發(fā)電機勵磁系統(tǒng)現(xiàn)狀問題和發(fā)展趨勢2(編輯修改稿)
2025-04-20 23:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 國標要求，新國標要求為：不小于177。15%。大的補償度對應(yīng)于主變短路電抗Uk＞20%，500kV系統(tǒng)有時短路容量過大，這是限制短路電流的措施之一。（3）電壓檢測環(huán)節(jié)測量時間過長 國標要求≤30ms，但個別AVR由于采用不適當?shù)臑V波處理方法，最長時間常數(shù)可達100ms以上。（4）未完全按國標要求，對移相觸發(fā)環(huán)節(jié)進行反余弦處理Ud==簡單辯識方法ΔUf/Δcosα=C 參數(shù)設(shè)置不合理（1） PT斷線問題 標準中要求AVR的兩個獨立自動通道不共用電壓互感器（PT），且要求PT回路失壓時具有防止誤強勵功能。在AVR兩個自動通道中一般分別取兩個PT的二次電壓，判斷PT斷線及控制的策略有幾種方法：（a） 計算三相電壓平均值，當?shù)陀谀吃O(shè)置值時，判斷PT斷線，進行通道切換；（b） 三相電壓分別計算，當有單相電壓低時，三相電壓不平衡，出現(xiàn)負序分量，判斷PT斷線，進行通道切換；（c） 分別計算主、從通道三相電壓，當?shù)陀谀吃O(shè)置值時，經(jīng)延時再進行通道切換，若兩個通道均出現(xiàn)低電壓時，再引入功率判據(jù)，防止誤強勵；（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、或與可控硅陽極電壓比較，當出現(xiàn)單通道電壓異常時，切換到另一自動通道，兩通道都故障時，切換到手動通道。由于檢測是PT電壓與同步電壓（或陽極電壓）差值，當機組近端短路時，兩種電壓同時降低，沒有差值出現(xiàn)，仍可保持強勵功能。方法（a)(b)實現(xiàn)簡單，但可能出現(xiàn)誤判情況，特別是系統(tǒng)故障時兩PT電壓都低，有可能影響強勵功能；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。方法（c) 也在多個電廠中使用，但參數(shù)整定不當時，可引起發(fā)電機過電壓。*PT斷線判椐延時過長可導(dǎo)致發(fā)電機過電壓 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；由檢測錄波圖可見，無論發(fā)生何種復(fù)合PT故障，在AVR切換時，通過仿真試驗確認，當采用方案（c)時，,但現(xiàn)場整定此值多為1s,可能帶來過電壓的隱患。（2） UEL參數(shù)設(shè)置不合理 現(xiàn)場檢查及RTDS仿真性能檢測均表明，當AVR中欠勵限制（UEL）環(huán)節(jié)等效于和AVR電壓控制環(huán)串聯(lián)運行時，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，配合不當時，會使發(fā)電機組進相運行中發(fā)生不穩(wěn)定的較大擾動。下圖是對機組進行5%給定電壓階躍響應(yīng)試驗，反映了AVR中UEL的投退及選擇不同參數(shù)的影響。 試驗中參數(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改進參數(shù)： Kpq=,Kpqi=；表面分析UEL參數(shù)變化并不大，但實際上是通過多次各種工況下的試驗考核才確定的，由此可見要在現(xiàn)場僅僅通過簡單試驗檢查就確定這種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，當對機組進行10%給定電壓大擾動階躍響應(yīng)試驗時，還會出現(xiàn)另一種情況，發(fā)電機帶不同負荷時，UEL動作行為不一致，機組輕載時甚至出現(xiàn)振蕩情況。 不同負荷下投入UEL比較 檢測中還發(fā)現(xiàn)，有些UEL動作后，無功功率Q受控已返回正值以上時，AVR仍不切換到電壓控制環(huán)正常運行，甚至在UEL作用下發(fā)生機端過電壓現(xiàn)象，產(chǎn)生原因是AVR未停止在UEL控制環(huán)內(nèi)的無功計算，正確邏輯是當Q0時，返回電壓環(huán)。（3） 三機常規(guī)系統(tǒng)中若UEL參數(shù)設(shè)置不當可能引起更嚴重后果 程序設(shè)計思路錯誤本文所謂的程序設(shè)計不正確是指程序設(shè)計理念不正確，或控制邏輯和策略不合理。（1） 控制邏輯不合理 在機組甩負荷監(jiān)測試驗中，發(fā)現(xiàn)有些AVR控制異常，造成機端嚴重過電壓情況，如下圖所示。表1甩負荷試驗數(shù)據(jù) AVR給定設(shè)置:Vref=. 調(diào)差系數(shù) D(%)初始有功P0（MW）初始無功Q0（Mvar)定子瞬時過壓（) 3266 0266 3245試驗波形和數(shù)據(jù)表明產(chǎn)生過電壓的原因和調(diào)差系數(shù)的設(shè)置有關(guān)，這在過去的勵磁系統(tǒng)現(xiàn)場交接試驗中很少出現(xiàn)，細查程序后發(fā)現(xiàn)有兩種錯誤可引起過電壓：（a) V/Hz限制輸出控制位置不對，未計及調(diào)差環(huán)節(jié)的影響，當整定了調(diào)差系數(shù)后，實際 V/Hz限制的動作值是：動作倍率*（ 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)負值越大，產(chǎn)生的過電壓越高；（b) 有些AVR中還設(shè)計了V/Hz保護，控制邏輯是一旦超過保護定值，自動切換到調(diào)節(jié)器手動工作方式；但是手動跟蹤是機組負載狀態(tài)、因未引入發(fā)電機主開關(guān)的位置等信號，故不能及時判斷發(fā)電機已處于空載工況，結(jié)果出現(xiàn)了過電壓。（2）和硬件電路有關(guān)的設(shè)計理念不同—反時限問題勵磁系統(tǒng)的頂值電流由GB/。（勵磁限制曲線與按照磁場過電流曲線整定的轉(zhuǎn)子過負荷保護曲線必須留有距離，避免保護先于限制動作）。磁場繞組的過負荷特性應(yīng)滿足式（1）的關(guān)系。(為磁場繞組過負荷反時限保護整定提供依據(jù))。 （1）式中：If——發(fā)電機磁場電流，A； I
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