凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整定方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整 定方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)失磁是指發(fā)電機(jī)突然地部分或全部失去勵(lì)磁，是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路常見的故 障。尤其對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組，勵(lì)磁系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了發(fā)生失磁故障的概率，統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)表明，失磁故障占發(fā)電機(jī)總故障的60%W上。發(fā)電機(jī)失磁后，將過(guò)渡到異步運(yùn)行，轉(zhuǎn) 子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子電流增大，定子電壓下降，有功功率下降，無(wú)功功率反向并且增大；在轉(zhuǎn)子 回路中出現(xiàn)差頻電流；電力系統(tǒng)的電壓下降及某些電源支路過(guò)電流。所有該些電氣量的變 化，都伴有一定程度的擺動(dòng)，會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并威脅發(fā)電機(jī)本身的安全。因此， 及時(shí)檢測(cè)出失磁故障并采取應(yīng)對(duì)措施對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是非常重要的。
[0003] 目前，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)方案主要W定子回路參數(shù)特征為主判據(jù)，在阻抗平面上實(shí) 現(xiàn)，用機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡來(lái)反映失磁故障。阻抗平面上檢測(cè)失磁故障主要有兩種判據(jù)，靜穩(wěn) 極限阻抗圓判據(jù)W及異步邊界阻抗圓判據(jù)。當(dāng)機(jī)端測(cè)量阻抗軌跡進(jìn)入靜穩(wěn)極限阻抗圓內(nèi)， 失磁保護(hù)可能動(dòng)作或者發(fā)信。
[0004] 另外，與發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)配合的發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制也尤為重要。發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制是 指當(dāng)勵(lì)磁電流下降到某一限定值時(shí)，限制勵(lì)磁電流下降或者增加勵(lì)磁電流，使機(jī)組在運(yùn)行 時(shí)不越過(guò)靜穩(wěn)極限。發(fā)電機(jī)的低勵(lì)限制方程一般分為直線型或者圓型。
[0005] 更重要的是發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與低勵(lì)限制的合理配合，根據(jù)電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 二者之間配合整定的要求；在發(fā)電機(jī)低勵(lì)與失磁時(shí)，低勵(lì)限制應(yīng)該首先動(dòng)作，若低勵(lì)限制無(wú) 效，則經(jīng)過(guò)一定的過(guò)渡裕量，靜穩(wěn)圓才動(dòng)作，從一定意義上講，可W將靜穩(wěn)圓看做低勵(lì)限制 的后備保護(hù)。低勵(lì)限制是勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)，低勵(lì)限制曲線在P-Q平面描述，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 阻抗動(dòng)作方程在R-X阻抗平面描述，由于二者分別在不同的坐標(biāo)系研究，很難直觀的對(duì)二 者進(jìn)行配合關(guān)系分析，配合不合理導(dǎo)致失磁保護(hù)誤動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。因此，有必要對(duì)凸極 機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)作進(jìn)一步的研究，尋求二者之間合理的協(xié)調(diào)配合方法，指導(dǎo)二者的 整定配合計(jì)算。
[0006] 現(xiàn)有文獻(xiàn)曾經(jīng)討論過(guò)低勵(lì)限制和失磁保護(hù)之間的配合問(wèn)題，然而研究配合是按照 隱極機(jī)靜穩(wěn)極限為圓形的前提下進(jìn)行的，圖1即為隱極機(jī)靜穩(wěn)邊界與低勵(lì)限制配合關(guān)系 圖，如圖1所示，1為靜穩(wěn)圓，2為異步圓，3為低勵(lì)限制圓?，F(xiàn)有技術(shù)研究的是隱極機(jī)勵(lì)限制 與失磁保護(hù)的配合整定的方法，具體的步驟如下：
[0007] 1)、計(jì)算W發(fā)電機(jī)基本阻抗為基準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值，在P-Q平面上計(jì) 算W發(fā)電機(jī)視在功率為基準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)圓坐標(biāo)和半徑的標(biāo)么值。
[000引 2)、考慮10 %~20 %的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)、5 %~10 %的參數(shù)誤差及一定的可靠 系數(shù)，即靜穩(wěn)圓坐標(biāo)和半徑的標(biāo)么值除W1. 2~1. 5后得到有裕度的靜穩(wěn)圓。
[0009] 3)、計(jì)算有裕度的靜穩(wěn)圓與負(fù)Q軸和正P軸（P<化時(shí)）或P=化直線（P〉化時(shí)） 相交的坐標(biāo)來(lái)確定低勵(lì)限制線的2個(gè)點(diǎn)，其他點(diǎn)應(yīng)在圓的上方。
