凸极发电机失磁的导纳判据保护方法技术

凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，根据发电机机端电压、发电机电流计算导纳阻抗：Ｙ↓［ＯＰ］，从对应角度下的定值｜Ｙ↓［ｚｄ］｜；从｜Ｙ↓［ｏｐ］｜＞｜Ｙ↓［ｚｄ］｜，判为进入水轮发电机失磁保护静稳边界导纳动作区；｜Ｙ↓［ｚｄ］｜如下式定义：已知发电机直轴同步电抗ｘ↓［ｄ］、交轴同步电抗ｘ↓［ｑ］、系统联系阻抗ｘ↓［ｓ］，求出机端静稳边界阻抗为：Ｒ＋ｊＸ。由机端静稳边界阻抗可以求出机端静稳边界导纳Ｙｚｄ，得到的凸极发电机导纳动作特性（１）。根据凸机发电机的静稳导纳边界特征，提出凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，采用实际凸极发电机的导纳静稳边界来实现失磁保护，防止了在轻载、进相等运行方式下的误动。也不会出现拒动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，尤其涉及对水轮发电机等凸极发电机的导纳判据保护。
技术介绍
发电机失磁保护发电机失磁是常见的故障形式，特别是大型机组，励磁系统的环节比较多，增加了发生失磁的机会。历年全国电力系统主设备故障调查显示，发电机故障中，失磁故障所占的比重相当大。对于水轮发电机等凸极发电机，其失磁故障的静稳边界复杂，以往失磁保护定子判据一般采用阻抗、导纳判据近似拟合的方案来实现。可能会导致保护的拒动或误动。现有凸极发电机失磁保护原理尽管发电机失磁后静稳导纳边界如图1，现有失磁保护导纳判据如图2中虚线导纳特性。很明显，图2中导纳线1、2(图2中虚线)交叉形成的导纳动作特性与凸极发电机的静稳边界特性(图2中实线)不能很好地吻合，因此，现有导纳动作特性判据，不能很好地反映水轮凸极发电机组的失磁故障。图2、凸极发电机失磁保护导纳平面(图中虚线为现有导纳原理判据)
技术实现思路
本专利技术目的是根据凸机发电机的静稳导纳边界特征，提出凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，尤其是基于凸机发电机静稳导纳边界的失磁保护定子判据。本专利技术目的还在于为了真实地反映水电机组等凸极发电机的失磁故障，采用实际凸极发电机的导纳静稳边界来实现失磁保护，防止了在轻载、进相等运行方式下的误动。也不会出现用导纳线拟合静稳边界不合理等判据可能导致失磁保护的拒动。本专利技术目的是这样实现的凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，即导纳判据实现方法是①根据发电机机端电压、电流计算阻抗YOP=GOP+jBop=IT·UT·---(1)]]>②由Gop、Bop求出|Y|OP、tgop|YOP|=ITUT---(2)]]> ③由tgop或op比对定值数据，得到对应角度下的定值|Yzd|；|Yop|＞|Yzd|，判为进入水轮发电机失磁保护静稳边界导纳动作区。Yzd如下式定义已知母线测量静稳边界导纳Ys，可以求出机端测量静稳边界阻抗Z，由机端静稳边界阻抗值可以求出机端静稳边界导纳定值Yzd。计算过程为R+jX=Z=1Ys+jxs---(4)]]>R=atgδjsin2δj(atgδjsin2δj)2+(acos2δj+1xdΣ)2---(5)]]>X=xs-acos2δj+1xdΣ(atgδjsin2δj)2+(acos2δj+1xdΣ)2---(6)]]>式中δj为发电机静稳功角；xd∑＝xd+xs、xq∑＝xq+xs，其中xd、xq分别为发电机直轴同步电抗、交轴同步电抗，xs为系统联系阻抗。由机端静稳边界阻抗值可以求出机端静稳边界导纳定值YzdYzd=G+jB=1Z---(7)]]>G=RR2+X2---(8)]]>B=-XR2+X2---(9)]]>根据上述公式，可得凸极发电机失磁故障静稳导纳边界如图1。④与无功反向判据或导纳线判据(14)、(15)或(16)式结合，判别是否进入动作区。上述新判据定值形成只需整定发电机直轴同步电抗xd、发电机交轴同步电抗xq、发电机组系统联系阻抗xs，自动计算可以得到xd∑、xq∑、a=1xqΣ-1xdΣ,]]>根据计算公式(5)、(6)、(8)、(9)计算形成导纳动作特性数据，如图3中曲线外侧为导纳特性动作区。理论分析水轮发电机、抽水蓄能机组等凸极发电机，其静稳边界与隐极发电机有很大差别。