永磁机匝间短路导致主变差动保护误动作分析.pdf

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1、第26卷第3期VO1.26NO.32002年2月10日Fe.109200273永磁机匝间短路导致主变差动保护误动作分析王壹19施秀萍29濮钧2(1.安徽铜陵发电厂9安徽省铜陵市244012S2.安徽电力试验研究所9安徽省合肥市230022)关键词:永磁机S匝间短路S主变差动保护中图分类号:TM7720引言因为该机组是高起始响应3机励磁系统9具有强励顶值电压高~速度快的特点[1]9一旦发生误强某电厂300MW汽轮发电机采用发电机变压励9足以导致发电机瞬间过电压O器组单元制接线9发电机出口直接连接主变压器~高厂变O在某一次并网前9运行人员在励磁调节器FCR

2、方式9即手动恒磁场电流调节方式下9刚刚合上励磁机和发电机的磁场开关9进行空载50%启励升压时9发电机电压表指针瞬间满偏指示9超过额定电压9发电机变压器组差动~主变差动和高厂变差动同时动作9机组全停O经检查9未发现发电机~变压器~高厂变以及相关连线有故障9但是通过测量永磁体副励磁机(PermanentmagneticgeneratOr9缩写为图1励磁系统框图PMG9以下简称永磁机)定子绕组直流电阻发现9Fig.1BlockdiagramofexcitationsystemA9B9C相直流电阻分别为4.427m092.016m094.426m09永磁机B相

3、有匝间短路O永磁机匝间短路在主变差动和高厂变差动~发电机变压器组差2永磁机B相匝间短路导致励磁调节器误动保护区外9这3种差动保护误动作的直接原因是强励永磁机匝间短路引起的主变压器~高厂变过励磁O永磁机B相匝间短路9汽轮机保持3000r/min时9永磁机三相空载输出电压实测为:U1励磁调节器同步信号低压强励的特点A0=115V9UB0=46.4V9UC0=118V9UAB=71.2V9UAC=这套励磁调节器是瑞典ABB公司的~PC840187V9UBC=148.2V9三相电压之间的角度经计算型微机励磁调节器O这种调节器在国外大多用于自为oAB=159oA

4、C=1079oBC=122O并激励磁系统9具有同步信号低压强励功能O强励的同步信号低电压判据是:当同步信号电压低于整定3个电压的相量图如图2所示9UAB9UBC比额定值时(整定值通常为小于额定电压值的80%)9强励值要小9空间角度不对称O同步信号取样值是永磁机动作O对于自并激励磁系统9同步信号都是取自发电的三相线电压9因此9同步信号电压值也远远小于正机出口的励磁变压器电压9同步信号电压低于额定常值9满足了同步信号低压强励的判据9引起励磁调值的80%9意味着发电机电压低于额定值的80%9节器误强励9从而导致发电机空载过电压O此时9为了系统稳定~机组安全9

5、发电机有必要进行从故障录波器的记录来看9也发现发电机三相强励9所以这个强励判据对于自并激发电机是合理电压瞬间冲到1.4倍额定电压9激磁电流达10kAO的O该发电机出口直接连接主变压器9所以发电机过电但是在国内常见的3机励磁系统中9采用这个压立即引起了主变过激磁9差动保护瞬时动作跳机9判据就会产生问题O如图1所示93机励磁系统的同磁场过流限制~磁场过流保护~过励磁保护以及过电步信号都取自副励永磁机出口电压9当副励永磁机压保护没有达到动作整定延时9没有来得及动作O出口电压低时(例如永磁机匝间短路)9同步信号电根据<继电保护和安全自动装置技术规程>(中压低9

6、会导致误强励O华人民共和国行业标准DL40091)中2.3.4条的规定9电力变压器纵联差动保护应在变压器过励磁收稿日期:2001-07-16S修回日期:2001-08-02O时不误动O为了满足这一要求9保护装置需要在算法74上加以改进对反时限过励磁保护的整定数据已做a.每次空载启励前,运行人员应该核实永磁机了修正,见表1三相电压平衡,且电压在额定值b.励磁调节器的同步信号低压强励功能,只适用于自并激励磁系统,因为在这种系统中,同步信号电压取自发电机电压而对于3机励磁系统,同步信号取自永磁机,不宜采用这种强励方式,建议将调节器的这部分功能闭锁住c.在发电

7、机~变压器的过励磁倍数原始数据不足的情况下,反时限过励磁保护不能为了防误动而将动作延时整定得过长参考文献图2永磁机B相匝间短路电压相量图Fig.2PhasOrdiagramOfVOltageOfPMGwhen1李基成(LiJicheng).现代同步发电机整流器励磁系统(Therec-turn-tO-turnshOrtcircuitOccursOnphaseBtifierExcitationSystemofModernSynchronizationGenerator).北京,水利电力出版社(Beijing,HydraulicandElectricPowe

8、r表1过励磁保护的修改整定值Press),1987Table1ImprOVedsetValue