一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统技术领域，尤其涉及一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法。包括：发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核；发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核；发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核；发电机定子过电压保护与励磁系统定子过电压限制功能的自动校核；发电机定子过负荷保护与励磁系统定子过流限制功能的自动校核。本发明专利技术提升了发电机抗风险能力，防止涉网保护与限制拒动和误动，确保系统安全稳定运行，减小故障破坏范围，增强电厂涉网保护与限制整定值校核和管理工作，校核发电机涉网保护和励磁系统限制的动作特性是否正确匹配，为发电机安全运行分析和决策提供支撑。分析和决策提供支撑。分析和决策提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，尤其涉及一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着全国电网特高压、高压直流输电的建设，抽水蓄能、风电、光伏等新能源的发展，电力行业愈发重视机网协调的相关要求。最新的国家标准和行业标准均提出了相应的具体要求。
[0003]国家对机网协调方面提出了要求“防止机网协调及风电大面积脱网事故”。其中涉及到的内容包括：发电机励磁系统、调速系统、发电机、变压器继电保护、低频减载、发电机一次调频、发电机进相运行、失步振荡、发电机失磁异步运行等。
[0004]励磁系统在功能上配置了完善的限制、保护单元，包括过励限制、低励限制、V/Hz限制、过电压保护等。而发变组保护中亦配置了励磁绕组过负荷、失磁保护、过激励保护及发电机过电压保护等与励磁系相关的保护。因此励磁系统定值参数应根据系统异常运行工况与发变组保护定值配合，充分利用励磁系统的限制功能，保障机组安全、稳定运行。
[0005]现如今，发电机涉网保护与励磁系统控制参数的定值通常委托调试单位和设备厂家整定或设置，有的甚至使用基建部门的调试定值。在发电机正常投入运行后，极易发生发电机涉网保护与限制缺乏和实际电网之间的协调等问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法。其目的是为了实现发电机涉网保护与励磁系统限制功能之间配合关系的自动校核，防止涉网保护与限制拒动和误动，确保系统安全稳定运行，减小故障破坏范围，增强电厂的涉网保护与限制整定值校核和管理工作的专利技术目的。
[0007]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0008]一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，包括：
[0009]发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核；
[0010]发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核；
[0011]发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核；
[0012]发电机定子过电压保护与励磁系统定子过电压限制功能的自动校核；
[0013]发电机定子过负荷保护与励磁系统定子过流限制功能的自动校核。
[0014]更进一步的，所述发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核：励磁系统过励限制功能需要与发电机转子过负荷保护相配合的反时限特性，是获得强励时间时限制励磁电流的前提条件，发电机转子过负荷保护定值大于过励磁限制器动作定值，同时发电机转子过负荷能力对应值大于转子过负荷的保护定值，发电机转子过负荷能力对应值、转子过负荷保护定值与过励限制器动作定值逐级递减，为三者留出级差。
[0015]更进一步的，所述发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核：励磁系统低励限制先于发电机失磁保护动作的原则，低励限制曲线应与静稳极限边界配合，且留有一定裕度，发电机从开始失磁直到最后出现失稳，测量机端的功率和阻抗都应当首先进入限制低励区，之后进入保护低励区，最终得到失磁的保护圆。
[0016]更进一步的，所述发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核：励磁系统伏赫兹限制应与发电机的过激磁特性匹配，具有定时限和反时限特性，发电机动态过程的励磁调节应不受电压与频率的比率限制单元动作的影响；反时限特性采用非函数型式的多点表述方式，与过激磁保护的定时限和反时限特性配合。
[0017]更进一步的，所述发电机定子过电压保护与励磁系统定子过电压限制功能的自动校核：励磁系统如设有定子过电压限制功能，应与发电机定子过电压保护相配合，限制环节应在机组保护之前动作，励磁系统的定子过电压限制一般为定时限，与发电机定子过电压保护相同特性。
[0018]更进一步的，所述发电机定子过负荷保护与励磁系统定子过流限制功能的自动校核：励磁系统定子过流限制应与发电机定子过负荷保护配合，遵循定子电流限制先于定子过负荷保护动作的原则，定子过流限制动作区域小于定子过负荷保护动作区域，同时定子过负荷保护动作区域也小于发电机允许过负荷能力，并且留有适当的裕度。
[0019]更进一步的，所述发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核，其中，过励反时限特性函数类型与发电机磁场过电流特性函数类型一致，过励反时限与发电机转子绕组过负荷保护特性之间留有级差，顶值电流下的过励反时限延时比发电机转子过负荷保护延时减少，取2s；
[0020]过励反时限启动值小于发电机转子过负荷保护的启动值，为105％
‑
110％发电机额定磁场电流，启动值不影响反时限特性，强励反时限限制值比启动值减少5％
