大型发电机微机失步保护试验方法的研究

透 馋倾 角 ７ 。 ； 连境 内 角 １ ０ ２￣
Ｉ／ ／ ／
Ｊ
：
表 １ 某 电厂 ３０ ０ ＭＷ 机 组 失 步 保 护 定 值
（１ ）选取机端Ａ相 电压Ｕａ ０ 为３ Ｖ ０ ，Ｉ为４ 使满 足ｌ＞Ｉ） 。 ａ Ａ（ ａ ｑ， 改变Ｉ的相位 ，取其中１ ａ 个值使阻抗在 ｌ 区区内，如０ 。 。
电压幅值及相位 ，使阻 抗分别落在阻抗线上（ 的ｌ 、３ 区内 ， 下） 、２ 、４ 当到达整定滑极 次数时 ，再滑到４ 区失 步保 护动作 。在此过 程中 ，变 化 时间应满 足要 求 （ 小于２ｓ 如 ０ ），以免 滑极次数 计 数器 清零 ，同 时， 在２ ３ 、 区时 问也应满足要求 （ 如大于５ｍｓ 。 ０ ） 区内（ 动作 特性 试验 中间要 求机端 测量 阻抗 不能到阻 抗线 上 外） （ ） ，由于 同时改 变机 端 电压 幅值和 相位 ，这一要 求很 难得到 满 下 去 足。因此 ， 可采 用状态 序列 试验方法进行 ，也就是找出四个阻抗值分 别位于 ｌ ４ ， 后根据 滑极次数定值Ｎ 一区 然 设置 （ ＋ ） 个状态序列 ， Ｎ Ｉ ４ 并按 依次滑过 ｌ 、３ 区排序 。这种方法关键又是选取这四个 阻抗 、２ 、４ 值 ，一般按照 一定规 律进行 。下面针对表１ 中某厂３ ０ ０ ＭＷ机组失步保 护 定值 ，检查区 内动作特性 ，来说明这 一试验方法 。
电保 护调 试 ．助理 工程 师 。
学 术 研 讨
砖熊 ２
躺飙
…
大 型 发 电机 微 机 失步 保 护试 验 方 法 的研 究
马 素 红④ 旋 继 新 ② 杨 建 ①
（ 内 蒙 古 电 力 工 程 技 术 研 究 院 ② 内 蒙 古 电 力勘 测 设 汁院 ） ①
摘 要 本 文简要介 绍 了大型发电机微机 失步保 护的原理 ，并结合 实际发电厂调试工作 ，给 出了较 为简单易行 的微机 失步保护试
大型 发 电 机 失步 保 护 试 验 方 法
验 方法 ．
关键词
随着机组容量越来越大 ，电踟结构越来越复杂 ，系统 安全 、稳定 性要求越来越高 。当系统中一台或多台发 电机失去同步时 ，则可能严
据其原理 和实现 ，试验时可 以施 加机端单Ａ 相电压ｕ ，电流Ｉ ｌｓ ａ ａ ｂ， ＜ 且 保持 电流幅值 、相位不变 （ 角度可设为０ ），快速变换 机端单相 。
３ 保 护 试 验 方 法 研 究
对 失步保护 进行 试验时 ， 电保护 人员必 须详细 了解其 保护 原 继 理， 并采取容易实现 的试验方 法，以提高工作效率 ，并及时发现和解 决 问题 ，为机组提供可靠的保障。
参 考 文 献
【 王 维俭 ． １ ） 电气主 设备 继 电保 护原 理及 应 用【 ． Ｍ】 北京 ：中国 电力 出版
图１ 单台发电机与 系统失步 时的 网络 图
其 中，Ｇ 表发 电机 ；ｓ 代 代表系 统 ；Ｘ ’ 代表 发 电机阻抗 ；Ｘ 代 表主变阻抗 ；Ｚ 代表系统阻抗 。图２ ，三条虚线 都表示发 电机与系 ｓ 中
统失步时机端振 荡阻抗轨迹 ，其中 ， ｔ
区 内滑槛 次数 Ｎ
区外滑掘 班敷 Ｎ 启动 电１ Ｉ 虎 口
失步保护试验主要是检查区内 、外动作特性及跳闸闭锁 电流 。对 于区内（ 动作特 性的检查 ，关键是模拟 出滑极次数 大于 整定值 。根 外）
作者简介
马素 红 （ ９ １ １８ 一），女 ，毕业 于北 方工 业 大学 ，现从 事 继
（ 收稿 日期 ：２ １ — ６ ｌ ０ ０ ０ － ７）
４ 结 束语
４ ｓ
Ａ
。．
＼ ’
角， 坐标 原点 代表失步保护安装处 ，
即饥端 。 发电机正常 运行 时 ， 机端测量
阻抗 位于第一 象限（ 出Ｐ 输 ，输 出 图 失 ３ 步保 护阻 抗特性 Ｑ 或第 四象限（ 出Ｐ，吸 收Ｑ ，从正常运 行状态变 化到系统振荡是 ） 输 ）
１～９
ｌ～９ ０１ ０—５ ０ ００ Ａ
２
２ ３７ ４
跳 闸闭 锁电 流选择 Ｉｓ ｂ
０．１
１ Ｏ～１ ００ Ａ ８ ０
ｕ：机端 ；【 ：高 压侧 ）０ １
２ ５
