山西科技 文章编号：１００４—６４２９（２０１５）０３—００７５—０３ ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ２０１５年第３０卷第３期 收稿日期：２０１５－０４—０３ 浅析发变组转子过负荷保护 与励磁强励反时限配合 胡俊轩 （大唐彬长发电有限责任公司继电保护班，陕西长武，７１３６０２） 摘要：随着整个电网大型机组的逐渐增多，大型发电机组成为电网的主要机型。发电 机保护与励磁系统参数设置不当会引起机组解列，造成系统功率波动，严重的可能引 起系统震荡失步、系统瓦解等重大事故，有必要对发变组转予过负荷保护和励磁系统 限制曲线之间的定值配合关系进行验证，提高整个电力系统的安全可靠性。 关键词：转子过负荷；强励反时限；定值配合 中图分类号：ＴＭ３１ 文献标识码：Ａ 根据西北电网【２０１３】１５０号《西北电网有限公司关于西北电 网安全自动装置及电厂涉网关键设备现场专项监督检查工作的 通知》，并结合西北电力调控【２０１２】８３号《关于深入开展机组网 源协调重要参数整改工作的通知》文件要求，为了保护发电机转 子绕组不会由于温度过高而损坏，同时又让转子具有一定的过 流能力，按照国标ＧＢ ７０４６的规定，对大唐彬长发电有限责任公 司（以下简称我公司）１号、２号机组励磁参数、涉网保护参数进 行详细核查，通过实际试验数据验证发变组转子过负荷保护与 发出跳闸信号。 发变组转子过负荷反时限保护动作方程为： Ｃ 拄 式中：Ｃ为转子绕组过热常数，暂取３３； 为转子回路电流； 为转子回路基准电流值（一般为１．００～１．０５倍正常负荷时电流 值），取１．０５倍。该值取１．０５的原因为：第一，发电机厂家提供的 转子过热能力特性本身存在一定裕度， 取１．０５的曲线仍将高 于发电机转子的实际承受能力；第二，因为该保护中考虑热量的 累计将在转子电流降至启动值以下才会逐渐释放，所以如果当 系统冲击中转子电流超过启动值，其后工况恢复至额定工况，假 设 取额定值，则热量累计无法释放，将会实际降低该保护的 动作曲线。励磁绕组过负荷反时限动作曲线见图１。 ｌ 励磁强励反时限限制之间的配合关系。 ｌ公司机组参数介绍 我公司一期工程２ｘ６００ ＭＷ汽轮发电机组所用的发电机是 东方电机股份有限公司设计和制造的高效、全封闭、卧式、三相、 隐极式同步发电机，双星形接线，型号为ＱＦＳＮ一６００—２—２２Ｄ，定子 绕组为水内冷，定、转子铁芯及转子绕组为氢气直接冷却。励磁 ｌｌｈ 系统采用南京南瑞集团公司电气控制分公司ＮＥＳ一５１００微机静 态励磁系统，励磁电源取自发电机机端励磁变，起励电源采用交 流４００ Ｖ电源供电。励磁系统主要部分包括励磁变、发电机转子、 可控硅整流器、自动励磁调节器及其相应的控制系统。发电机励 ｆｍｎ ￡ⅡⅡｔ 磁系统强励顶值电压倍数为２倍的额定励磁电压，励磁允许持 续时间２０ ｓ。１号、２号机组发变组保护均为南京南瑞继保电气有 限公司ＲＣＳ一９８５Ｂ整套保护装置，配置发电机转子过负荷定时 限、反时限保护，两者之间应该有足够的配合关系，即励磁调节 器的强励反时限限制在先，发变组保护中的转子过负荷保护动 作在后。下面就通过我公司的实际配置检验两者之间的配合关 系。 反时限上限延时定值； 反时限下限延时； ，ｌ 厂反时限ｒ ｛动定值；，。＾一上限电流值 图１励磁绕组过负荷反时限动作曲线图 试验方法：一是用保护校验仪加入模拟量。加入倍数的负载 转子电流，然后进行测试。二是转子过负荷反时限保护动作后， 查看保护面板保护动作信息，检查保护装置跳闸灯点亮，检查保 护出口接点动作可靠，并进行动作时间的测量。发变组保护中过 励反时限试验数据见表１。 ２发变组保护中过励反时限原理说明 发变组转子过负荷保护能模拟励磁绕组过负荷的热积累过 程及散热过程。当励磁回路电流超过下限整定值 时，反时限 保护启动，开始累积，反时限保护热积累值大于热积累定值保护 ３励磁调节器中强励反时限原理及试验数据 为了保护发电机转子绕组不会因温度过高而损坏，同时让 ７５ 胡俊轩浅析发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限配合 表１ 发变组保护中过励反时限试验数据表 额定电流 保护动 发变组动 Ａ套实际 Ｂ套实际 倍数五 作结果 作理论值／ｓ 动作时间／ｓ 动作时间／ｓ １．０６ 发信号 １．１ 发信号 １．２５ 全停 ６８．１８ ７７．１ ７７－３９ １３ 全停 ４３．４８ ６０－４ ６０．６４ １．４ 全停 ３１．２５ ４１．７ ４１．８３ １．５ 全停 ２４．Ｏ０ ３１．