勵磁系統(tǒng)低勵限制與失磁保護配合的實用計算方法

李雪強

摘要：繼電保護規(guī)程中明確要求發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器的低勵限制動作應(yīng)能先于發(fā)變組保護中的失磁保護動作。失磁保護定值按異步阻抗圓整定，動作方程采用R-X平面坐標(biāo)描述，且為二次值，而在勵磁調(diào)節(jié)器中的低勵限制環(huán)節(jié)，采用P-Q平面坐標(biāo)描述，且為一次值。由于失磁保護和低勵限制采用了不同的坐標(biāo)系，要驗證失磁保護和低勵限制的定值整定配合的是否合理，就要把兩者轉(zhuǎn)換在一個坐標(biāo)平面下分析。以某電廠2*600MW機組的實際情況為實例，分析、計算和總結(jié)了勵磁系統(tǒng)低勵限制與發(fā)電機失磁保護配合的實用計算方法。

關(guān)鍵詞：低勵限制;失磁保護;配合

中圖分類號：TM31?? 文獻標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0091-01

1 概述

勵磁系統(tǒng)涉網(wǎng)參數(shù)與相關(guān)保護的配合是網(wǎng)源協(xié)調(diào)的一項重要內(nèi)容，而勵磁系統(tǒng)低勵 限制與發(fā)電機失磁保護的配合就是其中的一項。在勵磁調(diào)節(jié)器中設(shè)有低勵限制器，又叫P/Q 限制單元，而大中型發(fā)電機都配有失磁保護，失磁保護大都按阻抗特性構(gòu)建，二者 之間存在一定的配合關(guān)系。由于失磁保護動作方程一般采用—平面進行描述，低勵限制 動作方程一般采用P—Q平面進行描述，分別屬于不同的坐標(biāo)體系，無法直接比較兩者之 間的配合關(guān)系。而整定時未考慮兩者之間的配合而導(dǎo)致失磁保護誤動時有發(fā)生。根據(jù)相 關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電機低勵限制的動作應(yīng)先于失磁保護動作，而二者之間整定值的相互配合是滿足上述動作順序的基礎(chǔ)，但相關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出二者之間的配合方法。現(xiàn)場為了驗證二者之間是否配合合理，常采用繼電保護測試儀加實際模擬量的方法來實現(xiàn)，顯然這種辦法比較費時。

2 低勵限制和失磁保護的配合關(guān)系計算：

2.1相關(guān)參數(shù)收集：

發(fā)電機額定容量：Sg=706MW

主變額定容量：St=720MVA

發(fā)電機同步電抗：Xd=184.17%

發(fā)電機暫態(tài)電抗：Xd=25.39%

主變電抗：Xt=18%

系統(tǒng)電抗（最大）：Xs=0.143

系統(tǒng)電抗（最小）：Xs=0.153

機端電壓：U=22KV

2.2參數(shù)有名值計算：

Xb=Un2*nTA/（Sg*nTV）=222*5000/（706*220）=15.58Ω（發(fā)電機基本阻抗）

Xt=Xt*Sg/St*Xb =0.18*706/720*15.58=2.75Ω

Xs（小）=Xs*Sg/100*Xb =0.153*706/100*15.58=16.8Ω

Xs（大）=Xs*Sg/100*Xb=0.143*706/100*15.58=15.73Ω

Xd=1.8417

Xd=0.2539

2.3失磁保護靜穩(wěn)極限圓映射的P-Q平面的理論計算（針對發(fā)變組保護A屏CSC-300G保護裝置）：

同上理由，可推導(dǎo)出發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定功率極限圓其表達式為：

按照發(fā)電機進相要求機端電壓最低為0.95倍額定電壓的要求，當(dāng)機端電壓為0.95倍額定電壓時，映射到P-Q平面的動作圓：

圓心：Qo=（95*95/2）*（1/1.98-1/30.6）=2131（Var）。

半徑：rO=（95*95/2）*（1/1.98+1/30.6）=2426（Var）。

即：P-Q二次值平面圖中：Q1=4557Var，Q2=-295Var。

2.4失磁保護與低勵限制的比較： 按照進相試驗的結(jié)果及某電廠勵磁裝置定值單得知該廠勵磁調(diào)節(jié)器低勵限制曲線設(shè)定為P—Q平面上五個P-Q限制點設(shè)定為：

根據(jù)上述推導(dǎo)和計算結(jié)果畫出失磁異步圓和靜穩(wěn)極限圓在P-Q平面的圖映射，同時將勵磁調(diào)節(jié)器低勵限制值設(shè)定也畫在圖上，而對于靜穩(wěn)極限圓來說低勵限制曲線完全落在靜穩(wěn)極限圓內(nèi)部，對于靜穩(wěn)極限圓構(gòu)成的失磁保護來說不會動作，低勵限制優(yōu)先動作。

3 結(jié)論

通過上述理論計算，說明該電廠發(fā)電機低勵失磁保護和勵磁調(diào)節(jié)的P-Q限制曲線是相配合的。在機組的進相試驗過程中，也沒有失磁保護啟動或告警信號。當(dāng)發(fā)電機進相運行至一定深度，首先是勵磁調(diào)節(jié)器的P-Q限制器動作，閉鎖進一步減磁。當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)器的P-Q限制失效時，則發(fā)變組失磁保護動作跳閘。滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)定。

參考文獻：

[1]DL-T583-2006《大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件》

[2]中國電力出版社，張保會，尹項根.《電力系統(tǒng)繼電保護》

[3]滕逸鵬，席 斌，孫 偉，等.《發(fā)電機低勵限制與失磁保護定值整定配合研究》