‑
10％发电机额定磁场电流，以释放积累的热量，也可限制到启动值，再根据强励限制动作信号，减少磁场电流；
[0021]励磁系统过励限制及发电机转子过负荷保护与发电机转子强励能力曲线遵循反时限过热特性：
[0022][0023]式中：I
*
为转子电流标幺值；A为热容量常数；T为时间。
[0024]更进一步的，所述发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核，其中，欠励限制动作曲线按发电机不同有功功率静稳定极限及发电机端部发热条件确定；由系统静稳定条件确定进相曲线时，根据系统最小运行方式下的系统等值阻抗，确定该系统的欠励动作曲线；按有功功率P＝P
N
时允许无功功率和Q＝
‑
0.05Q
N
，P＝0时Q＝
‑
0.3Q
N
两点来确定欠励限制的动作曲线，其中P
N
、Q
N
分别为额定有功功率和额定无功功率；有较大进相时，按静稳定极限值留10％储备系数整定，不超过制造厂提供的P
‑
Q运行曲线；
[0025]整定低励限制的一般原则为：在有功出力全范围合理定义、满足定子端部热稳定限制要求、满足静态稳定限制要求、根据机端电压变化进行调整、与失磁保护协调配合；低励限制动作曲线是在发电机的P
‑
Q平面上根据进相试验确定的系统无功储备整定的，而阻抗型失磁保护则是在发电机机端的R
‑
X测量阻抗平面上计算的，将两者归算到同一坐标平
面上进行讨论，核查励磁系统低励限制、发电机失磁保护、进相试验及P
‑
Q极限时，对应低励限制定值中设置的有功功率点选取功率点。
[0026]更进一步的，所述发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核，其中，发电机组过激磁保护装设由低定值和高定值两部分组成的定时限过激磁保护或反时限过激磁保护，优先装设反时限过激磁保护；发电机组过激磁保护配置定时限保护时，其低定值部分动作于信号，高定值部分动作于解列；发电机组过激磁保护配置反时限保护时，反时限保护动作于解列；反时限过激磁保护启动值高于额定值的1.07倍。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：包括：发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核；发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核；发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核；发电机定子过电压保护与励磁系统定子过电压限制功能的自动校核；发电机定子过负荷保护与励磁系统定子过流限制功能的自动校核。2.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核：励磁系统过励限制功能需要与发电机转子过负荷保护相配合的反时限特性，是获得强励时间时限制励磁电流的前提条件，发电机转子过负荷保护定值大于过励磁限制器动作定值，同时发电机转子过负荷能力对应值大于转子过负荷的保护定值，发电机转子过负荷能力对应值、转子过负荷保护定值与过励限制器动作定值逐级递减，为三者留出级差。3.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机失磁保护与励磁系统低励限制功能的自动校核：励磁系统低励限制先于发电机失磁保护动作的原则，低励限制曲线应与静稳极限边界配合，且留有一定裕度，发电机从开始失磁直到最后出现失稳，测量机端的功率和阻抗都应当首先进入限制低励区，之后进入保护低励区，最终得到失磁的保护圆。4.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机过激磁保护与励磁系统伏赫兹限制功能的自动校核：励磁系统伏赫兹限制应与发电机的过激磁特性匹配，具有定时限和反时限特性，发电机动态过程的励磁调节应不受电压与频率的比率限制单元动作的影响；反时限特性采用非函数型式的多点表述方式，与过激磁保护的定时限和反时限特性配合。5.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机定子过电压保护与励磁系统定子过电压限制功能的自动校核：励磁系统如设有定子过电压限制功能，应与发电机定子过电压保护相配合，限制环节应在机组保护之前动作，励磁系统的定子过电压限制一般为定时限，与发电机定子过电压保护相同特性。6.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机定子过负荷保护与励磁系统定子过流限制功能的自动校核：励磁系统定子过流限制应与发电机定子过负荷保护配合，遵循定子电流限制先于定子过负荷保护动作的原则，定子过流限制动作区域小于定子过负荷保护动作区域，同时定子过负荷保护动作区域也小于发电机允许过负荷能力，并且留有适当的裕度。7.根据权利要求1所述的一种发电机涉网保护与励磁系统限制功能自动校核方法，其特征是：所述发电机转子过负荷保护与励磁系统过励限制功能的自动校核，其中，过励反时限特性函数类型与发电机磁场过电流特性函数类型一致，过励反时限与发电机转子绕组过负荷保护特性之间留有级差，顶值电流下的过励反时限延时比发电机转子过负荷保护延时减少，取2s；过励反时限启动值小于发电机转子过负荷保护的启动值，为105％
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110％发电机额定磁场电流，启动值不影响反时限特性，强励反时限限制值比启动值减少5％
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10％发电机额
定磁场电流，以释放积累的热量，也可限制到启动值，再根据强励限制动作信号，减少磁场电流；励磁系统过励限制及发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢盛阳，王同，张武洋，闫振宏，蔡玉朋，于同伟，杨璐羽，吴蒙，楚天丰，周家旭，赵宏炎，卢岩，王英明，李鹏里，厍世达，杨东升，黄未，于永良，宋保泉，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：