670MW并网机组网源协调参数存在问题的探析

670MW并网机组网源协调参数存在问题的探析

张长志王建军倪玮晨张应田

（国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384）

摘要：根据我国国家电网对并网机组网源协调的深入调查，发现670MW并网机组网源协调参数存在着较多的问题，包括调差系数定值、发电机组转子过负荷能力不能达到我国新国标要求等，为有效解决这些问题，本文对670MW并网机组网源协调参数存在的问题进行了深入分析，具有重要意义。

关键词：670MW并网机组网源，协调参数，存在问题，解决对策

1.引言

发电机转子过负荷保护具有一种特殊性质，即反时限特性，GB/T7894-2008所规定的发电机转子过流反时限特性和反时限动作定值是互相匹配的。如果GB/T7894-2009、GB/T7064-2009和发电机实际能力不是一样的，应遵循和发电机实际能力相匹配原则。发电机转子过负荷能力应比发电机转子过负荷保护定值要大，同时应设置合理的级差。针对发变组转子绕组过负荷保护协调能力、励磁调节器过励限制能力，我国制定的新标准，对其提出了更为严格的要求。第一，新国家标准规定的励磁调节器过励限制定值应比实际值要小；第二，转子过负荷保护定值应大于过励限制定值，发电机转子过负荷能力数值一定要大于转子过负荷保护定值，同时在匹配过程中，必须要达到我国国家标准规定的定值，另外发电机磁场过电流能力、过励限制定值、国家标准定值、转子过负荷保护定值之间应设置合理的级差。假如转子过负荷保护定值比限制定值要小，这意味着限制功能是无效的，一旦系统出现故障问题，机组便极易出现过早跳机现象，大大降低系统运行的稳定性和安全性。假如转子过负荷保护定值远远大于限制定值，发电机转子过负荷能力便会受到极大的约束作用，同时在系统发生故障时，系统的正常运行也会受到一定的影响。

2.过励限制和过负荷保护在配合过程中存在的问题

根据我国电网大力保护、核查并网机组网源协调重要参数的要求，通过对有关设备技术说明进行查阅，对有关匹配原则、机制实际运行状况进行研究，本文深入调查分析了发变组转子过负荷保护定值、机组励磁调节器转子电流限制定值之间存在的协调问题。根据我国有关规定，汽轮发电机转子绕组有

（1）

式中：是发电机转子绕组的电流标幺值。

2.0倍转子额定电流下时间是20s，这是发电机转子绕组过流能力均存在的参数。RCS-985系列发电机变压器成套保护是发变组保护装置都具有的。对于发变组励磁绕组，它的反时限过负荷保护动作特性为

（2）

式中：是转子回路基准电流值，是转子回路电流，C是转子绕组热过热常数。

ABB一UNITROL5000系列微机励磁装置被机组励磁调节器所运用，其中，对于励磁调节器装置，它的转子电流限制动作特性为

（3）

式中：是转子电流测量的标幺值；是转子顶值励磁的电流标幺值；TIME_IEMAX_SEL是顶值强励的时间。

通过对有关设备的动作特性方程进行分析和了解，输入一定数值的励磁电流，设备转子绕组过电流能力动作整定情况便能够计算出来，进而能够比较、分析国家标准、发变组保护装置、励磁调节器。其中，发变组过负荷定值与励磁调节器过励限制的具体情况，如表1所示。

表1发变组过负荷定值与励磁调节器过励限制的具体情况

通过对表1进行分析后，不难发现，机组存在一些问题，即：

（1）发变组转子绕组热过热常数偏小；

（2）国家标准比发变组转子过负荷能力、励磁调节器过励限制定值高；

（3）在1.2一1.8转子额定电流条件下，发变组转子过负荷能力与励磁调节器过励限制定值并不匹配，转子过负荷保护定值曲线和过励限制曲线之间存在交点。发变组过负荷保护在励磁调节器强励下作用下，它的动作切机速度要比发变组过负荷要快。

3.过励限制和过负荷保护在配合过程中存在问题的解决对策

通过上文对过励限制和过负荷保护在配合过程中存在问题的深入分析，本文提出如下两种解决对策，即：

（1）第1种解决对策

和发电机磁场过电流能力裕度相比，机组发变组转子过负荷能力偏下，在这种情况下，能够对转子绕组过热常数进行适当修改。同时升级励磁调节器软件版本。

励磁调节器过励限制进行升级以后，过励限制动作特性方程为

（4）

如果将发变组转子绕组热过热常数调整为极限值60，升级机组ABB励磁调节器软件版本，则修正后励磁协调性配合和机组保护数据，如表2所示。

表2修正后励磁协调性配合和机组保护数据（第1种解决对策）

通过对表2进行分析后发现，提高发变组转子过负荷能力至极限值60后，发变组转子过负荷能力与励磁调节器过励限制定值还是不能进行互相匹配的。和我国国家标准设计原理相比，修正后的励磁调节器过励限制动作特性设计和其存在较大的区别，要想在倍强励10s条件下，确保励磁限制保护动作比继电保护动作快，保证励磁调节器过励限制能够达到新国标能力要求，这是很难实现的。所以，升级励磁调节器软件版本，并不能使励磁调节器过励限制能力达到新国标要求，仅仅对发变组转子过负荷能力、励磁调节器过励限制定值之间的匹配问题起到一定的改善作用。

（2）第2种解决对策

不升级机组励磁调节器，修改励磁调节器的强励参数为1.8If倍10s，提高机组发变组保护转子过负荷能力至55，其中，修改后励磁协调性配合和机组保护数据，如表3所示。

表3修改后励磁协调性配合和机组保护数据（第2种解决对策）

通过对表3进行分析后，不难发现，发变组保护、机组励磁调节器之间的配合协调问题得到有效解决。励磁调节器过励限制保护动作在励磁调节器强励作用下，其速度先于发变组过负荷保护动作速度，能够有效避免发电机机组越级跳机现象的发生。通过选用第2中解决对策，能够有效优化发电机机组参数。

参考文献：

[1]秦晓辉，刘道伟.网源稳态调压对暂态无功支撑能力的影响研究[J].中国电机工程学报.2017（01）

[2]吉鹏，刘滢，那日松.600MW火力发电机组与网源协调配合问题分析[J].黑龙江科学.2017（05）

[3]李中玉，孙胜洪，王睿.并网发电机组网源协调原则的探讨[J].华东电力.2017（03）

[4]陈迅.机网协调在现代电力系统中的作用[J].广东电力.2017（06）

作者简介：

张长志（1983-），男，汉，天津，高级工程师，本科，单位：国网天津市电力公司电力科学研究院，研究方向：研究发电监督及发电厂性能试验，机网协调试验等方面。