(1)对于凸极发电机，在稳态情况下，无穷大电源母线处通过的有功和无功功率为Ps=EqUsxdΣsinδ+Us22(1xqΣ-1xdΣ)sin2δ---(10)]]>Qs=EqUsxdΣCOSδ-Us2xdΣ-Us2(1xqΣ-1xdΣ)sin2δ---(11)]]>式中Ps、Qs为发电机向系统输送的有功功率、无功功率，δ为发电机功角；Eq为发电机电势，Us为系统侧电压；xd∑＝xd+xs、xq∑＝xq+xs，其中xd、xq分别为发电机直轴同步电抗、交轴同步电抗，xs为系统联系阻抗。电压为Us母线处的静稳导纳边界Ys=S·^Us2=Ps-QsUs2=atgδjsin2δj+(acos2δj+1xdΣ)---(12)]]>式中a=xdΣ-xqΣxdΣxqΣ,]]>对于给定P、Q，均对应于一个静稳极限角δj。已知母线测量导纳Ys，可以求出机端测量阻抗为上述式4-9R+jX=Z=1Ys+jxs---(13)]]>相应求得R、X、由机端阻抗根据(7)(8)(9)可以求出导纳机端导纳Y、G、B从而可得凸极发电机失磁故障静稳导纳边界如图1。本专利技术特点是根据凸机发电机的静稳导纳边界特征，提出凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，即基于凸机发电机静稳导纳边界的失磁保护定子判据。可以真实地反映水电机组等凸极发电机的失磁故障，采用实际凸极发电机的导纳静稳边界来实现失磁保护，防止了在轻载、进相等运行方式下的误动。也不会出现拒动。附图说明图1是凸极发电机失磁故障静稳导纳平面2是现有技术失磁保护导纳判据——虚线为导纳特性图3是本专利技术水轮发电机静稳边界导纳动作特性1图4是本专利技术水轮发电机静稳边界导纳动作特性2图5是本专利技术水轮发电机静稳边界导纳动作特性3图6是本专利技术水轮发电机静稳边界导纳动作特性4图7是本专利技术水轮发电机静稳边界导纳动作特性4，在阻抗平面上反映(动作特性如图中阴影部分)具体实施方式由图所示，凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，①根据发电机机端电压、发电机电流计算导纳阻抗YOP=GOP+jBop=IT·UT·=IC+jIsUC+jUS;]]>②由Gop、Bop求出|Y|OP、tgop|YOP|=ITUT]]> ③由op比对定值数据，得到对应角度下的定值|Yzd|；|Yop|＞|Yzd|，判为进入水轮发电机失磁保护静稳边界导纳动作区；|Yzd|如下式定义已知发电机直轴同步电抗xd、交轴同步电抗xq、系统联系阻抗xs，可以求出机端静稳边界阻抗为R+jX=Z=1Ys+jxs]]>R=atgδjsin2δj(atgδjsin2δj)2+(acos2δj+1xdΣ)2]]>X=xs-acos2δj+1xd&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，其特征是：①根据发电机机端电压、发电机电流计算导纳阻抗：＊＊＊②由Ｇ↓［ｏｐ］、Ｂ↓［ｏｐ］求出｜Ｙ｜↓［ＯＰ］、ｔｇφ↓［ｏｐ］｜Ｙ↓［ＯＰ］｜＝Ｉ↓［Ｔ］／Ｕ↓［Ｔ］ ＊＊＊③由φ↓［ｏｐ］比对定值数据，得到对应角度下的定值｜Ｙ↓［ｚｄ］｜；｜Ｙ↓［ｏｐ］｜＞｜Ｙ↓［ｚｄ］｜，判为进入水轮发电机失磁保护静稳边界导纳动作区；｜Ｙ↓［ｚｄ］｜如下式定义：已知发电机直轴同步电抗ｘ↓［ ｄ］、交轴同步电抗ｘ↓［ｑ］、系统联系阻抗ｘ↓［ｓ］，可以求出机端静稳边界阻抗为：Ｒ＋ｊＸ＝Ｚ＝１／Ｙ↓［ｓ］＋ｊｘ↓［ｓ］＊＊＊＊＊＊，式中：ｘ↓［ｄ∑］＝ｘ↓［ｄ］＋ｘ↓［ｓ］、ｘ↓［ｑ∑］＝ｘ↓［ｑ］＋ｘ↓［ｓ ］由机端静稳边界阻抗可以求出机端静稳边界导纳ＹｚｄＹｚｄ＝Ｇ＋ｊＢ＝１／Ｚ，＊＊＊得到的凸极发电机导纳动作特性（１）。

【技术特征摘要】
1.凸机发电机失磁的导纳判据保护方法，其特征是①根据发电机机端电压、发电机电流计算导纳阻抗YOP=GOP+jBop=IT·UT·=IC+jIsUC+jUS]]>②由Gop、Bop求出|Y|OP、tgop|YOP|=ITUT]]> ③由op比对定值数据，得到对应角度下的定值|Yzd|；|Yop|＞|Yzd|，判为进入水轮发电机失磁保护静稳边界导纳动作区；|Yzd|如下式定义已知发电机直轴同步电抗xd、交轴同步电抗xq、系统联系阻抗xs，可以求出机端静稳边界阻抗为R+jX=Z=1Ys+jxs]]>R=atgδjsin2δj(atgδjsin2δj)2+(acos2δj+1xdΣ)2]]>X=xs-acos2δj+1xdΣ(atgδjsin2δj)2+(acos2δj+1xdΣ)2]]>a=xdΣ-xqΣxd&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈全荣，李九虎，陈佳胜，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]