【分　 类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 电力系统稳定器（PSS）现场整定试验 阶跃试验 失磁保护 低励限制
【来 　源】 互联网
【收　 录】 中文学术期刊网

正文：

根据上述结果和经验，按设计的第3组试验参数整定并投入励磁调节器PSS，进行极限增益试验，逐渐增大Ks1值，使有功功率轻微摆动、励磁电压产生明显的有规律摆动。当Ks1=16时，如图5所示，发电机有功功率P仍比较平稳，励磁电压UFD出现轻微的电磁环振荡的趋势。为留有足够裕度，即认为该Ks1值为临界增益，按照标准要求应取临界增益的1/3～1/5来确定PSS放大倍数^【2】，试验参数最终取Ks1=4。

图5  按照第3组整定PSS满载时极限增益试验
通过励磁调节器的监控软件，在参考电压点叠加入±1%的阶跃扰动量，进行无PSS阶跃扰动试验（先做正扰动，后做负扰动，之间间隔约为10秒），记录有功功率的摆动幅值和次数。逐步增加阶跃量，当阶跃量增至3.5%时，发电机组有功功率波动的峰-峰值达到27.08MW，约为额定有功功率的9.03％。从波形图6可见，上阶跃时振荡约为4.5周，下阶跃时振荡约为3.5周，通过计算得到振荡频率为1.64Hz左右，该频率点与无补偿频率特性测量得到的凹陷点频率一致。在阶跃试验过程中，无功功率的最大值达到87.17Mvar,  最小值达到-8.57Mvar，扰动的大小比较明显，故选定3.5%阶跃量作为此次负载阶跃扰动试验的阶跃量。
图6 无PSS满载3.5%阶跃试验
按第3组参数整定并投入PSS，进行满载3.5%阶跃试验，试验结果如图7所示。测得的有功功率峰峰值为24.64MW，可见，投入PSS后振荡功率峰-峰值均降至无PSS时的75%左右，振荡仅持续半周后收敛，设计的PSS参数对于本机振荡频率1.6Hz左右的有功振荡有很好的抑制效果，证明补偿的正确性。上阶跃期间，励磁电压UFD由244.75V增至471.80V，励磁电压变化量达到227.05V。无功由0 Mvar增至143.12 Mvar，然后衰减，到下阶跃试验时，无功降至94.23 Mvar。励磁电压UFD由308.84V降至-20.14V，励磁电压变化量达到328.98V，很明显，此时的阶跃量已并非所设置的3.5%，而是远大于3.5%，在这样的一个大负阶跃情况下，无功功率迅速衰减，但低励限制（-30MVAR）没有将无功限制住，导致失磁保护动作。

图7  有PSS满载3.5%阶跃

3保护动作分析

3.1发变组保护动作分析
失磁保护是反应发电机励磁回路故障引起发电机异常运行的保护，该机发变组保护为南瑞继保生产的RCS－985A、B两套保护装置，现场检查二者均发出“失磁I段保护0.5S动作”的报文，其动作判据逻辑如图8所示。

图8失磁保护I段逻辑框图
根据机组故障录波器记录数据计算保护动作前机组阻抗100ms－500ms的动作轨迹，可看出当时机组运行阻抗在保护动作区内，满足定子侧阻抗判据（定值：选取静稳圆，阻抗1为7.2欧，阻抗2为33欧）；保护启动0.5S内，转子电压最低25.1V，最高57.63V，均低于定值75V，满足转子电压低判据；无功反向启动时为－56Mvar，最低达到－78Mvar，满足无功反向－45Mvar判据条件；同时保护动作前有功功率一直维持在260－280MW之间，远远大于定值120MW，满足减出力判据。这四个逻辑判据均已满足，该两套保护动作出口正确。
3.2励磁系统动作分析
试验前将低励限制参数修改为（0MW,-60Mvar）和（300MW，-30Mvar），在不投PSS的情况下做3.5％阶跃试验，无功功率最高达到87.17Mvar，最低达到－8.57Mvar，其变化在低励限制参数允许范围内。设定PSS相关参数，投入PSS做3.5%阶跃试验，无功功率最高达到143.12Mvar，最低达到－89.23Mvar，根据DCS历史记录数据，CRT上软光字牌在2211开关跳开前0.7S励磁调节器发出“低励限制动作”告警，运行人员也记录到这一报警光字排。可见，下阶跃试验过程中，励磁系统的实际运行参数已远远超出低励限制范围，且调节器低励限制功能已动作，但却没有将无功限制在设置范围内，直至失磁保护I段动作跳闸。

