大型发电机失步保护的原理与整定_郭玉恒.pdf

《大型发电机失步保护的原理与整定_郭玉恒.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2000年7月继RE电LA器Y第28卷第7期25大型发电机失步保护的原理与整定郭玉恒(二滩水电厂,四川攀枝花617000)摘要:详细分析三阻抗元件的失步保护原理及定值整定。关键词:大型机组;发变组单元;失步;定值整定中图分类号:TM772文献标识码:A文章编号:1003-4897(2000)07-0025-03随着工农业的发展,电网需求不断的扩大,机组1的右方向左移动,表明发电机电势比系统电势超的容量也越来越大,并与变压器构成单元接线,发—前,是发电机状态。阻抗轨迹1、2、3从图1的左方变组的电抗比与它们相连的系统等值电抗大。当系向右移动,

2、表明发电机电势比系统电势滞后,是电动统发生振荡,振荡中心往往落于发变组内,严重影响机状态。厂站侧的厂用系统,危及机组安全运行。对大型机2失步保护的主要构成组应该配置功能比较齐全的失步保护。这里介绍一种三阻抗元件的失步保护。根据图1的阻抗运行轨迹,可以用一个透镜阻抗元件和两根直线型阻抗元件构成三阻抗元件监测1基本原理发电机的失步。阻抗元件图如图2,EF为电抗元发电机与系统发生失步的振荡中心轨迹图如件,把阻抗平面分为两个动作区,即图2所示的动作下:区1、动作区2。当振荡中心落于区1说明振荡中心位于发变组内部,当落于区2时,振荡中心位于升压变以外

3、的系统。AB为阻挡元件,把透镜元件分成左右两部分。Υ为阻抗角,失步线AB⊥EF。坐标原点0代表失步保护安装处,即机端。图1机端失步阻抗轨迹图2三阻抗元件的构成B代表发电机A代表系统X'd代表发电机阻抗XT代表主变阻抗ZS代表系统阻抗3失步保护需要检测的内容图1中,三条虚线都表示发电机B与系统A失判断发电机是否处于失步状态,必须进行下列步时机端的振荡阻抗轨迹,其中:虚线1表示EB=检测:EA时的振荡轨迹,与失步线AB垂直,交点处的·发电机转子旋转速度与同步速的差别(Δωf),EA、EB夹角δ(即功角)为180度,虚线圆弧2、3分见第5节。别表

4、示在EBEA的情况下,机端振荡·失步阻抗的测定。由机端电压和电流,在线阻抗轨迹。当EB与EA的相位差180度时,振荡中测量机端失步阻抗轨迹,即图1中的虚线1或2或心的轨迹与失步线AB相交。阻抗轨迹1、2、3从图26大型发电机失步保护的原理与整定N-13。1Ks=2∑gn〔Dsin(nωt)-Bcos(nωt)〕·功角δ的检测。在失步过程中的某一瞬间,AD-Bn=0N-12EA与EB相交于失步阻抗轨迹上一点(如图1中的其中A=∑sin(nωT)n=0D点),与IZ∑(I为振荡电流)组成的电压三角形,N-1B=∑sin(nωT)c

5、os(nωT)三角形的∠ADB就是要检测的功角δ。n=0N-1·振荡失步的滑极次数N1和N2,N1代表动作D=∑cos2(nωT)n=0区1的滑极次数,N2代表动作区2的滑极次数。图对于时刻tm,有1中的虚线1、2、3必须与透镜元件相交于两点,且N-1与阻挡元件相交于一点,才能作为1次滑极。gm=n∑=0gn〔Kbncos(mωT)+Kansin(mωT)〕14何时进行功角δ的检测其中Kan=2〔Asin(nωT)-Bcos(nωT)〕AD-B1a.三相中的最小电流大于0.10INKbn=2〔Acos(nωT)-Bsin(nωT)〕AD-B

6、b.三相电压中的最大电压低于0.92UN由此得Uα(t)、Uβ(t)的基频分量为c.转差频率为0.2～8HzN-1d.处于发电机状态Uαm=n∑=0Uαn〔Kbncos(mωT)+Kansin(mωT)〕N-1当满足以上4个条件时,失步保护装置进行发Uβm=∑Uβn〔Kbncos(mωT)+Kansin(mωT)〕n=0电机功角δ检测,如检测的功角大于整定的报警基波综合矢量U1,m可写成角,保护装置发报警信号,提示运行人员。N-11jmωTU1,m=∑〔(Uαn+jUβn)(Kbn-jKan)e+5发电机转子角速度ωf的测量(即fs或22n

7、=0-jmωTΔωf)(Uαn-jUβn)(Kbn+jKan)e〕上式中第1项为正序分量,第2项为负序分量。通常利用装在转轴上的测速电机或电磁传感正序基波综合矢量在α、β轴上的投影为器,但是有些发电机大轴已无法添置测速电机或测N-11速齿盘,而且在系统扰动期间的转轴扭振(约10HzU1,α=∑(UαnKbn+UβnKan)n=08左右)对测速也有影响。这里介绍一种新型原理的N-11测速方法。U1,β=n∑=0(UβnKbn-UαβKan)8实测发电机机端三相电压Ua(t)、Ub(t)、则由机端观测到的角速度为:Uc(t),它们的综合矢量U(

8、x,t)为dU1,βω=arctg()12dtU1,αU(x,t)=〔Ua(t)+αUb(t)+αUc(t)〕3注意到发电机定子旋转磁场转速发生变化j120°式中α=e,x为观测