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1、 勵磁系統(tǒng)過勵限制與發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護整定的配合 摘要：本文以EXC9100勵磁系統(tǒng)的過勵限制和PCS985-RS保護系統(tǒng)的過負(fù)荷保護整定的配合為例，研究二者之間的配合關(guān)系，結(jié)合實際運行情況，驗證了發(fā)電機勵磁過勵限制動作優(yōu)先于轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護動作，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：勵磁系統(tǒng)；過勵限制；過負(fù)荷保護1引言隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)的進程也不斷加快，人們對電力的需求量越來越多，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的要求也越來越高，近年來我國的電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴大，發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模及發(fā)電機組的容量在迅速增長，各種新型的電力設(shè)備和技術(shù)不斷研發(fā)和應(yīng)用，使得目前的電力系統(tǒng)動態(tài)行為更加復(fù)雜，而在暫態(tài)過程

2、之后的中長期動態(tài)穩(wěn)定問題引起了電力部門的關(guān)注。目前的大型發(fā)電機組都配備勵磁系統(tǒng)，其過勵限制功能起到防止勵磁回路過負(fù)荷的作用，并為了防止其出現(xiàn)異常而失效，又加裝了勵磁繞組過負(fù)荷保護系統(tǒng)，二者互相配合共同維護電力系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定。本廠所用勵磁系統(tǒng)為廣科所發(fā)明的EXC9100勵磁系統(tǒng)，發(fā)電機保護為南瑞繼保公司生產(chǎn)的PCS985-RS保護系統(tǒng)。2勵磁系統(tǒng)過勵限制發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的過勵限制指的是頂值電流瞬時限制和過勵反時限限制兩種功能，即為了保護發(fā)電機勵磁繞組不會因過熱而損壞，設(shè)定一個電流限制值，當(dāng)電流超過這個限制值，勵磁系統(tǒng)的過勵限制功能啟動，并通過勵磁調(diào)節(jié)器將磁力電流控制在允許的范圍之內(nèi)。其中靜止

3、勵磁系統(tǒng)和有刷交流勵磁系統(tǒng)通常采用發(fā)電機磁場電流作為過勵限制的控制量，而無刷交流勵磁系統(tǒng)則采用勵磁電流作為過勵限制的控制量1。3發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護分析發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷通常是由于勵磁繞組發(fā)生短路故障或其他故障而引起的，而過負(fù)荷保護則分為定時限過負(fù)荷保護和反時限過負(fù)荷保護兩種。前者的整定是按照正常的勵磁電流下能夠可靠返回的條件而確定的，后者則是由生產(chǎn)廠家提供的轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱條件來確定反時限過電流背書與相應(yīng)允許持續(xù)時間的關(guān)系曲線。PCS985-RS勵磁繞組反時限過負(fù)荷保護由三部分組成，分別為下限奇的農(nóng)耕，反時限部分和上限定時限部分。其中上限定時限部分設(shè)最小動作時間定值。4過勵限制與發(fā)電機轉(zhuǎn)子過

4、負(fù)荷保護整定的配合分析4.1過勵限制的參數(shù)整定勵磁系統(tǒng)過勵限制的過勵反時限啟動值的大小應(yīng)介于發(fā)電機勵磁繞組過負(fù)荷保護啟動值和勵磁系統(tǒng)額定勵磁電流大小兩者之間，通常設(shè)置為額定勵磁電流的1.051.1倍。一旦勵磁系統(tǒng)中的磁場電流大于這個過勵反時限啟動值，勵磁系統(tǒng)的過勵限制功能則進入反時限計算，經(jīng)過過勵限制的對磁場電流的限制，將電流控制在低于過勵反時限啟動值0.050.1倍的額定勵磁電流的范圍之內(nèi)，并將積累的熱量釋放，防止勵磁繞組過熱。通常規(guī)定過勵限制的啟動延遲不超過0.3s，用于減少有功功率波動和無功功率超調(diào)。并規(guī)定過勵限制的信號測量誤差應(yīng)小于0.5%，時間誤差應(yīng)小于0.05%。本電廠的EXC91

5、00勵磁系統(tǒng)采用的就是過勵反時限限制，系統(tǒng)選用的過勵限制功能曲線為極其快速反時限動作曲線，勵磁調(diào)節(jié)為串聯(lián)PID調(diào)節(jié)，與勵磁調(diào)節(jié)主環(huán)一致2。4.2過勵限制與發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護級差過勵限制與發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護之間的級差應(yīng)符合以下原則：首先是測量偏差不能影響限制動作和保護動作的啟動順序，應(yīng)為先限制后保護；其次在啟動過勵反時限限制動作，將磁場電流調(diào)整到啟動值以下的整個過程中，勵磁系統(tǒng)中積累的熱量不能引發(fā)保護動作啟動；最后為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需設(shè)置較大的過熱量和較小的級差。本廠的勵磁系統(tǒng)和勵磁過負(fù)荷保護系統(tǒng)實際運行中，當(dāng)磁場電流時的測量偏差為：過勵限制電流測量誤差為-1.5%，時間誤差為-0.

6、2%；而過負(fù)荷報復(fù)的電流測量誤差為1.5%，時間誤差為0.2%。限制過程中磁場繞組增加的過熱量約為4.81%，設(shè)定級差為2s，限制動作啟動時距離保護動作啟動還有0.64s。4.3頂值電流保護勵磁系統(tǒng)中的過勵保護主要完成通道切換和保持閉環(huán)控制運行的功能，勵磁調(diào)節(jié)器具有頂值電流保護的功能，實現(xiàn)運行通道和費運行通道同時進行檢測，一旦頂值電流瞬時限制功能失效，則發(fā)出信號，由保護系統(tǒng)進行切換通道的動作，在備用通道中對頂值電流進行限制。限制失效的判斷依據(jù)是限制值大小和延時時間，但發(fā)電機磁場電流不能超過額定磁場電流的3倍，而且不能產(chǎn)生較多的熱量。在我廠的實際運行中，無刷交流勵磁機勵磁系統(tǒng)的磁場電流達到1.1

7、倍的額定磁場電流時，延時為0.15s時進行通道切換動作，且最大磁場電流達到了2.35倍的額定磁場電流，轉(zhuǎn)子繞組的附加發(fā)熱量約2.7%，可以忽略不計。4.4過負(fù)荷保護參數(shù)整定配合研究根據(jù)我廠的過勵限制和勵磁繞組過負(fù)荷保護整定值，利用軟件對參數(shù)進行整定配合，如圖4.1所示，在我廠的實際運行中也驗證了過勵限制優(yōu)先于過負(fù)荷保護動作，其安全裕度充足，滿足實際要求。圖4.1過勵限制與勵磁繞組過負(fù)荷整定配合5結(jié)語本文通過對我廠所用的EXC9100勵磁系統(tǒng)的過勵限制和PCS985-RS發(fā)電機轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護系統(tǒng)的實際運行和其參數(shù)配合研究，得出了實用有效的整定配合分析方法，也對系統(tǒng)的動作順序進行了驗證，對系統(tǒng)的啟動值、限制值、限制動態(tài)過程要求和參數(shù)整定要求進行了研究和確定，供同行參考。參考文獻：1竺士章，陳新琪.勵磁系統(tǒng)的過勵限制和過勵保護J.電力系統(tǒng)自動化，2010，34（5）：112-1152朱必良，劉喜泉，陳小明.UNITOL6800勵磁過勵限制與勵磁繞組過負(fù)荷保護整定配合研究J.水電與新能源，2016（12）：10-12 -全文完-