蔣建旭，張立穎，王月明

（1.華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

淺析670 MW并網(wǎng)機組網(wǎng)源協(xié)調(diào)參數(shù)存在的問題

蔣建旭1，張立穎2，王月明1

（1.華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

結(jié)合2012年國家電網(wǎng)開展了并網(wǎng)機組網(wǎng)源協(xié)調(diào)專項核查工作，發(fā)現(xiàn)670 MW機組均存在發(fā)電機組轉(zhuǎn)子過負荷綜合能力、調(diào)差系數(shù)定值不滿足相關國家標準和行業(yè)標準的要求，機組輔機系統(tǒng)相關保護存在誤動。針對這些問題展開整改并提出解決方案，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

過勵限制；過負荷保護；調(diào)差系數(shù)；轉(zhuǎn)子繞組；勵磁調(diào)節(jié)

發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷保護應具有反時限特性，反時限動作定值與GB／T7064—2008、GB／T7894—2008規(guī)定的發(fā)電機轉(zhuǎn)子過流反時限特性相匹配，當發(fā)電機實際能力與GB／T7064—2009、GB／T7894—2009不一致時，與發(fā)電機實際能力相匹配。發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷保護定值應低于發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷能力，且留有合理級差。

新國標的出臺對勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制與發(fā)變組轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護協(xié)調(diào)能力有了更嚴格的要求。勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制定值首先應高于新國標要求的定值，其次過勵限制定值應小于轉(zhuǎn)子過負荷保護定值，轉(zhuǎn)子過負荷保護定值必須小于發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷能力數(shù)值。其匹配原則應遵循國標要求定值、過勵限制定值、轉(zhuǎn)子過負荷保護定值及發(fā)電機磁場過電流能力，并且四者之間留有級差。

如果限制定值大于轉(zhuǎn)子過負荷保護定值，則相當于限制功能無效，系統(tǒng)發(fā)生故障時，可能導致機組過早跳機，不利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。如果限制定值過多地小于轉(zhuǎn)子過負荷保護定值，會嚴重束縛發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷能力，故障情況下同樣不利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

1 過負荷保護與過勵限制配合存在問題

針對《國家電網(wǎng)山東區(qū)域并網(wǎng)機組網(wǎng)源協(xié)調(diào)重要參數(shù)核查保護提出的問題》，通過查閱相關設備的技術(shù)說明，結(jié)合機組實際情況及匹配原則，對機組勵磁調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)子電流限制定值和發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷保護定值的協(xié)調(diào)問題做了調(diào)查分析。

首先簡要分析機組相應設備轉(zhuǎn)子繞組過流能力的動作特性［1－3］。

根據(jù)GB7064—2008規(guī)定，汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組有

式中：If為發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組電流標幺值。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組過流能力參數(shù)均有：2.0倍轉(zhuǎn)子額定電流下時間為20 s。

發(fā)變組保護裝置均采用南瑞RCS－985系列發(fā)電機變壓器成套保護，發(fā)變組勵磁繞組反時限過負荷保護動作特性為

式中：C為轉(zhuǎn)子繞組熱過熱常數(shù)；Ifd為轉(zhuǎn)子回路電流；Ijz為轉(zhuǎn)子回路基準電流值，一般為1.00～1.05倍正常額定負荷時電流值。

機組勵磁調(diào)節(jié)器裝置采用ABB－UNITROL5000系列微機勵磁裝置，勵磁調(diào)節(jié)器裝置轉(zhuǎn)子電流限制所用動作特性為

式中：IEMAX為轉(zhuǎn)子頂值勵磁電流標幺值；IE為轉(zhuǎn)子電流測量標幺值，TIME_IEMAX_SEL為頂值強勵時間。

通過了解以上相應設備的動作特性方程，取其相應倍數(shù)的勵磁電流，可以計算出各設備相應倍數(shù)勵磁電流下轉(zhuǎn)子繞組過電流能力動作整定情況，從而對勵磁調(diào)節(jié)器、發(fā)變組保護裝置以及國標三者做對比分析。勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制和發(fā)變組過負荷定值情況見表1。

表1 勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制和發(fā)變組過負荷定值情況

結(jié)合表1可知，機組存在以下問題。

a.勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制定值和發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力低于國標。

b.發(fā)變組轉(zhuǎn)子繞組熱過熱常數(shù)C設置偏小。

c.勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制定值和發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力在1.2～1.8 If（轉(zhuǎn)子額定電流）是不匹配的，過勵限制曲線和轉(zhuǎn)子過負荷保護定值曲線有交點。尤其是勵磁調(diào)節(jié)器強勵下，發(fā)變組過負荷保護先于勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制保護動作切機。