4讨论

4.1励磁系统在投入PSS后无法将无功功率控制在设置的限制参数范围内。无PSS进行3.5％阶跃试验，励磁调节器可将无功功率限制在允许范围内，而投入PSS且在相同的阶跃量条件下试验时，励磁调节器却无法将无功功率限制在允许范围内，显然PSS的投入与退出影响到励磁调节器的低励限制特性。
4.2根据同类试验的数据特点^[3][4][5][6]，上、下阶跃时的无功、励磁电压均应基本对称，无功略有小超调，最后很快回到0，各参数的变化量大致与阶跃量成正比。在该机组的试验中，无PSS时，参量变化正常，但投入PSS后的波形则出现了明显的不对称。而且在上阶跃时，无功功率增至143.12 Mvar，然后降至94.23 Mvar，差值接近50 Mvar，无功功率下滑非常严重。而下阶跃时，无功和励磁电压的阶跃量出现了明显的增长，励磁电压变化量增大了45%。无功快速下降至-74Mvar（机组故障录波值为-76 Mvar)时超过了发变组失磁保护Ⅰ段定值（-56 Mvar，0.5秒）造成该保护动作跳机，虽然未录到最大值，根据各参数的变化量大致与阶跃量成正比关系推测，其终点如果不受限制的下滑，应该会达到- 110Mvar左右。事后咨询调节器厂家得知程序设置的上下阶跃量一致，但低励限制的此次动作似乎与程序设置不符。
4.3试验前励磁厂家将低励限制值改为（0MW，-60Mvar）、（300MW，-30Mvar）两点的连线，折算成当时的287MW对应值，限制值应该为（287MW，-31.3Mvar）；由试验录波图分析，从该点一直到跳机的时间为750ms，如果低励限制正确动作，应能将无功功率限制住，防止其继续下滑，但从曲线趋势上看，低励限制功能似乎没有发挥作用。低励限制模块作为防止发电机失磁、失步的限制功能，要求快速动作，此套调节器中厂家设置值则为60ms。
4.4从图7还可以看出，励磁电压在返回的过程中正好出现一个反向的尖峰脉冲，分析发现该尖峰对应的无功功率也正好在低励限制动作值（-31.3Mvar）附近，该异常有待进一步研究。
基于机组运行经济性考虑和试验过程的不可重现性，导致PSS试验过程中失磁保护动作跳机的真正原因无法通过试验方法进行查找、验证，综合整个试验过程，以上对其中存在的疑点进行初步讨论，以便同行在进行同类试验时参考或引起关注。

5结束语

5.1由于该机组励磁系统采用的软件是南瑞SAVR-2000的旧版本，还存在一些不够完善、先进的地方，例如，数据输入要经过多重转换工作等，造成设定值不够直接明了，造成检修、运行监护不便，建议更换为新版本，提高励磁系统的安全稳定性。同时对在投入PSS的阶跃试验中无功及励磁电压的几点异常表现，建议制造厂家对该问题进行研究分析，查明原因。
5.2鉴于低励限制模块作为防止发电机失磁、失步具有关键作用，因此建议在具备条件时，对该限制功能进行静态及动态运行情况下的全面校验，检验调节器的低励限制与发变组失磁保护的整定配合是否适宜

 2/3   首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页