同步发电机的失磁保护.ppt
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1、同步发电机励磁保护,林莉,牟道槐,陈刚,唐毅,1.同步发电机励磁系统的结构,图1 同步发电机励磁系统的结构,统计数据表明,同步发电机励磁系统故障约占发电机总故障的60%以上。 同步发电机励磁系统故障分为部分失磁与完全失磁,导致发电机失步,进入有励磁异步运行状态或无励磁异步运行状态。 如果保护与控制不当,将对发电机造成严重损害,并威胁电力系统的安全。,2.同步发电机励磁系统故障保护的重要性,现行发电机失磁保护的判据有两类三种: 1)静稳定边界判据 用等无功阻抗圆表达的静稳边界判据 用励磁电压与有功函数关系表达的静稳边界判据 2)异步边界阻抗圆判据,3.现行主流励磁保护在原理上存在的缺陷,3.1
2、系统母线处测量阻抗,图2 系统等值电路,1) R-X并联电路的等效串联阻抗图及其与功率的关系,A)Rsh=const下的恒有功阻抗圆电路,分子、分母 同乘以2P,恒有功电路的等效串联阻抗圆图,图4 当U=const时,恒有功电路的等效串联阻抗为一个以R轴对称的圆图,B)Xsh=const下的恒无功阻抗圆电路,分子、分母 同乘以-j2Q,恒无功电路的等效串联阻抗圆图,汽轮发电机的静稳定边界条件:,3.2 用等无功阻抗圆表达的(反应无功边界的) 汽轮发电机的静稳边界判据,因此可用等无功阻抗圆表达汽轮发电机的静稳边界:,(吸无功量增大),(与有功无关),用系统母线处等无功阻抗圆表达汽轮发电机的静稳边
3、界,用发电机出口处等无功阻抗圆表达汽轮发电机的静稳边界,用等无功阻抗圆表达的汽轮发电机的静稳边界判据,用等无功阻抗圆表达的汽轮发电机的静稳边界判据,图7 用出口处等无功阻抗圆 表达的汽轮发电机静稳边界,缺陷 以小干扰稳定性概念提出来的; 建立在静态功角特性的基础上: 功角特性为正弦曲线 稳定破坏角度为cr=/2,用等无功阻抗圆表达的汽轮发电机的静稳边界判据,图8(a).失磁后由于励磁电流急剧减小,使发电机的同步功率与功角的关系(同步功角特性)不是正弦曲线.,图8(a) 完全失磁的同步功率动态过程,用等无功阻抗圆表达的汽轮发电机的静稳边界判据,图8(b)。异步功率出现。,图8(b) 完全失磁的
4、异步功率动态过程,图8(c) 完全失磁的 总电磁功率动态过程,图8(C)。总功率非正弦变化,用等无功阻抗圆表达的汽轮发电机的静稳边界判据,3.用(Uf.minPe) 表达的水轮发电机的静稳边界判据,1)水轮发电机的有功算式,反应功率峰值,电磁功率=励磁功率+反应功率,励磁功率,反应功率,凸极机临界点的(Eq,Pe.cr,cr)关系,2)失步功角与同步电势的关系,用(Uf.minPe) 表达的水轮发电机的静稳边界判据,3)失步点同步电势、总功率、失步功角的关系式,用(Uf.minPe) 表达的水轮发电机的静稳边界判据,(1) (2),在系统电压和阻抗确定的条件下,由(1)(2)式,给出功率 可解
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