一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定方法与流程

本发明涉及一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定方法，属于继电保护。

背景技术：

1、随着特高压直流工程的大规模投运，电力系统“强直弱交”问题愈发突出，电网对于暂态无功的需求愈发强烈。2017年起，快速动态响应同步调相机陆续在重要换流站、变电站投运，凭借其较强的瞬时无功支撑能力和短时过载能力，有效抑制换相失败故障的发生，为特高压直流输电稳定运行提供了坚强保障。

2、作为一种新兴设备，快速动态响应同步调相机与传统发电机相比，继电保护及励磁系统限制器原理均存在一定差异，但在配合原则上要求是一致的：

3、a）励磁系统中的伏赫兹限制应与过励磁保护协调配合，遵循伏赫兹限制先于过励磁保护动作的原则；

4、b）低励限制应与失磁保护协调配合，遵循低励限制先于失磁保护动作的原则；

5、c）过励限制应与转子/励磁变过负荷保护协调配合，遵循过励限制先于转子/励磁变过负荷保护动作的原则；

6、d）定子电流限制应与定子过负荷保护协调配合，遵循定子电流限值先于定子过负荷保护动作的原则。

7、随着投运数量的快速增长，快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定不合理、不规范的问题时有发生，甚至出现正常运行过程中保护先于限制动作引发跳机的情况。因此，对快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定问题进行研究和分析，进而提出一种统一、规范的整定计算方法，对于保障设备的安全稳定运行具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明目的是提供了一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定方法，进行快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

3、获取快速动态响应同步调相机及主变压器过励磁保护，选取其中动作更快者的定值通过伏赫兹限制整定模型进行伏赫兹限制整定；

4、根据低励限制整定模型对励磁系统的低励限制定值整定，使其与过失磁保护协调配合；

5、根据过励限制整定模型对励磁系统的过励限制定值整定，使其与过转子/励磁变过负荷保护协调配合；

6、根据定子电流限制整定模型对励磁系统定子过流限制定值整定，使其与过定子过负荷保护协调配合；

7、根据整定完成的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值对励磁调节装置定值进行设置，使伏赫兹限制与调相机/主变压器过励磁保护、低励限制与失磁保护、过励限制与转子/励磁变过负荷保护、定子电流限制与定子过负荷保护均能协调配合。

8、优选的，所述伏赫兹限制整定模型如下：

9、整定伏赫兹限制倍数级差进行，将调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的过励磁保护倍数级差作为伏赫兹限制倍数级差；

10、整定伏赫兹限制动作下限，伏赫兹限制动作下限倍数等于调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的下限倍数减去伏赫兹限制倍数级差；

11、整定下限动作时间，所述下限动作时间等于调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的下限倍数对应的时间；

12、整定伏赫兹限制点2~8点，所述伏赫兹限制点2~8点等于过励磁保护1~7点伏赫兹倍数，具体公式如下：

13、

14、式中，表示调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者各点的伏赫兹倍数；

15、整定伏赫兹限制2~8点动作时间，所述伏赫兹限制2~8点动作时间小于先于过励磁保护1~7点动作时间，具体公式如下：

16、

17、式中，表示调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者各点的动作时间。

18、优选的，所述低励限制整定模型如下：

19、整定低励限制无功定值，具体公式如下：

20、

21、式中，表示失磁保护ⅱ段逆无功功率百分比定值，表示调相机额定无功，表示调相机稳态运行最低无功，表示低励限制无功定值；

22、整定低励限制动作时间，所述低励限制动作时间为0.5s。

23、优选的，所述过励限制整定模型如下：

24、整定过励限制启动值，所述过励限制启动值大于等于1.1倍额定励磁电流长期运行并低于转子/励磁变过负荷保护启动值；

25、整定过励限制动作时间常数，所述过励限制动作时间常数低于转子/励磁变过负荷保护动作时间常数，具体公式如下：

26、

27、式中，表示转子/励磁变过负荷保护动作时间常数，表示过励限制动作时间常数。

28、优选的，所述定子过流限制整定计算模型如下：

29、整定定子过流限制启动值，所述定子过流限制启动值低于定子过负荷保护启动值；

30、整定过励限制动作时间常数，所述过励限制动作时间常数低于定子过负荷保护动作时间常数，具体公式如下：

31、

32、式中表示转子/励磁变过负荷保护动作时间常数，表示过励限制动作时间常数。

33、优选的，所述过励限制动作时间常数为70.875。

34、优选的，所述定子过流限制启动值为1.05，所述过励限制动作时间常数。为151.875。

35、一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定系统，包括：

36、数据采集模块：采集快速动态响应同步调相机及主变压器过励磁保护、调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的过励磁保护倍数级差、调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的下限倍数、伏赫兹限制倍数级差、调相机及主变压器过励磁保护中动作更快者的下限倍数对应的时间、过励磁保护1~7点伏赫兹倍数、失磁保护ⅱ段逆无功功率百分比定值、调相机额定无功、调相机稳态运行最低无功、1.1倍额定励磁电流长期运行、转子/励磁变过负荷保护启动值、转子/励磁变过负荷保护动作时间常数、定子过负荷保护启动值和定子过负荷保护动作时间常数数据；

37、整定模块：选取快速动态响应同步调相机及主变压器过励磁保护动作更快者的定值通过伏赫兹限制整定模型进行伏赫兹限制整定；根据低励限制整定模型对励磁系统的低励限制定值整定，使其与过失磁保护协调配合；根据过励限制整定模型对励磁系统的过励限制定值整定，使其与过转子/励磁变过负荷保护协调配合；根据定子电流限制整定模型对励磁系统定子过流限制定值整定，使其与过定子过负荷保护协调配合。

38、本发明的优点在于：本发明提供了进行快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定的方法，使限制能够与相应保护协调配合，避免保护不必要的动作，提升机组运行稳定性。

技术特征：

1.一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定方法，包括：

2.根据权利要求1所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述伏赫兹限制整定模型如下：

3.根据权利要求1所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述低励限制整定模型如下：

4.根据权利要求1所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述过励限制整定模型如下：

5.根据权利要求1所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述定子过流限制整定计算模型如下：

6.根据权利要求4所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述过励限制动作时间常数为70.875。

7.根据权利要求5所述的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定计算方法，其特征在于，所述定子过流限制启动值为1.05，所述过励限制动作时间常数。为151.875。

8.一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值整定方法，属于继电保护技术领域。获取快速动态响应同步调相机及主变压器过励磁保护，选取其中动作更快者的定值通过伏赫兹限制整定模型进行伏赫兹限制整定；根据低励限制整定模型对励磁系统的低励限制定值整定，使其与过失磁保护协调配合；根据过励限制整定模型对励磁系统的过励限制定值整定，使其与过转子/励磁变过负荷保护协调配合；根据定子电流限制整定模型对励磁系统定子过流限制定值整定，使其与过定子过负荷保护协调配合；根据整定完成的快速动态响应同步调相机励磁系统限制定值进行操作。本发明使限制能够与相应保护协调配合，提升机组运行稳定性。

技术研发人员：解笑苏,朱应峰,张维超,李明,王安东,曹志伟,丁俊齐,孙福春,王继豪,孙善华,袁训奎,许金阳
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19