一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种异步电动机‑同步发电机组的保护校核方法及系统，包括：搭建异步电动机模型和同步发电机模型；搭建以电流控制电流源为基础的励磁电源，使所述励磁电源与同步发电机模型构成转子回路，并确定励磁控制器；根据所述异步电动机模型、同步发电机模型、励磁电源和励磁控制器确定包括两个并列运行的异步电动机‑同步发电机组的仿真系统；基于所述仿真系统对异步电动机‑同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核、异步电动机故障校核和/或同步发电机强行励磁故障校核。本发明专利技术能够为孤岛运行的M‑G组的保护校核提供参考依据，能够消除因M‑G组的保护定值失配导致的重要负荷失去电源的风险，从而确保M‑G组电源系统安全稳定地向负荷供电。

【技术实现步骤摘要】
一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法及系统
本专利技术涉及继电保护
，并且更具体地，涉及一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法及系统。
技术介绍
对重要设备供电可以采用电网直接供电，但是抵抗电网扰动能力差，短暂停电会导致重要设备失电，对人身设备安全造成重大威胁。对于电厂中的一些重要设备，短暂的失电会导致一系列不可预测的后果，因此一些电厂采用异步电动机-同步发电机(M-G)组向重要负荷供电的方式。M-G组由异步电动机从电网取电，带动同轴的飞轮、励磁机、同步发电机转子同轴转动，作为同步发电机的原动机。同步发电机再向负荷供电。当电网短暂扰动时，不会传导到负荷，而短暂停电时，由于惯性飞轮的存在，也能在一段时间内继续维持向负荷供电。重要负荷采用M-G组供电时，一般采用两个并列运行的M-G组作电源，提升供电可靠性。两台M-G组互为备用，当一台机组因故障切除或者检修时，另外一台机组可以承担起最大负荷正常运行。同步发电机一般配有差动保护、过流保护、失磁保护、逆功率保护、低电压保护等。对于并列运行的M-G组电源系统，存在两台发电机组过流保护和失磁保护配合、P-Q限制和失磁保护配合等问题。因此，有必要针对并列运行的M-G组电源系统进行异步电动机-同步发电机组的保护校核，以确保M-G组电源系统安全稳定地向负荷供电。
技术实现思路
本专利技术提出一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法及系统，以解决如何如何对异步电动机-同步发电机组进行保护校核的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法，所述方法包括：分别根据异步电动机的参数信息和同步发电机的参数信息搭建异步电动机模型和同步发电机模型；搭建以电流控制电流源为基础的励磁电源，使所述励磁电源与同步发电机模型构成转子回路，并根据同步发电机励磁系统的励磁方式确定励磁控制器；根据所述异步电动机模型、同步发电机模型、励磁电源和励磁控制器确定包括两个并列运行的异步电动机-同步发电机组的仿真系统；基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核、异步电动机故障校核和/或同步发电机强行励磁故障校核。优选地，其中所述异步电动机的参数信息包括：基本转矩系数和最大转矩系数；所述同步发电机的蚕大户信息包括：转子类型、极数、暂态、次暂态、稳态电抗、短路特性曲线和空载特性曲线。优选地，其中基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核，包括：设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的同步发电机突然发生完全失磁或部分失磁，判断是否出现未失磁机组的机端电流大于等于预设的过流保护定值，导致未失磁机组的过流保护先于失磁保护动作的情况出现，以实现同步发电机失磁故障的校核；其中，若未出现，则确定当前的预设的过流保护定值满足需求；若出现，则确定当前的预设的过流保护定值不满足需求，需调整所述预设的过流保护定值或者反时限过流保护定值，使之与失磁保护正确配合；对于过流保护，需保证在突然失磁情况下，未失磁机组的过流保护都不会动作；对于反时限过流保护，需保证在各种突然失磁情况下，未失磁机组过流保护动作时限大于失磁保护动作时限。优选地，其中基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行异步电动机故障校核，包括：设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的异步电动机突然断电，判断该异步电动机-同步发电机组的同步发电机的逆功率保护是否会动作，以通过校核逆功率保护定值实现异步电动机故障的校核；其中，若逆功率保护动作，则确定当前的逆功率保护定值满足需求；若逆功率保护未动作，则确定当前的逆功率保护定值不满足，则需降低逆功率保护定值，以保证能够切除该异步电动机-同步发电机组的同步发电机。优选地，其中基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机强行励磁故障校核，包括：设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的同步发电机出现异常强励，判断在低励限制器的约束下，另一异步电动机-同步发电机组的失磁保护是否动作，以校验低励限制器和失磁保护的配合情况，实现同步发电机强行励磁故障校核；其中，若另一台同步发电机的失磁保护未动作，则确定当前的逆低励限制器的限值满足需求；若动作，则确定当前的低励限制器的限值不满足需求，则需修正低励限制器的限值，减小允许进相运行的深度，以保证出现异常强励的机组达到励磁电流上限时，另一台机组的低励限制器的限制能够阻止本机组的励磁电流下降到失磁保护定值以下。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种异步电动机-同步发电机组的保护校核系统，所述系统包括：模型搭建单元，用于分别根据异步电动机的参数信息和同步发电机的参数信息搭建异步电动机模型和同步发电机模型；励磁控制器确定单元，用于搭建以电流控制电流源为基础的励磁电源，使所述励磁电源与同步发电机模型构成转子回路，并根据同步发电机励磁系统的励磁方式确定励磁控制器；仿真系统确定单元，用于根据所述异步电动机模型、同步发电机模型、励磁电源和励磁控制器确定包括两个并列运行的异步电动机-同步发电机组的仿真系统；故障校核单元，用于基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核、异步电动机故障校核和/或同步发电机强行励磁故障校核。优选地，其中所述异步电动机的参数信息包括：基本转矩系数和最大转矩系数；所述同步发电机的蚕大户信息包括：转子类型、极数、暂态、次暂态、稳态电抗、短路特性曲线和空载特性曲线。优选地，其中所述故障校核单元，基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核，包括：设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的同步发电机突然发生完全失磁或部分失磁，判断是否出现未失磁机组的机端电流大于等于预设的过流保护定值，导致未失磁机组的过流保护先于失磁保护动作的情况出现，以实现同步发电机失磁故障的校核；其中，若未出现，则确定当前的预设的过流保护定值满足需求；若出现，则确定当前的预设的过流保护定值不满足需求，需调整所述预设的过流保护定值或者反时限过流保护定值，使之与失磁保护正确配合；对于过流保护，需保证在突然失磁情况下，未失磁机组的过流保护都不会动作；对于反时限过流保护，需保证在各种突然失磁情况下，未失磁机组过流保护动作时限大于失磁保护动作时限。优选地，其中所述故障校核单元，基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行异步电动机故障校核，包括：设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的异步电动机突然断电，判断该异步电动机-同步发电机组的同步发电机的逆功率保护是否会动作，以通过校核逆功率保护定值实现异步电动机故障的校核；其中，若本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法，其特征在于，所述方法包括：/n分别根据异步电动机的参数信息和同步发电机的参数信息搭建异步电动机模型和同步发电机模型；/n搭建以电流控制电流源为基础的励磁电源，使所述励磁电源与同步发电机模型构成转子回路，并根据同步发电机励磁系统的励磁方式确定励磁控制器；/n根据所述异步电动机模型、同步发电机模型、励磁电源和励磁控制器确定包括两个并列运行的异步电动机-同步发电机组的仿真系统；/n基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核、异步电动机故障校核和/或同步发电机强行励磁故障校核。/n