２ ３１＿３３ １．６ 全停 １９．２３ ２４．６ ２４．６４ １．７ 全停 １５．８７ ２Ｏ．１ ２０．１６ １－８ 全停 １３－３９ １６．８ １６．８６ １．９ 全停 １１．４９ １４．３ １４－３５ ２．Ｏ 全停 １０ １２．４ １２．４７ 转子具备一定的过流能力，按照国标ＧＢ ７０４６的规定设置了强 励反时限。当转子电流大于１．０５倍后启动热量累积，强励反时限 动作时间按照下式计算： 寺 式中：，为转子电流标幺值； 为长期运行值；Ａ为反时限常 数，设置为３０。 机组的调节器程序中将转子电流长期运行倍数设置为 １．Ｏ５，即当转子电流小于１．Ｏ５倍的额定时，机组可长期运行。当 转子电流大于１．０５倍时，开始进行反时限积分。强励反时限动作 和复归的逻辑关系如图２、图３所示。 图２强励反时限动作 图３强励反时限复归 当转子电流大于１．０５倍后启动热量累积，因此，转子电流小 于１．０５倍可长期运行。强励反时限动作后，转入电流环控制，并 将电流给定值设置为强励限制值１００％的电流给定，同时强励反 时限标志被置１，过流增磁禁止标志置１。转子电流小于１倍后 启动热量消散，退热完成后，强励反时限标志和过流禁止增磁标 志复归并且切回电压环。 试验方法：一是用保护校验仪加入模拟量。额定机端电压、 额定负载转子电流，然后进行测试。保护校验仪上所加转子电流 一直为额定值，通过修改采样系数来改变转子电流值大小。保护 ７６ 本刊Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｘｋｊｚｚｓ＠１６３．ｃｏｒｎ 科技管理 校验仪加量：转子电流＝Ｉｔ￣ｖｘＯ．８１６／交流三相ｃＴ变比， 为额定负 载转子电流。板件中的所加转子电流不要超过５ Ａ；机端电压为 ５７．７４相电压。二是在参数设置中对转子电流采样系数进行修 改，根据不同的转子电流倍数算出转子过流反时限限制器的动 作时间，并与实测动作时间进行比较。三是转子反时限电流限制 器动作后，可以观看开关量板相关开出量（一般为开出９）是否动 作，来进行动作时间的测量。励磁调节器中强励反时限试验数据 见表２。 表２励磁调节器中强励反时限试验数据表 额定电流 保护动 励磁动作 Ａ套实际 Ｂ套实际 倍数厶 作时间 理论值／ｓ 动作时间／ｓ 动作时间，ｓ １．Ｏ６ 限制 ２４２．７２ ２４９．６２ ２４４．６６ １．１ 限制 １５２．３８ １４５．６８ １４３．６６ １．２５ 限制 ６８．１８ ６８．７２ ６８．２３ １．３ 限制 ４３．４８ ４３．７８ ４３．５４ １．４ 限制 ３１．２５ ３１．５７ ３１．４１ １．５ 限制 ２４．０Ｏ ４２．２０５ ２４．１３ １．６ 限制 １９．２３ １９．３９ １９ｌ３１ １．７ 限制 １５．８７ １６．０４ １５．９８ １．８ 限制 １３．３９ １３．５４ １３．４９ １．９ 限制 Ｏ １１．５ ４９ Ｏ ５ １１．６３ ｏ ， １１．５９ ２．０ 限制 １０ １Ｏ．１２ １０．０９ 根据实验结果可以做出发变组转子过负荷反时限保护与励 磁调节器强励反时限限制曲线之间的配合关系，详情见图４。 辍 一励磁调节器限制曲线 、 一・—一发变组转子过负荷 ～～～～０ ５０ ｌ００ １５０ ２００ ２５０ ３００ 时间／ｓ 图４发变组转子过负荷反时限保护与励磁调节器 强励反时限限制曲线之问的配合关系 由图４可以看出，励磁调节器会先于保护动作，实验记录时 间与理论计算时间基本一致，不完全一致的原因是所加电流的 偏差和记录误差。 ４结论 经过上述的计算和验证，我公司机组发变组励磁后备反时 限过负荷保护和励磁调节器强励反时限限制定值配合关系正 确，运行稳定。但在励磁系统投运前和进行励磁强励反时限试验 时需要注意以下两点：第一，为防止转子反时限电流限制器误动 作，在励磁系统现场投运前，应将转子电流采样系数校准。第二， 在进行强励反时限试验时，转子电流保持时间尽量短，也就是说 在报出后立即将转子电流退掉。转子电流保持时间越长，热量累 积越多，退出强励反时限所需时间越长，这与定子电流限制器不 山西科技 文章编号：１００４—６４２９（２０１５）０３—００７７—０３ ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１５年第３Ｏ卷第３期 收稿日期：２０１５—０３—０７ 临汾市引沁入汾和川取水输水工程 水库淹没影晌概述 杨晓俊 （临汾市水工程移民工作办公室，山西临汾，０４１０００） 摘要：简要介绍了临汾市引沁入汾和川取水输水工程概况，阐述了该工程水库淹没 影响，包括淹没对象的设计洪水标准、淹没影响处理范围、淹没影响实物调查成果以及 移民安置规划。 