摘 要：大多數(shù)電廠進(jìn)行發(fā)變組保護(hù)計(jì)算時(shí)，關(guān)于勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合非常容易忽略，致使勵(lì)磁系統(tǒng)一旦發(fā)生異常現(xiàn)象，發(fā)變組保護(hù)立即作出停機(jī)動(dòng)作。為了避免這樣現(xiàn)象的發(fā)生，有效將勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值實(shí)施配合至關(guān)重要。文章主要分析了勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)變組織定值的設(shè)置，以及勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁系統(tǒng)；發(fā)變組織；配合

中圖分類號(hào)：TM761.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）20-0126-02

在當(dāng)前新建的電廠中發(fā)變組保護(hù)大部分已經(jīng)采用了微機(jī)型，不論發(fā)變組織保護(hù)使用的是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)型，微機(jī)化的處理已經(jīng)大大減少了硬件設(shè)備，進(jìn)一步縮減了維護(hù)量。在發(fā)變組保護(hù)裝置中兩個(gè)最為關(guān)鍵的自動(dòng)控制系統(tǒng)，分別是發(fā)變組保護(hù)和勵(lì)磁系統(tǒng)。假如這兩個(gè)重要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不僅僅會(huì)損害機(jī)組本身，同時(shí)還會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)正常工作。因此有效把握勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合，是減少事故發(fā)生的重要途徑。

1 勵(lì)磁系統(tǒng)介紹

在正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)或者事故狀況下，發(fā)電機(jī)具備的勵(lì)磁系統(tǒng)限制器發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。一般情況下所說(shuō)的勵(lì)磁自并勵(lì)系統(tǒng)具體是指電源的整流裝置來(lái)自于端部發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁靜止系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)限制器的重要作用就是控制來(lái)自發(fā)電機(jī)出口的電壓、分配控制無(wú)功功率、提升并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)具備的穩(wěn)定性等。勵(lì)磁系統(tǒng)因?yàn)榭焖夙憫?yīng)、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、較高的可靠性以及便捷的維護(hù)運(yùn)行，受到了各個(gè)方面的廣泛關(guān)注。勵(lì)磁系統(tǒng)靜態(tài)功能有效提升了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是采用拳王自并勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性明顯高于常規(guī)性的勵(lì)磁當(dāng)出現(xiàn)三相短路時(shí)，處理距離故障位置較近的勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)受到降落電壓影響，其余位于機(jī)組端具有較高的電壓數(shù)值，同時(shí)快速調(diào)節(jié)暫態(tài)穩(wěn)定性。

2 發(fā)變組織定值的設(shè)置

2.1 設(shè)置零序補(bǔ)償

電力變壓器具備的接線組會(huì)造成相位出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，例如一個(gè)接線普通的變壓器，其扭轉(zhuǎn)的角度是30°，在繼電器傳統(tǒng)接線上，需連接星測(cè)繞組，用來(lái)對(duì)變壓器產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角度實(shí)施補(bǔ)償，進(jìn)一步恢復(fù)繼電器正常工作。與此同時(shí)三角形接線還能夠令電流零序在接線中出環(huán)流致使不會(huì)流出去，對(duì)于零序分量產(chǎn)生的影響能夠直接消除。

2.2 設(shè)置制動(dòng)模式

變動(dòng)器設(shè)置的差動(dòng)保護(hù)是為了能夠盡可能避免合閘空載勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的影響，使用的原理是二次諧波的制動(dòng)模式。設(shè)置定值選項(xiàng)中其中一項(xiàng)是制動(dòng)比例模式，該設(shè)置包含了三個(gè)選項(xiàng)，分別是平均值、3取2、每相。平均值是二次諧波三相平均值含量超出設(shè)定數(shù)值也就是三相閉鎖差動(dòng)輸出；3取2是指勵(lì)磁涌流三相中僅有二次諧波的兩相含量超出了設(shè)定數(shù)值也就是輸出三相閉鎖差動(dòng)；每相的涵義是指二次諧波每相獨(dú)立閉鎖各自相。

3 勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合

目前大多數(shù)電廠進(jìn)行發(fā)變組保護(hù)計(jì)算時(shí)，關(guān)于勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合非常容易忽略，致使勵(lì)磁系統(tǒng)一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象，發(fā)變組保護(hù)立即作出停機(jī)動(dòng)作。為了防止類似情況出現(xiàn)，下面將討論勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合相關(guān)問(wèn)題。

