發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)現(xiàn)狀問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)2(編輯修改稿)
2025-04-20 23:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 國(guó)標(biāo)要求，新國(guó)標(biāo)要求為：不小于177。15%。大的補(bǔ)償度對(duì)應(yīng)于主變短路電抗Uk＞20%，500kV系統(tǒng)有時(shí)短路容量過(guò)大，這是限制短路電流的措施之一。（3）電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 國(guó)標(biāo)要求≤30ms，但個(gè)別AVR由于采用不適當(dāng)?shù)臑V波處理方法，最長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)可達(dá)100ms以上。（4）未完全按國(guó)標(biāo)要求，對(duì)移相觸發(fā)環(huán)節(jié)進(jìn)行反余弦處理Ud==簡(jiǎn)單辯識(shí)方法ΔUf/Δcosα=C 參數(shù)設(shè)置不合理（1） PT斷線問(wèn)題 標(biāo)準(zhǔn)中要求AVR的兩個(gè)獨(dú)立自動(dòng)通道不共用電壓互感器（PT），且要求PT回路失壓時(shí)具有防止誤強(qiáng)勵(lì)功能。在AVR兩個(gè)自動(dòng)通道中一般分別取兩個(gè)PT的二次電壓，判斷PT斷線及控制的策略有幾種方法：（a） 計(jì)算三相電壓平均值，當(dāng)?shù)陀谀吃O(shè)置值時(shí)，判斷PT斷線，進(jìn)行通道切換；（b） 三相電壓分別計(jì)算，當(dāng)有單相電壓低時(shí)，三相電壓不平衡，出現(xiàn)負(fù)序分量，判斷PT斷線，進(jìn)行通道切換；（c） 分別計(jì)算主、從通道三相電壓，當(dāng)?shù)陀谀吃O(shè)置值時(shí)，經(jīng)延時(shí)再進(jìn)行通道切換，若兩個(gè)通道均出現(xiàn)低電壓時(shí)，再引入功率判據(jù)，防止誤強(qiáng)勵(lì)；（d) AVR雙通道采集的PT電壓分別與移相觸發(fā)環(huán)節(jié)中同步電壓比較、或與可控硅陽(yáng)極電壓比較，當(dāng)出現(xiàn)單通道電壓異常時(shí)，切換到另一自動(dòng)通道，兩通道都故障時(shí)，切換到手動(dòng)通道。由于檢測(cè)是PT電壓與同步電壓（或陽(yáng)極電壓）差值，當(dāng)機(jī)組近端短路時(shí)，兩種電壓同時(shí)降低，沒(méi)有差值出現(xiàn)，仍可保持強(qiáng)勵(lì)功能。方法（a)(b)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但可能出現(xiàn)誤判情況，特別是系統(tǒng)故障時(shí)兩PT電壓都低，有可能影響強(qiáng)勵(lì)功能；方法（d) 比較完善，但雙PT都故障的極端情況不能和系統(tǒng)故障區(qū)分開(kāi)。方法（c) 也在多個(gè)電廠中使用，但參數(shù)整定不當(dāng)時(shí)，可引起發(fā)電機(jī)過(guò)電壓。*PT斷線判椐延時(shí)過(guò)長(zhǎng)可導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過(guò)電壓 下圖中波形1是先斷主PT的A相、后斷從PT的A相，波形2是先斷主PT的A相、后斷從PT的C相，波形3是先斷主PT的A相、后斷從PT的三相；由檢測(cè)錄波圖可見(jiàn)，無(wú)論發(fā)生何種復(fù)合PT故障，在AVR切換時(shí)，通過(guò)仿真試驗(yàn)確認(rèn)，當(dāng)采用方案（c)時(shí)，,但現(xiàn)場(chǎng)整定此值多為1s,可能帶來(lái)過(guò)電壓的隱患。（2） UEL參數(shù)設(shè)置不合理 現(xiàn)場(chǎng)檢查及RTDS仿真性能檢測(cè)均表明，當(dāng)AVR中欠勵(lì)限制（UEL）環(huán)節(jié)等效于和AVR電壓控制環(huán)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，UEL控制策略和參數(shù)選擇至關(guān)重要，AVR電壓控制環(huán)采用PI調(diào)節(jié)，UEL也用PI控制，則UEL中參數(shù)很難選擇，配合不當(dāng)時(shí)，會(huì)使發(fā)電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行中發(fā)生不穩(wěn)定的較大擾動(dòng)。下圖是對(duì)機(jī)組進(jìn)行5%給定電壓階躍響應(yīng)試驗(yàn)，反映了AVR中UEL的投退及選擇不同參數(shù)的影響。 