浅析670 MW并网机组网源协调参数存在的问题

蒋建旭，张立颖，王月明

（1.华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

浅析670 MW并网机组网源协调参数存在的问题

蒋建旭1，张立颖2，王月明1

（1.华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

结合2012年国家电网开展了并网机组网源协调专项核查工作，发现670 MW机组均存在发电机组转子过负荷综合能力、调差系数定值不满足相关国家标准和行业标准的要求，机组辅机系统相关保护存在误动。针对这些问题展开整改并提出解决方案，保障电网的安全稳定运行。

过励限制；过负荷保护；调差系数；转子绕组；励磁调节

发电机转子过负荷保护应具有反时限特性，反时限动作定值与GB／T7064—2008、GB／T7894—2008规定的发电机转子过流反时限特性相匹配，当发电机实际能力与GB／T7064—2009、GB／T7894—2009不一致时，与发电机实际能力相匹配。发电机转子过负荷保护定值应低于发电机转子过负荷能力，且留有合理级差。

新国标的出台对励磁调节器过励限制与发变组转子绕组过负荷保护协调能力有了更严格的要求。励磁调节器过励限制定值首先应高于新国标要求的定值，其次过励限制定值应小于转子过负荷保护定值，转子过负荷保护定值必须小于发电机转子过负荷能力数值。其匹配原则应遵循国标要求定值、过励限制定值、转子过负荷保护定值及发电机磁场过电流能力，并且四者之间留有级差。

如果限制定值大于转子过负荷保护定值，则相当于限制功能无效，系统发生故障时，可能导致机组过早跳机，不利于系统安全稳定运行。如果限制定值过多地小于转子过负荷保护定值，会严重束缚发电机转子过负荷能力，故障情况下同样不利于系统安全稳定运行。

1 过负荷保护与过励限制配合存在问题

针对《国家电网山东区域并网机组网源协调重要参数核查保护提出的问题》，通过查阅相关设备的技术说明，结合机组实际情况及匹配原则，对机组励磁调节器转子电流限制定值和发变组转子过负荷保护定值的协调问题做了调查分析。

首先简要分析机组相应设备转子绕组过流能力的动作特性［1－3］。

根据GB7064—2008规定，汽轮发电机转子绕组有

式中：If为发电机转子绕组电流标幺值。

发电机转子绕组过流能力参数均有：2.0倍转子额定电流下时间为20 s。

发变组保护装置均采用南瑞RCS－985系列发电机变压器成套保护，发变组励磁绕组反时限过负荷保护动作特性为

式中：C为转子绕组热过热常数；Ifd为转子回路电流；Ijz为转子回路基准电流值，一般为1.00～1.05倍正常额定负荷时电流值。

机组励磁调节器装置采用ABB－UNITROL5000系列微机励磁装置，励磁调节器装置转子电流限制所用动作特性为

式中：IEMAX为转子顶值励磁电流标幺值；IE为转子电流测量标幺值，TIME_IEMAX_SEL为顶值强励时间。

通过了解以上相应设备的动作特性方程，取其相应倍数的励磁电流，可以计算出各设备相应倍数励磁电流下转子绕组过电流能力动作整定情况，从而对励磁调节器、发变组保护装置以及国标三者做对比分析。励磁调节器过励限制和发变组过负荷定值情况见表1。

表1 励磁调节器过励限制和发变组过负荷定值情况

结合表1可知，机组存在以下问题。

a.励磁调节器过励限制定值和发变组转子过负荷能力低于国标。

b.发变组转子绕组热过热常数C设置偏小。

c.励磁调节器过励限制定值和发变组转子过负荷能力在1.2～1.8 If（转子额定电流）是不匹配的，过励限制曲线和转子过负荷保护定值曲线有交点。尤其是励磁调节器强励下，发变组过负荷保护先于励磁调节器过励限制保护动作切机。

2 解决方案

从以上对机组过负荷保护与过励限制配合存在的问题分析，对本厂二期机组过负荷保护与过励限制配合问题解决提出2种解决方案，对比分析如下。

a.方案1

机组发变组转子过负荷能力在低于发电机磁场过电流能力适当裕度的前提下，可以修改转子绕组过热常数C。对二期励磁调节器软件进行版本升级。

励磁调节器过励限制升级后过励限制动作特性方程为

式中：IEMAX为转子顶值励磁电流标幺值；IE为转子电流测量标幺值，TIME_IEMAX_SEL为顶值强励时间。

假设调整发变组转子绕组热过热常数C为60极限值，二期机组ABB励磁调节器软件升级，表2为二期机组保护与励磁协调性配合按方案1修正后的数据对比情况。

表2 二期机组保护与励磁协调性配合修正后数据（方案1）

由表2可知，将发变组转子过负荷能力提高到极限值60，二期励磁调节器过励限制定值和发变组转子过负荷能力仍不匹配。二期励磁调节器过励限制动作特性设计与国内国标设计原理相差较大，既要满足新标准规定，又要保证2倍强励10 s的条件下励磁限制一直先于继电保护动作，励磁调节器过励限制满足新国标能力要求从根本上无法解决。因此，励磁调节器软件版本升级后，只能改善励磁调节器过励限制定值和发变组转子过负荷能力匹配问题，从根本上励磁调节器过励限制能力仍不能满足国标要求［4－6］。

b.方案2

机组励磁调节器不升级，在原来基础上将励磁调节器的强励参数改为1.8If倍10 s，机组发变组保护转子过负荷能力提高到55。表3为机组保护与励磁协调性配合按方案2修正后的数据对比情况。

表3 机组保护与励磁协调性配合修正后数据（方案2）

由表3可知，从根本上改善了机组励磁调节器和发变组保护配合的协调性。例如励磁调节器强励下，发变组过负荷保护不先于励磁调节器过励限制保护动作，保证了机组不越级跳机的可能性，采用方案2对机组参数进行优化。

3 结论

a.机组定子过负荷限制器和定子过负荷保护、转子过负荷保护与励磁系统过励限制单元都能够很好地配合。

b.过励限制单元、调差系数参数设置、机组进相、滞相能力等均满足电网运行控制要求。

c.消除了系统发生故障时，可能导致机组过早跳机和严重束缚发电机转子过负荷能力的安全隐患。

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Discussion on Problems of Net Source Coordination for 670 MW Grid⁃connected Unit

JIANG Jian⁃xu1，ZHANG Li⁃ying2，WANG Yue⁃ming1
（1.Huadian Weifang Genertation Ltd，Weifang，Shandong261204，China；2.State Grid Electric Power Research Institute of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

In combination of special verification of grid⁃connected units net source coordination carried out by State Grid in 2012，it is found out that problems existed in 670 MW grid⁃connected units such as rota overload and the differerntial coefficient of fixed value，which could not meet the requirements of relevant national standards and industry standards.Also malfunctions occured to auxiliary sys⁃tem protection.Countermeasures are proposed to ensure safe and stable operation of the system.

Over⁃excitation limiter；Overload protection；Droop factor；Rotor winding；Excitation regulator

TM31

A

1004－7913（2015）02－0047－02

蒋建旭（1985—），男，学士，助理工程师，从事电厂继电保护技术研究工作。

2014－10－10）