3.1 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與勵(lì)磁系統(tǒng)限制器定值配合

發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與勵(lì)磁系統(tǒng)限制器之間存在著配合聯(lián)系，兩者定值只有正確配合，才能避免失磁保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作?？墒菍?shí)際的操作情況是：因?yàn)樵谡ㄇ闆r下沒(méi)有對(duì)兩者的配合進(jìn)行充分考慮或者出現(xiàn)了不合理配合，造成了發(fā)生失磁保護(hù)誤動(dòng)情況，尤其是機(jī)組帶在負(fù)荷較輕工作時(shí)，假如勵(lì)磁系統(tǒng)限制器出現(xiàn)過(guò)度保守的低勵(lì)整定限制，這樣就造成發(fā)電機(jī)發(fā)揮進(jìn)相能力，極有可能引起失磁保護(hù)誤動(dòng)。

3.1.1 轉(zhuǎn)換為同一坐標(biāo)平面

失磁保護(hù)阻抗類型主要是在發(fā)電機(jī)機(jī)端平面阻抗圓上實(shí)施計(jì)算，而勵(lì)磁系統(tǒng)限制器具備的低勵(lì)限制部分是按照極限圓的靜態(tài)穩(wěn)定性綜合無(wú)功儲(chǔ)備進(jìn)行的整定，二者在不同的坐標(biāo)體系，不能對(duì)其配合關(guān)系進(jìn)行直觀性分析，因此需要將二者放在同一個(gè)平面坐標(biāo)上進(jìn)行研究。

以汽輪發(fā)電機(jī)為例，在平面R-Q上極限靜穩(wěn)圓的表達(dá)式為：

R²+[Q-U²/2(1/X_S-1/X_d)]²=[U²/2（1/X_S+1/X_d）]²

式中，R，Q分別是指發(fā)電機(jī)中的無(wú)功和有功功率，發(fā)電機(jī)位于機(jī)端的電壓是U發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)之間存在的電抗聯(lián)系時(shí)XS，同步發(fā)電機(jī)電抗是Xd。圓心坐標(biāo)是[O，U²/2(1/X_S-1/X_d)]，半徑是U²/2（1/X_S+1/X_d），發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定部分在圓內(nèi)。發(fā)電機(jī)在圓外運(yùn)行時(shí)，無(wú)法保證其穩(wěn)定性，因此應(yīng)對(duì)勵(lì)磁電流持續(xù)限制減少。

3.1.2 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與勵(lì)磁系統(tǒng)限制器配合原則

失磁保護(hù)是按照測(cè)量機(jī)端阻抗發(fā)生動(dòng)作，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)矢磁現(xiàn)象之后測(cè)量機(jī)端阻抗必定進(jìn)入異步圓。動(dòng)作發(fā)生形式表現(xiàn)為廠用電切換、減出力等。低勵(lì)限制發(fā)揮的作用是勵(lì)磁電流降低至限制數(shù)值時(shí)增加或降低限制勵(lì)磁電流處的勵(lì)磁電流，使得運(yùn)行的機(jī)組不會(huì)超過(guò)靜穩(wěn)處的極限。其互相間配合的原則是：發(fā)電機(jī)從開(kāi)始的矢磁直到最后出現(xiàn)失穩(wěn)，測(cè)量機(jī)端的功率和阻抗都應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)入限制低勵(lì)區(qū)、之后進(jìn)入保護(hù)低勵(lì)區(qū)，最終得到矢磁的保護(hù)圓。

3.1.3 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與勵(lì)磁系統(tǒng)限制器整定

按照發(fā)電機(jī)試驗(yàn)進(jìn)相數(shù)據(jù)獲得一條曲線，按照低勵(lì)發(fā)電機(jī)限制數(shù)據(jù)獲得另一條曲線。平移向下低勵(lì)曲線限制的一個(gè)定值，大概是百分之十的額定發(fā)電機(jī)無(wú)功。對(duì)于發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)基本阻抗和阻抗系統(tǒng)幺值進(jìn)行計(jì)算，在平面上計(jì)算以功率為基準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)圓半徑坐標(biāo)?？紤]到穩(wěn)定的靜態(tài)系數(shù)儲(chǔ)備在10%～20%之間，參數(shù)誤差是5%～10%以及可靠的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠獲得矢磁發(fā)電機(jī)的邊界靜穩(wěn)圓曲線。發(fā)電機(jī)降低勵(lì)磁之后，低勵(lì)限制要比矢磁低勵(lì)保護(hù)動(dòng)作低。

