發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與低勵(lì)限制的整定配合

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第32卷第18期2008年9月25日電力系統(tǒng)自動(dòng)化AutomationofElectricPowerSystemsV01．32No．18Sept．25，2008發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與低勵(lì)限制的整定配合劉偉良，荀吉輝，薛瑋(湖南省電力公司試驗(yàn)研究院，湖南省長(zhǎng)沙市410007)摘要：針對(duì)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)中低勵(lì)限制環(huán)節(jié)的整定存在不能統(tǒng)一在同一坐標(biāo)系、兩者整定配合不盡合理的現(xiàn)象，提出了一種適合于工程實(shí)際應(yīng)用的配合整定方法。首先分析了3種低勵(lì)限制曲線隨機(jī)端電壓變化的偏移情況，根據(jù)電工理論推導(dǎo)低勵(lì)限制線與失磁保護(hù)阻抗圓之間的映射關(guān)系，得出了標(biāo)

2、準(zhǔn)的映射方程；在此基礎(chǔ)上，提出了基于標(biāo)幺值和機(jī)端最低允許電壓兩者配合整定及校核的方法、原則和工程應(yīng)用注意事項(xiàng)，最后給出了具體的計(jì)算示例。關(guān)鍵詞：低勵(lì)限制；失磁保護(hù)；保護(hù)整定中圖分類(lèi)號(hào)：TM772；TM7610引言發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)中大多按發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)圓或異步圓整定動(dòng)作阻抗圓，而在自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中設(shè)有低勵(lì)限制環(huán)節(jié)，又稱(chēng)P／Q限制單元，兩者之間存在一定的配合關(guān)系。文獻(xiàn)E13要求“最低勵(lì)磁限制的動(dòng)作應(yīng)能先于勵(lì)磁自動(dòng)切換和失磁保護(hù)的動(dòng)作”。文獻(xiàn)[2]要求驗(yàn)證低勵(lì)限制與失磁保護(hù)整定是否正確。但是，失磁保護(hù)的動(dòng)作方程一般采用RX平面坐標(biāo)描述，而低勵(lì)限制的動(dòng)作方程一般采用P

3、_Q平面坐標(biāo)描述，分別屬于不同的坐標(biāo)系，無(wú)法直觀地比較兩者的配合關(guān)系，由于整定時(shí)未考慮兩者的配合或機(jī)組運(yùn)行參數(shù)等造成配合不合理而導(dǎo)致失磁保護(hù)誤動(dòng)時(shí)有發(fā)生，特別是機(jī)組帶較輕負(fù)荷進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，如果低勵(lì)限制整定得過(guò)于保守，既限制了發(fā)電機(jī)進(jìn)相能力的發(fā)揮，也可能使失磁保護(hù)誤動(dòng)[3]，為此，有必要對(duì)失磁保護(hù)和低勵(lì)限制整定進(jìn)行配合整定和核算，以提高機(jī)組和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。不少文獻(xiàn)討論了低勵(lì)限制和失磁保護(hù)的整定配合問(wèn)題[4’6]，但基本上是針對(duì)單臺(tái)機(jī)組或某個(gè)單一型號(hào)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)中的低勵(lì)限制方程。本文通過(guò)分析常見(jiàn)的低勵(lì)限制曲線與電壓變化的關(guān)系，推導(dǎo)出低勵(lì)限制與

4、失磁保護(hù)之間相互映射的轉(zhuǎn)換公式，在此基礎(chǔ)上歸納出適應(yīng)性較強(qiáng)的配合整定和校核的原則及方法。1低勵(lì)限射線與失磁保護(hù)阻抗圓映射關(guān)系1．1低勵(lì)限制動(dòng)作方程映射至R-X平面發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的低勵(lì)限制方程一般可分為直收稿日期：2008—05—14；修回日期：2008—06—29。線型、模擬靜穩(wěn)圓型和功角型，分別表示為：QA+U2R。(2)fQ<(KP—A)U2?{K：cot艿(3’式中：K為限制線的斜率；A>0，B>0為常量；Qo為圓心；R。為半徑；P和Q為以發(fā)電機(jī)額定視在功率為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值；U為機(jī)端線電壓標(biāo)幺值。式(

5、1)～式(3)表示的曲線與P軸和負(fù)Q軸各有一個(gè)交點(diǎn)，隨機(jī)端電壓的下降曲線作相應(yīng)的偏移(偏移后的曲線用虛線表示)，由圖1可知，隨著機(jī)端電壓的下降，低勵(lì)限制更容易動(dòng)作，可以有效地防止機(jī)端電壓進(jìn)一步降低。掣伊裔模覽≮荔夠強(qiáng)剃。圖1機(jī)端電壓變化對(duì)低勵(lì)限制曲線的影響F唔1Effectofvoltagechangeonlowexcitinglimitcarve以式(1)為例將其映射到BX坐標(biāo)系，式(2)和式(3)以此類(lèi)推。首先將P=UIc08拳，Q=UIsin≯，(．『為發(fā)電機(jī)相間電流，下同，此處為標(biāo)幺值)代入式(1)得：Ujsin乒

6、將(Ucos≠)／I=R，(Usin≠)／I--X代入式(4)得：一77—萬(wàn)方數(shù)據(jù)電力纛統(tǒng)自動(dòng)代J2X

7、式(7)為模擬靜穩(wěn)圓，與失磁保護(hù)的阻抗圓方程形式相同，可以較為直觀地反映機(jī)端阻抗的變化，所以低勵(lì)限制采用式(2)較為合理，也便于與失磁保護(hù)進(jìn)行配合整定。1．2失磁保護(hù)動(dòng)作方程映射至pQ平面1．2．1靜穩(wěn)圓設(shè)失磁保護(hù)阻抗圓的圓心坐標(biāo)為(O，X。)，半徑為R。，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，其方程為：R2+(X—X。)2

8、百2QXo