[0010] 4)、整定失磁保護(hù)阻抗圓，將失磁保護(hù)阻抗圓映射到P-Q平面，或?qū)⒌蛣?lì)限制曲線 映射到R-X平面，分別在機(jī)端電壓為額定及最低允許電壓時(shí)，根據(jù)配合原則校核與失磁保 護(hù)阻抗圓的配合關(guān)系。
[0011] 由此可見，雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)曾經(jīng)討論過(guò)低勵(lì)限制和失磁保護(hù)之間的配合問(wèn)題，但是 一般只是對(duì)具體試驗(yàn)進(jìn)行分析，缺乏一般性的方法，而且研究集中在隱極機(jī)失磁保護(hù)與低 勵(lì)限制的關(guān)系，并未考慮凸極機(jī)靜穩(wěn)極限曲線為滴狀曲線該一特殊性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明提供了一種凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整定方法，用W保證凸極機(jī) 低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的合理配合，該方法包括：
[0013] 將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面，將變換到阻抗平面的低勵(lì)限制曲線 與凸極機(jī)靜穩(wěn)極限曲線在R軸正半軸區(qū)域進(jìn)行對(duì)比；
[0014] 當(dāng)R軸正半軸的低勵(lì)限制曲線未包絡(luò)靜穩(wěn)極限曲線時(shí)，對(duì)低勵(lì)限制曲線進(jìn)行重新 整定。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)蛣?lì)限制曲線為直線型時(shí)，分別取U=0. 9pu和U=1.化U，按 照如下公式將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面：
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整定方法，其特征在于，包括： 將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面，將變換到阻抗平面的低勵(lì)限制曲線與凸 極機(jī)靜穩(wěn)極限曲線在R軸正半軸區(qū)域進(jìn)行對(duì)比； 當(dāng)R軸正半軸的低勵(lì)限制曲線未包絡(luò)靜穩(wěn)極限曲線時(shí)，對(duì)低勵(lì)限制曲線進(jìn)行重新整 定。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)蛣?lì)限制曲線為直線型時(shí)，分別取U= 0. 9pu和U= 1.Opu，按照如下公式將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面：
其中，R為凸極機(jī)機(jī)端的電阻，X為凸極機(jī)機(jī)端的電抗；U為凸極機(jī)機(jī)端的電壓；a和b為常量；k為斜率。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)蛣?lì)限制曲線為圓型時(shí)，按照如下公式將 低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面：
其中，R為凸極機(jī)機(jī)端的電阻，X為凸極機(jī)機(jī)端的電抗；a和b為常量。
4. 一種凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整定裝置，其特征在于，包括： 低勵(lì)限制曲線轉(zhuǎn)換模塊，用于將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面，將變換到 阻抗平面的低勵(lì)限制曲線與凸極機(jī)靜穩(wěn)極限曲線在R軸正半軸區(qū)域進(jìn)行對(duì)比； 低勵(lì)限制曲線重新整定模塊，用于當(dāng)R軸正半軸的低勵(lì)限制曲線未包絡(luò)靜穩(wěn)極限曲線 時(shí)，對(duì)低勵(lì)限制曲線進(jìn)行重新整定。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述低勵(lì)限制曲線轉(zhuǎn)換模塊具體用于當(dāng)?shù)?勵(lì)限制曲線為直線型時(shí)，分別取U= 0. 9pu和U= 1.Opu，按照如下公式將低勵(lì)限制曲線由 功率平面變換到阻抗平面：
其中，R為凸極機(jī)機(jī)端的電阻，X為凸極機(jī)機(jī)端的電抗；U為凸極機(jī)機(jī)端的電壓；a和b為常量；k為斜率。
6. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述低勵(lì)限制曲線轉(zhuǎn)換模塊具體用于當(dāng)?shù)?勵(lì)限制曲線為圓型時(shí)，按照如下公式將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面：
其中，R為凸極機(jī)機(jī)端的電阻，X為凸極機(jī)機(jī)端的電抗；a和b為常量。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的配合整定方法及裝置，用以保證凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的合理配合，該方法包括：將低勵(lì)限制曲線由功率平面變換到阻抗平面，將變換到阻抗平面的低勵(lì)限制曲線與凸極機(jī)靜穩(wěn)極限曲線在R軸正半軸區(qū)域進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)R軸正半軸的低勵(lì)限制曲線未包絡(luò)靜穩(wěn)極限曲線時(shí)，對(duì)低勵(lì)限制曲線進(jìn)行重新整定。本發(fā)明技術(shù)方案保證了凸極機(jī)低勵(lì)限制與失磁保護(hù)的合理配合，有利于為電力調(diào)度生產(chǎn)管理提供技術(shù)依據(jù)，充分發(fā)揮發(fā)電機(jī)控制和保護(hù)功能，提高網(wǎng)源協(xié)調(diào)水平，實(shí)現(xiàn)能源安全高效運(yùn)行，保障電力安全經(jīng)濟(jì)送出。
【IPC分類】H02H7-06
【公開號(hào)】CN104701816
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510124936
【發(fā)明人】鹿偉, 武朝強(qiáng), 王豐, 王增平, 鄭濤, 王晶晶
【申請(qǐng)人】華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日