試驗(yàn)中參數(shù)變化情況：AVR的PI校正參數(shù)：Kp=50,Ki=1；UEL原參數(shù)： Kpq=,Kpqi=2；UEL改進(jìn)參數(shù)： Kpq=,Kpqi=；表面分析UEL參數(shù)變化并不大，但實(shí)際上是通過(guò)多次各種工況下的試驗(yàn)考核才確定的，由此可見(jiàn)要在現(xiàn)場(chǎng)僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單試驗(yàn)檢查就確定這種PI調(diào)節(jié)的UEL參數(shù)并非容易。下圖表明，UEL參數(shù)設(shè)置不合理時(shí)，當(dāng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行10%給定電壓大擾動(dòng)階躍響應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)另一種情況，發(fā)電機(jī)帶不同負(fù)荷時(shí)，UEL動(dòng)作行為不一致，機(jī)組輕載時(shí)甚至出現(xiàn)振蕩情況。 不同負(fù)荷下投入U(xiǎn)EL比較 檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn)，有些UEL動(dòng)作后，無(wú)功功率Q受控已返回正值以上時(shí)，AVR仍不切換到電壓控制環(huán)正常運(yùn)行，甚至在UEL作用下發(fā)生機(jī)端過(guò)電壓現(xiàn)象，產(chǎn)生原因是AVR未停止在UEL控制環(huán)內(nèi)的無(wú)功計(jì)算，正確邏輯是當(dāng)Q0時(shí)，返回電壓環(huán)。（3） 三機(jī)常規(guī)系統(tǒng)中若UEL參數(shù)設(shè)置不當(dāng)可能引起更嚴(yán)重后果 程序設(shè)計(jì)思路錯(cuò)誤本文所謂的程序設(shè)計(jì)不正確是指程序設(shè)計(jì)理念不正確，或控制邏輯和策略不合理。（1） 控制邏輯不合理 在機(jī)組甩負(fù)荷監(jiān)測(cè)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)有些AVR控制異常，造成機(jī)端嚴(yán)重過(guò)電壓情況，如下圖所示。表1甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù) AVR給定設(shè)置:Vref=. 調(diào)差系數(shù) D(%)初始有功P0（MW）初始無(wú)功Q0（Mvar)定子瞬時(shí)過(guò)壓（) 3266 0266 3245試驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)表明產(chǎn)生過(guò)電壓的原因和調(diào)差系數(shù)的設(shè)置有關(guān)，這在過(guò)去的勵(lì)磁系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)中很少出現(xiàn)，細(xì)查程序后發(fā)現(xiàn)有兩種錯(cuò)誤可引起過(guò)電壓：（a) V/Hz限制輸出控制位置不對(duì)，未計(jì)及調(diào)差環(huán)節(jié)的影響，當(dāng)整定了調(diào)差系數(shù)后，實(shí)際 V/Hz限制的動(dòng)作值是：動(dòng)作倍率*（ VrefD），其中Vref為AVR電壓給定值，D為調(diào)差系數(shù)，因此調(diào)差系數(shù)負(fù)值越大，產(chǎn)生的過(guò)電壓越高；（b) 有些AVR中還設(shè)計(jì)了V/Hz保護(hù)，控制邏輯是一旦超過(guò)保護(hù)定值，自動(dòng)切換到調(diào)節(jié)器手動(dòng)工作方式；但是手動(dòng)跟蹤是機(jī)組負(fù)載狀態(tài)、因未引入發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)的位置等信號(hào)，故不能及時(shí)判斷發(fā)電機(jī)已處于空載工況，結(jié)果出現(xiàn)了過(guò)電壓。（2）和硬件電路有關(guān)的設(shè)計(jì)理念不同—反時(shí)限問(wèn)題勵(lì)磁系統(tǒng)的頂值電流由GB/。（勵(lì)磁限制曲線與按照磁場(chǎng)過(guò)電流曲線整定的轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)曲線必須留有距離，避免保護(hù)先于限制動(dòng)作）。磁場(chǎng)繞組的過(guò)負(fù)荷特性應(yīng)滿足式（1）的關(guān)系。(為磁場(chǎng)繞組過(guò)負(fù)荷反時(shí)限保護(hù)整定提供依據(jù))。 （1）式中：If——發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流，A； I
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