问题2过励限制与转子绕组过负荷保护不协调配合课件.ppt

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1、2004年9月,发电机组涉网功能及网源协调要求,国网浙江省电力公司电力科学研究院 陈新琪2014年9月,2004年9月,概述发电机组涉网功能网源协调要求存在的主要问题整改情况,目 录,2004年9月,3,大机组 快速励磁远距离输电,复奉特高压直流葛上、龙政直流,电网发展存在的问题,1 概 述,2004年9月,1984年广东-九龙联络线、0.45Hz低频振荡。,电网发展存在的问题,2004年9月,2010.7 某水电站700MW机组功率振荡,0.82Hz,电网发展存在的问题,2004年9月,2012年3月某电厂两台1000MW机组在增加有功出力时出现1.09Hz低频振荡现象,电网发展存在的问题,

2、1.09Hz,2004年9月,某电厂300MW机组低频功率振荡现象,电网发展存在的问题,1.0Hz,2004年9月,2003.8.14 美国东北部加拿大联合电网大停电事故发电机组励磁系统过负荷引起跳机531台切除的发电机,原因复杂,其中17台是过励保护,14 台是失磁保护,18台是过电流,其中有多少台是误动,或整定不合理,这些机组的切除减少了对系统电压及频率支持。损失负荷6180万千瓦。,美加大停电,2004年9月,大停电的警示如何提高电力系统稳定性,2004年9月,产生稳定问题的原因,外部原因大扰动：短路、线路跳闸、机组跳闸、直流闭锁等小扰动：调整有功功率、无功功率、负荷增减等,2004年9

3、月,2 发电机组涉网功能,发电机调速系统发电机励磁系统发变组继电保护安全自动装置调度自动化（AGC、AVC、EMS、WAMS）,发电机组涉网设备,2004年9月,2 发电机组涉网功能,“网源协调”是指发电机组与电网的协调管理，通过对发电机组、升压站等与电网密切相关的设备管理，保证发电机组和电网的安全稳定运行。,2004年9月,调速系统模型和参数、快速减负荷（RB）、一次调频励磁系统模型和参数、强励、电力系统稳定器（PSS）、低励限制、过励和过激磁限制涉网保护（包括发电机组失磁保护、失步保护、过激磁保护、励磁变过流保护、高频、低频保护、定子过电压保护、定子低电压保护、汽轮机超速保护控制（OPC）

4、、零功率切机保护、转子接地保护及重要辅机保护等）,2 发电机组涉网功能,2004年9月,3 网源协调要求,励磁系统参数设置是否满足电网运行要求完成参数实测工作并上报省调。励磁系统强励倍数、强励时间、电压响应比或响应时间、AVR参数、调差率、PSS、AVC、PSVR 和SEDC等参数整定符合标准或电网运行要求。励磁限制及涉网保护是否满足电网运行要求励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合、发电机组定子过负荷限制器和定子过负荷保护情况，是否存在“越级动作”切机的可能性。,2004年9月,3 网源协调要求,励磁调节器过励限制、过励切换、过励保护与发变组转子保护的配合合理。低励限制与低励保护、失磁保护、失

5、步保护的配合合理，低励限制符合进相能力要求。V/Hz限制和过激磁保护的配合合理，V/Hz限制符合过激磁能力要求。,2004年9月,调节器的转子过电流保护,励磁变速断按照二次侧短路或者直流侧短路整定。当无发电机转子过负荷保护时可以延伸励磁变过流保护到发电机转子，替代发电机转子过负荷保护。过励限制和过励保护先于励磁变保护动作。在GB/T7409.1-2008中称为的过励保护包含调节器的顶值电流保护和过励反时限保护两种。励磁调节器内的过励保护主要完成通道切换，保持闭环控制运行。,2004年9月,调节器的定子过电流限制,定子过电流限制应先于定子过流保护动作，以避免停机。定子过流持续时间略大于转子过流持

6、续时间。区分进相和滞相下过流，进相过流增加励磁，滞相过流减少励磁。,2004年9月,励磁调节器的VHz限制,VHz限制特性应与发电机及主变压器铁芯的过励磁特性匹配。VHz限制及保护，应有一定时延，使发电机动态过程的励磁调节不受VHz限制单元动作的影响。要求：先于发电机和主变的过激磁保护动作进行限制；过激磁保护启动值不应低于额定值的1.07倍。宜具有定时限限制和反时限限制功能；发电机空载和负载下均投入运行；一般动作后减少电压给定值来限制伏赫比；限制后不影响PSS作用。,2004年9月,网源协调要求,涉网保护：过压保护、高频、低频保护、低频保护应与电网低频减载自动装置匹配，低频保护定值应低于电网低