【技术特征摘要】
1.一种异步电动机-同步发电机组的保护校核方法，其特征在于，所述方法包括：
分别根据异步电动机的参数信息和同步发电机的参数信息搭建异步电动机模型和同步发电机模型；
搭建以电流控制电流源为基础的励磁电源，使所述励磁电源与同步发电机模型构成转子回路，并根据同步发电机励磁系统的励磁方式确定励磁控制器；
根据所述异步电动机模型、同步发电机模型、励磁电源和励磁控制器确定包括两个并列运行的异步电动机-同步发电机组的仿真系统；
基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核、异步电动机故障校核和/或同步发电机强行励磁故障校核。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异步电动机的参数信息包括：基本转矩系数和最大转矩系数；所述同步发电机的蚕大户信息包括：转子类型、极数、暂态、次暂态、稳态电抗、短路特性曲线和空载特性曲线。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机失磁故障校核，包括：
设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的同步发电机突然发生完全失磁或部分失磁，判断是否出现未失磁机组的机端电流大于等于预设的过流保护定值，导致未失磁机组的过流保护先于失磁保护动作的情况出现，以实现同步发电机失磁故障的校核；
其中，若未出现，则确定当前的预设的过流保护定值满足需求；若出现，则确定当前的预设的过流保护定值不满足需求，需调整所述预设的过流保护定值或者反时限过流保护定值，使之与失磁保护正确配合；对于过流保护，需保证在突然失磁情况下，未失磁机组的过流保护都不会动作；对于反时限过流保护，需保证在各种突然失磁情况下，未失磁机组过流保护动作时限大于失磁保护动作时限。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行异步电动机故障校核，包括：
设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的异步电动机突然断电，判断该异步电动机-同步发电机组的同步发电机的逆功率保护是否会动作，以通过校核逆功率保护定值实现异步电动机故障的校核；
其中，若逆功率保护动作，则确定当前的逆功率保护定值满足需求；若逆功率保护未动作，则确定当前的逆功率保护定值不满足，则需降低逆功率保护定值，以保证能够切除该异步电动机-同步发电机组的同步发电机。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述仿真系统对异步电动机-同步发电机组进行同步发电机强行励磁故障校核，包括：
设置并列运行的两个异步电动机-同步发电机组在带不同负载时，某一异步电动机-同步发电机组的同步发电机出现异常强励，判断在低励限制器的约束下，另一异步电动机-同步发电机组的失磁保护是否动作，以校验低励限制器和失磁保护的配合情况，实现同步发电机强行励磁故障校核；
其中，若另一台同步发电机的失磁保护未动作，则确定当前的逆低励限制器的限值满足需求；若动作，则确定当前的低励限制器的限值不满足需求，则需修正低励限制器的限值，减小允许进相运行的深度，以保证出现异常强励的机组达到励磁电流上限时，另一台机组的低励限制器的限制能够阻止本机组的励磁电流下降到失磁保护定值以下。


6.一种异步电动机-同步发电机组的保护校核系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书扬，王兴国，杜丁香，梁英，杨国生，周泽昕，程琪，郭雅蓉，曹虹，戴飞扬，刘佳琪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11