发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法技术

技术编号:6525504 阅读:596 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法,采集发电机的三相电流信号,将电流的各模态次同步电流的正序、负序分量通过如下的公式折算成等效的工频负序电流,代入发电机原有的工频负序过电流保护判据中,进行定时限和反时限保护判别;同时判别等效的工频负序过电流是否持续的增长,构成发散保护判据。本发明专利技术可以检测发电机电枢电流中多个模态的次同步电流,并实现次同步电流的过电流保护及发散保护。尤其是经过低通滤波和带通滤波,分离出多组次同步模态频率的信号;采用过零点算法得到次同步模态的频率,采用傅氏计算得到模态信号的幅值序列和相量,本发明专利技术可应用原有的发电机工频负序电流保护,保护判据形式不变、定值不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统中发电机保护的
,更具体地涉及汽轮发电机的次同步振荡,并涉及发电机电枢电流中次同步电流检测、过电流保护、发散保护方法和相应的继电保护装置或监测装置。
技术介绍
一些大型火电厂远离负荷中心,发电机组容量大,多采用长距离输电,并在输电线路中配置串联电容补偿、可控串联电容补偿等电力电子设备,有时也采用直流输电方式。这些机组经过电容补偿的线路或空载长距离线路,当参数配合不当时,可能发生异步自励磁现象(简称异步自激),发电机定子绕组当中的电枢电流出现略低于同步频率(工频)的次同步频率的电流,次同步电流会产生脉振转矩,引起机械谐振、大轴扭振,使机组发热、振动加剧,严重时会损伤设备。次同步振荡频率大多在10Hz、5Hz之间。比如,我国内蒙古大唐托克托电厂,装机容量为8 X 600MW,经托源四回线输送至浑源变电站,再经源安双回线、源霸双回线向京津唐电网送电。在浑源变电站的线路上安装了 8套固定电容串补。经过分析,存在次同步谐振风险,为此在发电机主变压器的高压侧装设了静态阻塞滤波器(SBF),并为机组安装了轴系扭振保护(TSR)。其中SBF是由一组电感、电容相互串并联的电路。2008年4月,托克托电厂在试验SBF投入的过程中,发电机组出现了明显的异步自激,且电流呈发散趋势,使发电机组不能正常并网运行。之后调整了 SBF的设计参数,2年后,SBF才正式投入运营,异步自激得到抑制。为防止出现类似的异步自激而损坏设备,需装设次同步过电流保护装置。当发电机出现异步自激振荡时,发电机定子绕组的三相电流中既有工频(50Hz)分量,又包含次同步(10Hz、5Hz)分量,有时可出现多个次同步分量,每个次同步分量,称为对应频率的模态分量。发电机电枢绕组中流过三相稳态次同步电流,其正序、负序电流产生旋转磁场,与转子有相对运动,在转子产生转差频率的涡流,使转子发热,还会引起振动。目前,专门针对次同步电流的过电流保护很少,通常只是通过一个滤波器提取出一个模态的次同步电流,然后将电流的幅值与一个预设的定值进行比较,经过一个预设的延时发出报警或跳闸信号。这种方法虽然简单,但是存在明显缺点(1)只提取一个模态的电流是不够的,实际机组运行时有可能同时存在多个模态的次同步电流,比如托克托电厂的发电机异步自激时曾出现27Hz、39Hz附近的两个频率的次同步电流;( 保护定值的整定是随意设定的,缺乏理论依据;(3)保护功能单一,仅仅提供定时限过电流保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种可以检测发电机电枢电流中多个模态的次同步电流的方法,并实现次同步电流的过电流保护及发散保护的方法。本专利技术采取的技术方案是检测发电机电枢电流中多个次同步模态分量,折算成等效的工频负序电流后,实现定时限、反时限过电流保护以及发散保护的方法。 保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的三相电流信号iA、iB、ic,经,模态;采用过零点算法得到次同步模态的频率之,采用傅氏计算得到模态信号的幅值过低通滤波和带通滤波,分离出多组各模态次同步模态频率的信号iZZm,A、iZZm B、 m=l, 2’m,C序列ι ( )和对应的相量(η);求出各模态的三相电流对应的正序分量Inu、负序分量Im,2 ;将各模态的正序、负序分量折算成等效的工频负序电流Iml2 ;然后再进行定时限、反时限过电流保护以及发散保护的计算。 ( 1)电流信号采样。保护装置或监测装置使用固定采样频率,对发电机机端电流互感器CT 二次侧电流进行采样,得到三相电流iA、iB、ic ;(2)低通滤波,滤波参数固定在保护装置或监测装置的定值中,不需要调整。将iA、iB、 经过一个高阶的低通滤波,结果为本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法,其特征是:采集发电机的三相电流信号,将电流的各模态次同步电流的正序、负序分量通过如下的公式折算成等效的工频负序电流:                         式1其中:是最终折算的等效的工频负序电流值;Im,1 和Im,2是各模态次同步电流的正序、负序分量;km,1和km,2是修正系数;fn为实测的工频频率;fm是实测的模态频率。

【技术特征摘要】
1.发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法,其特征是采集发电机的三相电流信号,将电流的各模态次同步电流的正序、负序分量通过如下的公式折算成等效的工频负序电流其中Ig2是最终折算的等效的工频负序电流值;Inu和Im,2是各模态次同步电流的正序、负序分量;Iv1和km,2是修正系数;/n为实测的工频频率;/m是实测的模态频率。2.如权利要求1所述的发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法,其特征是采集发电机的三相电流信号,经过低通滤波和带通滤波,分离出多组次同步模态频率的信号;通过对多组次同步信号进行计算得到次同步模态的频率,模态信号的幅值序列和对应的相量;然后再求出各模态的三相电流对应的正序分量、负序分量最后将各模态的正序、负序分量通过式1折算成等效的工频负序电流。3.如权利要求2所述的发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法,其特征是将计算所得的等效的工频负序电流代入发电机原有的工频负序过电流保护判据,进行定时限和反时限保护判别,当定时限保护或反时限保护启动后,观测等效的工频负序电流是否有增长趋势,若当前工频负序电流值大于以前的值工频负序电流,则发散计数器累加,否则递减,计数器的计数值超过预设的定值,则认为是持续的增长,判为发散保护动作。4.如权利要求2或3所述的发电机次同步电流计算和次同步过电流及发散保护方法, 其特征是保护装置或监测装置用固定采样频率采集发电机的三相电流信号iA、iB、ic,经过低通滤波和带通...

【专利技术属性】
技术研发人员:张琦雪牛红海柏传军熊良根王凯陈俊严伟
申请(专利权)人:南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保工程技术有限公司
类型:发明
国别省市:84

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