关键词：和川取水输水工程；水库淹没影响；移民安置规划；临汾市 中图分类号：ＴＶ６７ 文献标识码Ａ １工程概况 临汾市引沁人汾和川取水输水工程是一个以城市及工业供 水、农业灌溉为主，兼有防洪等综合利用的水利枢纽工程。工程 包括枢纽工程（和川水库）和输水工程两部分。枢纽工程位于山 西省Ｉ临汾市安泽县和川镇岭南村东的沁河干流上，由非溢流坝 ２淹没影响概况 ２．１淹没对象的设计洪水标准 根据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》 （ＳＬ２９０－－２００９），工程淹没处理设计洪水标准如下：耕地取５年 一遇洪水；农村居民点和一般工矿企业取２０年一遇洪水；林地 段及泄洪排沙底孔段组成，总库容１ ０９０万ｍ ，正常蓄水位 ８９８．０ ｍ，大坝为砌石重力坝，最大坝高２７ ｉｎ，工程枢纽工程等别 为Ⅳ等，涉及洪水标准５０年一遇，校核洪水标准５００年一遇。输 水工程从枢纽取水，通过隧洞、渡槽等建筑物输水至安泽县城北 的草峪岭隧洞，设计流量１７ ｍ３／ｓ，线路总长９．８１９ ｋｍ，工程等别 为Ⅳ等，建筑物防洪标准为２０年一遇设计，５Ｏ年一遇校核，工程 总工期３年。 取正常蓄水位；公路、电力、通信及文物古迹等按专业规范相应 标准确定。 ２．２淹没影响处理范围 ２．２．１ 回水计算 根据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》 （ＳＬ ２９０－－－２００９），分别按５年、２Ｏ年一遇洪水，计算回水曲线。设 计流量Ｐ为２０％、５％。回水计算采用两种组合：坝前水位最高 西安电力学校电力系统及其自动化专业，工程师，大唐彬长发电 同。定子电流限制报出后热量会保持不变，不会继续累加。 （责任编辑：张红英） 有限责任公司继电保护班，陕西省长武县马屋村彬长发电厂设 备部，７１３６０２． 第一作者简介：胡俊轩，男，１９７４年６月生，１９９４年毕业于 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｕｎｉｔ Ｒｏｔｏｒ’Ｓ Ｏｖｅｒｌｏａｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｔｉｍｅ ＨＵ Ｊｕｎｘｕａｎ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｕｎｉｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｄ，ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｐｅｒ ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｕｎｉｔ’Ｓ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｏｗｅｒ ｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｓｏｍｅ ｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｕｔ－ｏｆ－ｓｔｅｐ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｂｒｅａｋ－ｄｏｗｎ，ＳＯ ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｖａｌｕｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ—ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｕｎｉｔ ｒｏｔｏｒ’Ｓ ｏｖｅｒｌｏａｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｌｉｍｉｔ ｃｕｒｖｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｒｏｔｏｒ ｏｖｅｒｌｏａｄ；ｓｔｒｏｎｇ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｖｅｒｓｅ ｔｉｍｅ；ｆｉｘｅｄ ｖａｌｕｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ７７