虚直线ｌ 表示Ｅ＝ ｓ 振荡轨迹， ｇＥ时的 夹角 （ 即功角） ８。， 为１ ｏ 虚线圆弧
名称 范围 定 值
重危机机组安全和 电网稳定性、安全 性等。因此 ，大型机组 中均配置 功能比较齐全的失步保护。为确保保护功 能正常 ，需要进行失步保护
试验 。 １ 保 护 基 本 原 理
被保护发 电机与系统的连接简化 为单 机对无 穷大系统失步时网络 图 ，如图ｌ 所示 ，机端失步阻抗轨迹如图２ 所示 。
２ 分别表示在Ｅ ＜ ｓ ｇ Ｅ 的 、３ ｇ Ｅ和Ｅ ＞ ｓ
ｌ ＼ ／ ＼ ／ Ｉ．
Ｉ ／／／
３
踺 闹闭镁 电流
与 步 Ａ垂 ， 点 的 ｇＥ Ｅ ｆ ， 失 线 Ｂ 直 交 处 Ｅ、ｓ ｓ ｊｌ ／＼ ＝ ＼
情况 机 下， 端振荡阻抗轨迹。 力系 Ｅ 电 一
统 振荡 时 ，振荡 中心发生的位置不同 ， 则 机端 电 压 和 系 统 电压 Ｅ之 间 的 关 ｓ 系也不 同：当振荡 中心在发电机内部
社 ．２ ０ ０１
【 胡 希 同 ，宋 吉江 ． 型发 电机 微机 失 步保 护 原理 和 方案 Ⅱ． ２ ］ 大 ］ 电力技
术 ， ２ ０ ， ４ ３ －３ ０５ ： ７ ９
【】 许 继 ． 气ＷＦ ８ ０ ３ 电 Ｂ一 ０ Ａ系列 微机 发 电机 变压 器 组成 套 保护 装 置技
术说 明 书 ．０ ８ ２０
８角逐 渐增大 的过 程（ ＞８） ． 间变 化轨迹 是 自右 向左移动 ８ ，ｚ随时 的。轨迹首先进入右半透镜 ，再进入左半透镜从左边 界穿出 ， 果轨 如 迹在两个 半透 镜存在的时间至少大于某一值 （ ０ ）百度文库如５ ｍｓ，这个过程就可 以判为一次滑极 。当滑极次数大于整定值 ，且振荡 中心 位于发变组 内 部时 ，则保护可靠动作 ，否则保护可靠 不动作 。 为了避免振荡 电流 大于断路器遮断容量时跳 闸 ， 而有 损坏断路器 的危险 ，在 保护动作跳 闸之 前，还 需检查高压 侧电流Ｉ 是否大于跳 闸 闭 锁 电 流 Ｉｓ 只 有 当Ｉ＜Ｉｓ ｂ， ｂ ，才 可跳 闸 。
Ｊ
为 电抗 元件 ，把阻抗 平面分 为区内、 区外动 作区。ＡＢ为阻挡元件 ，把透 镜元件 分成左右两部分。 为阻抗
（ ） ２ 机端Ｉ为４ ０ ，Ｕ 为０ ａ Ａ 。 ａ 。不变 ，改变Ｕ 的幅值 ，取其 中 ａ １ 个值使阻抗在２ 区区内 ，￣１Ｖ。 ｌ ５ （ ） ３ 机端 Ｉ Ａ ｏ ，Ｕ 为５ 不变 ，改变Ｕ 的相 位 ，取其 中 ａ 为４ 。 ａ Ｖ ａ １ 个值使阻抗在３ 区区内 ，如 ｌ０ 。 ８。 （ ４）机端Ｉ为４ ａ Ａ ０ ，Ｕａ 。 为 １０ ８ 。不变 ，改变Ｕ 的幅值 ，取 ａ 其中１ 个值 使阻抗在４ 区区内，如 １ｖ。 ５ （ ） ５ 依次设置 ｌ 个状 态序列 ， ２ 状态信息为上述４ 个阻抗值对应的 机端电压 、电流幅值 和相位 ，按依次滑过 ｌ ２ ３ ４ 一 — — 区排序 ，并且保证 穿越 ２ 区所需的时 间大于 ５ ｍ 。开始试验后 ，当滑极 次数达到２ 、３ ０ ｓ 次 后 ，机端测量 阻抗第３ 穿越４ 次 区时 ，区内保护可靠动 作 。Ｂ 相试 、ｃ 验 方法相 同。 对于跳闸 闭锁 电流 的检查 同样 是施加 机端Ａ 相电压Ｕ ，电流ｌ ａ ａ ＞ Ｉｓ ｂ ，在 滑极次数大 于整定 次数时 （ 试验 方法 同上 ），保护可靠 不动 作。Ｂ ｃ 、 相试验方法相同。
图２ 机端失步阻抗轨迹
时 ，Ｅ 和 Ｅ 同相位 ，且 有Ｅ ＜Ｅ ；当振 荡 中心在 发 变 组外 部 时 ， ｇ ｓ ｇ ｓ Ｅ 和Ｅ 同相位 ，且有Ｅ ＞Ｅ 。 ｇ ｓ ｇ ｓ
２ 失步 保 护构 成 与 实现
根据 图２ 中阻抗运行轨迹 ，可 以用一个透镜 阻抗元件 和两根 直线 型阻抗元件构成三阻抗元件监 测发 电机的失步 ，如图３ 所示。其中ｚ ， Ａ ，
发 电机暂 态 电抗 石 ・
系统联 系电抗 ｚ
变压 器 电抗 Ｚ
０ ０ ０ ０ｎ —１０ ０ １
０１ ～１ ０Ｉ ｎ ０ ｍｎ
０１ ～１ ￣ｆ ｌ 『 ０ １朋【 】
３９ ８
３０ ２ ９
２２ ７
最大 灵敏 角 动 作功 角
６ ｖ ～９ ０ｆ ００ ９ Ｉ 一１ ０ｆｌ ０ｆ ｏ ５ ｑ