楊德強(qiáng) 高世進(jìn) 郝友來 胡 軍

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0 引言

勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的一個重要組成部分，是保證發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定輸送電能的重要設(shè)備。勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁系統(tǒng)閉環(huán)反饋控制的重要部分，勵磁調(diào)節(jié)器通過接收發(fā)電機(jī)定子側(cè)電壓互感器與電流互感器的反饋信號，完成對勵磁電流的調(diào)節(jié)，并時時顯示發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)、有功功率、無功功率、定子電流等相關(guān)量。本文深入的分析了由于發(fā)電機(jī)定子側(cè)電流互感器的接線錯誤造成勵磁控制系統(tǒng)誤強(qiáng)勵的原因，分析結(jié)果簡單明了、通俗易懂。

1 勵磁調(diào)節(jié)器基礎(chǔ)知識

某電廠勵磁系統(tǒng)采用DAVR－S1／S2靜止可控硅微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其中定子側(cè)電流互感器的接線方式如圖1所示：

圖1 CT接線方式

電壓和電流互感器送給勵磁調(diào)節(jié)器的信號一般為100V或5A的信號，但勵磁調(diào)節(jié)器的A／D轉(zhuǎn)換電路一般只能處理±5V以內(nèi)的信號。因此,勵磁調(diào)節(jié)器需要將電壓互感器的100V電壓信號轉(zhuǎn)換成2.8V左右的交流弱電信號；將定子電流互感器的A、C相電流信號轉(zhuǎn)換成3.5V左右的交流弱電信號。勵磁調(diào)節(jié)器電壓電流信號處理流程的結(jié)構(gòu)框圖如下圖2所示：

圖2 信號處理流程圖

正常運行時，電流互感器送給勵磁調(diào)節(jié)器的交流電流信號與電壓互感器送給勵磁調(diào)節(jié)器的交流電壓信號之間存在某一滯后角度的相位差，兩路信號經(jīng)過相應(yīng)的過零比較器后變?yōu)槌杀壤姆讲?。如圖3所示：

圖3 電壓電流之間的相位差

發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)就是上述交流電壓信號與交流電流信號之間的相位差的余弦。因此，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)的計量需要測量電壓信號與電流信號之間的相位差。DAVR-S1／S2靜止可控硅微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器采用的功率因數(shù)的計算方法是一種基于軟件的相位差測量方法，在微處理器控制下，對高低電平進(jìn)行快速采樣，然后根據(jù)某種算法，計算隱含在離散的采樣數(shù)據(jù)中的相位關(guān)系。

2 無功功率的計算

DAVR-S1／S2靜止可控硅微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器中無功功率的計算方法，遵循圖4中的功率三角形法則，基值是發(fā)電機(jī)的視在功率。無功功率的計算公式如下：

Q＝S×sinθ

圖4中，S為視在功率，Q為無功功率，P為有功功率。

圖4 功率三角形

3 案例

某電廠由于安裝人員疏忽電流互感器極性接錯，在調(diào)試階段導(dǎo)致勵磁調(diào)節(jié)器誤強(qiáng)勵。其中，DAVR-S1／S2勵磁裝置設(shè)定為當(dāng)無功小于-0.05P.U.時，低勵限制動作，自動增加勵磁。

原因分析：

當(dāng)電流互感器極性接錯時，送給勵磁調(diào)節(jié)器的電流信號反相，導(dǎo)致電流信號的初相位有原來的滯后電壓信號某一角度，變成超前電壓信號，具體情況如圖5所示：

圖5 CT極性接錯時的電流信號

相應(yīng)的功率三角形變成如圖6所示的情況：

圖6 CT接錯時的功率三角形

圖6中無功功率的計算公式：

例如，正常的情況下發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)cosθ=0.9，當(dāng)電流互感器極性接錯時無功功率Q=-0.436S〈-0.05S， 由于 DAVR-S1／S2勵磁裝置設(shè)定為當(dāng)無功小于-0.05P.U.時，低勵限制動作，自動增加勵磁。隨著勵磁電流的增大，無功進(jìn)一步增加，但勵磁調(diào)節(jié)器判定為低勵，繼續(xù)自動增加勵磁，導(dǎo)致惡性循環(huán)，直到誤強(qiáng)勵保護(hù)動作。

4 小結(jié)

勵磁控制系統(tǒng)誤強(qiáng)勵的原因多種多樣，本文僅僅分析了由于電流互感器的接線錯誤引起誤強(qiáng)勵的原因，最終的分析結(jié)果也從側(cè)面說明了勵磁調(diào)節(jié)器誤強(qiáng)勵保護(hù)的重要性。

［1］竺士章，陳新琪.勵磁系統(tǒng)的過勵限制和過勵保護(hù)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2010，3（5）：112-115.

［2］楊彥杰，陸儉國，楊旭東，安東.電力系統(tǒng)中勵磁保持功能的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.繼電器，2001，（9）：27-29.

［3］許其品，朱曉東，許其質(zhì).可控硅整流橋故障對勵磁系統(tǒng)的影響［J］.水電廠自動化，2005，7（3）：16-20.

［4］趙旺初.大型發(fā)電機(jī)低勵磁失步及轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)［J］.東方電氣評論，2003，6（2）：63-66.

［5］DAVR-S1／S2靜止可控硅微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器使用維護(hù)說明書，山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠，2005.

［6］邱關(guān)源.電路［M］.北京：高等教育出版社，1999.