 该网络可调节变量优化组合 , 电 10 马 晋 ,L . L . L ai ,杨以涵 1 遗传算法在电力系统无 压合格率明显提高 , 改善了用户供电质量 , 而且使 功优化 中 的 应 用 J 1 中 国 电 机 工 程 学 报 , 1995 , 15 得企业的经济效益增加 ,优化效果表明了技术上的() 5:347,353 . 11 可行性 。优化后线路的无功补偿容量及补充点增 张粒子 ,舒 隽. 基于遗传算法的无功 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 优化 J . 加 ,但线路的年运行费用明显降低 , 新增容量的费 () 中国电机工程学报 ,2000 ,20 6:5,8 . 用由节约的功率损耗给予补偿 。 周双喜 ,蔡 虎 1 应用于电力系统无功优化中的改 12 () 进遗传算法 J 1 电网技术 ,1997 ,21 12. 参考文献 :陈皓勇 ,王锡凡 1 电力系统无功优化的退火选择遗 () 传算法 J 1 中国电力 ,1998 2. 1 Nara K et al . Implementatio n of Genetic Algorit hm for 13 赵登福 ,周文华 ,张伏生 1 遗传算法在无功优化应用 dist ributio n System Loss Minimum Reco nt ratio n. I EEE () 中的改进 J 1 电网技术 ,1998 ,22 10:34,36 . () Trans PWRS ,1992 ,7 3:1044,1051 . 14 [ 责任编辑 :王 琨 ] 2 Kenji Iba , Op timal VAR Allocatio n by Genetic Algo2 rit hm . Proceeding of 1993 I EEE ANN PS Yo koyama . 15 J a Pan ,163,168 . 3 Miu Karen Nan , Chiang Hsiao2Do ng , Cary Daring. Ca2 pacitor P1acement , Replacement and Co nt rol in L arge2 () 上接第 12 页因此 ,当机端阻抗圆或母线低电压元件 : 改进方案有如下优点 ( ) 误动 ,同时有功偏大 、无功较小而导致式 2动作条 a1 有效地提高了失磁保护的安全性 ,而且不影 ( ) 件满足时 ,如果未满足式 3,失磁保护就不会误动 响其动作的可靠性 ; 作 。而当发电机失磁时 ,无功功率 Q 一直减小 ,动 b1 该改进方案的实现简便易行 。 () 作式 3条件易满足 ,失磁保护能可靠动作 。因此 , 参考文献 :() 动作式 3的加入 ,既有效地提高了失磁保护的安全 性 ,还不影响其动作的可靠性 。此外 ,在微机保护中 1 王广延 ,吕继绍 1 电力系统继电保护原理与运行分析 M 1 北京 :中国电力出版社 ,1995 ,268,2701 杨奇逊 1 微型机继电保护基础 M 1 北京 :中国电力出 22 φ 。 实现 cot = P/ Q 的运算是非常简便的版社 ,1988 ,48,691 [ 责任编辑 :王 琨 ] 结 论4 由以上分析可见 ,转子低电压元件动作特性的 file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt df机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldf file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56