2 解決方案

從以上對機組過負荷保護與過勵限制配合存在的問題分析，對本廠二期機組過負荷保護與過勵限制配合問題解決提出2種解決方案，對比分析如下。

a.方案1

機組發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力在低于發(fā)電機磁場過電流能力適當裕度的前提下，可以修改轉(zhuǎn)子繞組過熱常數(shù)C。對二期勵磁調(diào)節(jié)器軟件進行版本升級。

勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制升級后過勵限制動作特性方程為

式中：IEMAX為轉(zhuǎn)子頂值勵磁電流標幺值；IE為轉(zhuǎn)子電流測量標幺值，TIME_IEMAX_SEL為頂值強勵時間。

假設調(diào)整發(fā)變組轉(zhuǎn)子繞組熱過熱常數(shù)C為60極限值，二期機組ABB勵磁調(diào)節(jié)器軟件升級，表2為二期機組保護與勵磁協(xié)調(diào)性配合按方案1修正后的數(shù)據(jù)對比情況。

表2 二期機組保護與勵磁協(xié)調(diào)性配合修正后數(shù)據(jù)（方案1）

由表2可知，將發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力提高到極限值60，二期勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制定值和發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力仍不匹配。二期勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制動作特性設計與國內(nèi)國標設計原理相差較大，既要滿足新標準規(guī)定，又要保證2倍強勵10 s的條件下勵磁限制一直先于繼電保護動作，勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制滿足新國標能力要求從根本上無法解決。因此，勵磁調(diào)節(jié)器軟件版本升級后，只能改善勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制定值和發(fā)變組轉(zhuǎn)子過負荷能力匹配問題，從根本上勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制能力仍不能滿足國標要求［4－6］。

b.方案2

機組勵磁調(diào)節(jié)器不升級，在原來基礎上將勵磁調(diào)節(jié)器的強勵參數(shù)改為1.8If倍10 s，機組發(fā)變組保護轉(zhuǎn)子過負荷能力提高到55。表3為機組保護與勵磁協(xié)調(diào)性配合按方案2修正后的數(shù)據(jù)對比情況。

表3 機組保護與勵磁協(xié)調(diào)性配合修正后數(shù)據(jù)（方案2）

由表3可知，從根本上改善了機組勵磁調(diào)節(jié)器和發(fā)變組保護配合的協(xié)調(diào)性。例如勵磁調(diào)節(jié)器強勵下，發(fā)變組過負荷保護不先于勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制保護動作，保證了機組不越級跳機的可能性，采用方案2對機組參數(shù)進行優(yōu)化。

3 結(jié)論

a.機組定子過負荷限制器和定子過負荷保護、轉(zhuǎn)子過負荷保護與勵磁系統(tǒng)過勵限制單元都能夠很好地配合。

b.過勵限制單元、調(diào)差系數(shù)參數(shù)設置、機組進相、滯相能力等均滿足電網(wǎng)運行控制要求。

c.消除了系統(tǒng)發(fā)生故障時，可能導致機組過早跳機和嚴重束縛發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負荷能力的安全隱患。

［1］ 徐景彪，李 翔.勵磁調(diào)節(jié)器動態(tài)性能仿真測試系統(tǒng)［J］.東北電力技術(shù)，2010，31（1）：11－13.

［2］ 李自海，段鳳凱.SAVR2000勵磁調(diào)節(jié)器在350 MW無刷機組中的應用與研究［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（3）：21－23.

［3］ 王慧敏，孫文濤，劉滌塵.發(fā)變組保護與勵磁調(diào)節(jié)器的配合整定［J］.電工技術(shù)，2014，55（6）：23－25.

［4］ 張 鎮(zhèn).繼電保護及測控數(shù)字物理混合仿真培訓系統(tǒng)的應用［J］.東北電力技術(shù)，2011，32（3）：40－44.

［5］ 劉革明，余 冬，朱曉彤.IEEE－C37.94標準在繼電保護設備中的應用［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（3）：35－37.

Discussion on Problems of Net Source Coordination for 670 MW Grid?connected Unit

JIANG Jian?xu1，ZHANG Li?ying2，WANG Yue?ming1
（1.Huadian Weifang Genertation Ltd，Weifang，Shandong261204，China；2.State Grid Electric Power Research Institute of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In combination of special verification of grid?connected units net source coordination carried out by State Grid in 2012，it is found out that problems existed in 670 MW grid?connected units such as rota overload and the differerntial coefficient of fixed value，which could not meet the requirements of relevant national standards and industry standards.Also malfunctions occured to auxiliary sys?tem protection.Countermeasures are proposed to ensure safe and stable operation of the system.

Over?excitation limiter；Overload protection；Droop factor；Rotor winding；Excitation regulator

TM31

A

1004－7913（2015）02－0047－02

蔣建旭（1985—），男，學士，助理工程師，從事電廠繼電保護技術(shù)研究工作。

2014－10－10）