7、频减载自动装置最小定值。厂用重要辅机变频器整定值能躲过瞬时高/低电压、频率异常的影响，不应先于主机保护动作。,2004年9月,4 存在的主要问题,发电机过励能力不满足国标要求过励限制与发电机转子过负荷保护、过励能力不协调定子绕组过负荷保护与定子过负荷限制不协调调差系数整定不合理厂用重要辅机变频器不能躲过瞬时高/低电压,2004年9月,问题1 部分型号发电机过励能力不满足国标要求,发电机过励能力标准-国标隐极同步发电机技术要求GB/T 7064-2008要求：发电机的转子绕组承受2.09倍额定励磁电流不少于10s。-国标水轮发电机基本技术条件GB/T 7894-2009要求：水轮发电机的转子绕组

8、应能承受2倍额定励磁电流，持续时间为-空冷的水轮发电机不少于50s；水冷或加强空冷的水轮发电机不少于20s。浙江电网提供了发电机过励曲线的60台机组中，有36台无法判断，有些火电机组低于国标隐极同步发电机技术要求GB/T 7064-2008要求。,2004年9月,问题1 部分型号发电机过励能力不满足国标要求,部分发电机过励能力未达标准 一些1000MW级发电机的强励能力仅为1.5倍10s。,2004年9月,过励限制定值转子过负荷保护定值发电机过励能力,并且之间留合理级差-定值过低，束缚能力，过早跳机，对机组和电网都不利；-定值高出发电机能力，不利于机组安全。,问题2 过励限制与转子绕组过负荷保

9、护不协调配合,原则：,2004年9月,转子过负荷保护配置要求,2004年9月,转子绕组过流保护按大型发电机变压器继电保护整定计算导则要求整定.,转子过负荷保护,2004年9月,定子过流限制定值定子过流保护定值发电机定子过流能力,并且之间留合理级差,问题3 定子过流限制与定子绕组过负荷保护不协调配合,原则：,2004年9月,调差系数：负调差系数，其效果是相当于补偿了部分主变电抗，将励磁恒压控制点移到机端外侧。单元接线的机组推荐设置负调差，以补偿部分升压变压器电抗，从而提高发电机对电网的无功支撑能力。,问题4 调差系数设置不尽合理,2004年9月,发电厂中的辅机变频器主要分-高压辅机（6kV或10

10、kV）变频设备锅炉的引风机、送风机、一次风机、二次风机、给水泵、凝结水泵等。-低压辅机（380V）变频设备锅炉的给煤机、锅炉的给粉机、空气预热器、增压风机、凝结水泵、空冷岛冷却风机等。,问题5 厂用辅机变频器不能躲过瞬时高/低电压,2004年9月,厂用辅机变频器保护应该能够躲过瞬时高/低电压波动,问题5 厂用辅机变频器不能躲过瞬时高/低电压,2004年9月,变频器的高、低电压穿越能力不应超越主设备和供电对象的能力，也不应束缚主设备和供电对象的能力。-变频器高压穿越性能应与主机过电压性能相配合。-变频器低压穿越性能应与主机低压性能相配合，宜与电厂一类辅机的低电压保护定值相配合。,问题5 厂用辅机

11、变频器不能躲过瞬时高/低电压,2004年9月,5 整改情况,1）调差系数整定优化 按照浙江并网机组网源协调重要参数核查结果及整改要求，对调差设置为零的统调机组提出新的调差设定参数，并对调差系数变化较大的发电机组计划重新进行PSS参数整定试验，并修正励磁系统及PSS模型参数。,2004年9月,调差系数整定优化,并列点的电压调差率宜按照5%整定，同母线下电压调差率相同。主变高压侧并列的发变组应采用补偿变压器电抗压降措施，电压调差率整定应满足：按照发电机无功电流由零增加到额定无功电流时，发电机电压变化不大于5%额定电压。考虑主变及厂变分接头。对励磁系统滞后特性影响小于10。试验方法电压静差率与电压调

12、差率,2004年9月,整改情况,2）过励限制与转子绕组过负荷保护不协调 对于存在设计缺陷的厂家产品进行系统整改，解决过励限制与转子绕组过负荷保护不协调问题。讨论：需通过励磁设备改造才能满足励磁标准要求的23台机组需与发电公司协商确定机组改造计划尽快使励磁系统过励限制定值与转子过负荷保护匹配的同时满足强励2倍10s的要求。Unitrol 5000 励磁系统除个别机组由于励磁软件原因外，其余机组均已完成，仍存在不足之处，启动值影响反时限特性。Unitrol F 励磁系统？3）增设转子绕组过负荷保护装置按标准要求,2004年9月,整改情况,4）定子过负荷限制与定子过负荷保护不协调 结合机组检修计划，对于存在设计缺陷的厂家产品进行系统整改，进行软件消缺升级工作。讨论：Unitrol 5000 励磁系统除个别机组由于励磁软件原因外，其余机组均已完成，仍存在不足之处，启动值影响反时限特性。5）发电机转子过负荷能力不能满足国标要求6）电厂重要辅机定值问题结合机组情况，要求各发电厂调整厂用重要辅机变频器整定值使其能躲过瞬时高/低电压的影响。,2004年9月,6 总 结,网源协调是保证电力系统安全稳定运行的 重要基石！,2004年9月,谢 谢！欢迎指正！,