3.2 發(fā)電機(jī)繞組轉(zhuǎn)子保護(hù)過(guò)電流配合勵(lì)磁系統(tǒng)限制器

過(guò)電流

目前發(fā)電機(jī)組的大型現(xiàn)代化繼電保護(hù)裝備與勵(lì)磁系統(tǒng)中都設(shè)置了繞組轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)過(guò)電流保護(hù)。發(fā)變組保護(hù)設(shè)備的繞組轉(zhuǎn)子過(guò)電流保護(hù)通常在停機(jī)上作用，勵(lì)磁系統(tǒng)包含了限制與保護(hù)勵(lì)磁過(guò)電流兩項(xiàng)功能。勵(lì)磁過(guò)電流操作具有相似的特點(diǎn)，可是在實(shí)施計(jì)算整定時(shí)應(yīng)充分考慮其間的配合。計(jì)算根據(jù)是發(fā)熱允許時(shí)間數(shù)值以及限過(guò)反時(shí)電流上限保護(hù)操作。在計(jì)算整定過(guò)程中的發(fā)電機(jī)過(guò)電流轉(zhuǎn)子保護(hù)，發(fā)熱允許時(shí)間常數(shù)以及電流保護(hù)反時(shí)限過(guò)動(dòng)作數(shù)值，計(jì)算根據(jù)是通過(guò)制造發(fā)電機(jī)廠供給的允許勵(lì)磁強(qiáng)行通過(guò)時(shí)間共同決定的。配合遵守的原則，計(jì)算整定電流保護(hù)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，必須配合發(fā)電機(jī)繞組轉(zhuǎn)子允許通過(guò)的電流特征曲線以及過(guò)電流勵(lì)磁限制保護(hù)實(shí)施計(jì)算。允許發(fā)電機(jī)發(fā)熱的時(shí)間常數(shù)將大于或是等于轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)保護(hù)過(guò)電流的發(fā)熱時(shí)間整定數(shù)值，并且大于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)限制勵(lì)磁過(guò)保護(hù)電流發(fā)熱整數(shù)時(shí)間常定值。轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)保護(hù)過(guò)電流動(dòng)作下限整定電流數(shù)值大于勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)過(guò)電流動(dòng)作下限的整定電流數(shù)值并且等于勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)于限制電流動(dòng)作下限的整定電流數(shù)值。轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的上限保護(hù)電流動(dòng)作整定時(shí)間數(shù)值將大于勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)上限電流保護(hù)整定時(shí)間數(shù)值。

3.3 發(fā)變組過(guò)勵(lì)磁保護(hù)配合勵(lì)磁系統(tǒng)限制過(guò)勵(lì)

發(fā)電機(jī)中的保護(hù)過(guò)勵(lì)磁同勵(lì)磁系統(tǒng)中的限制過(guò)勵(lì)磁進(jìn)行有效的配合，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)限制器應(yīng)在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)操作之前動(dòng)作，也就是過(guò)勵(lì)磁出現(xiàn)的限制倍數(shù)應(yīng)比限過(guò)勵(lì)磁反時(shí)保護(hù)最低設(shè)置數(shù)值小，例如反時(shí)發(fā)電機(jī)限過(guò)勵(lì)磁最低保護(hù)數(shù)值是1.07，則勵(lì)磁系統(tǒng)限制器的數(shù)值應(yīng)選擇1.06。遵循一定的配合原則，假如制造發(fā)電機(jī)廠已經(jīng)提供了允許發(fā)電機(jī)通過(guò)的特性勵(lì)磁曲線，則可以知道勵(lì)磁保護(hù)特點(diǎn)以及限制過(guò)勵(lì)磁時(shí)間動(dòng)作表進(jìn)行配合算例。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜合分析，作為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的兩個(gè)重要部分，勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)變組織存在著非常緊密的聯(lián)系，工作人員將二者進(jìn)行配合時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)于兩者之間存在的關(guān)系進(jìn)行充分的考慮，以便能夠保證準(zhǔn)確運(yùn)行。計(jì)算發(fā)變組保護(hù)定值需要經(jīng)過(guò)一個(gè)非常復(fù)雜繁瑣的整定過(guò)程，必須要求參與計(jì)算的工作人員對(duì)各種工況運(yùn)行情況以及相互之間的關(guān)系配合進(jìn)行充分考慮，特別是配合勵(lì)磁系統(tǒng)限制器。本文以勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)變組織定值的設(shè)置作為理論研究基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析了勵(lì)磁系統(tǒng)限制器與發(fā)變組保護(hù)定值的配合，其中包含了發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與勵(lì)磁系統(tǒng)限制器定值配合、發(fā)電機(jī)繞組轉(zhuǎn)子保護(hù)過(guò)電流配合勵(lì)磁系統(tǒng)限制器過(guò)電流、發(fā)變組過(guò)勵(lì)磁保護(hù)配合勵(lì)磁系統(tǒng)限制過(guò)勵(lì)。希望能夠?yàn)橛?jì)算人員提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)啟示。

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