考慮機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)的新型發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)方案研究

陸秋瑜，徐 飛，胡 偉，張建坤，李 淼，馮 鋼

(1.清華大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084;2.湖北省電力公司調(diào)度通信中心，湖北 武漢 430077;3.內(nèi)蒙古華電玫瑰營(yíng)風(fēng)力發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

0 引言

隨著我國(guó)“三華”聯(lián)網(wǎng)工程穩(wěn)步實(shí)施以及華能玉環(huán)、上海外高橋三期等一批單機(jī)容量1 000 MW的火電機(jī)組陸續(xù)投入運(yùn)行，我國(guó)電力工業(yè)已進(jìn)入大電網(wǎng)-大機(jī)組階段。在“廠網(wǎng)分開(kāi)、統(tǒng)一調(diào)度”的發(fā)展趨勢(shì)下，加強(qiáng)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)，是確保電網(wǎng)和電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行、構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。大型發(fā)電機(jī)涉網(wǎng)保護(hù)的優(yōu)化配置是機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)之一。勵(lì)磁保護(hù)是發(fā)電機(jī)保護(hù)的核心，其中失磁保護(hù)因其發(fā)生概率高、對(duì)機(jī)組和系統(tǒng)影響大且整定困難受到了廣泛關(guān)注[1-2]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)生了多起失磁保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的事故[3-4]，對(duì)機(jī)組本身和系統(tǒng)都造成了較大的沖擊；在美加8.14 大停電中，因系統(tǒng)振蕩造成十多臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)誤動(dòng)跳閘，加劇了電力系統(tǒng)的崩潰[5]。因此，研究性能良好的失磁保護(hù)，對(duì)保證機(jī)組和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

為了提高失磁保護(hù)的動(dòng)作速度與可靠性，學(xué)者們提出了諸多方法，可以分為改進(jìn)傳統(tǒng)方案和提出新型方法兩類。文獻(xiàn)[6]提出利用發(fā)電機(jī)功率變化量作為失磁保護(hù)輔助加速判據(jù)的方法，但沒(méi)有考慮到發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)有功、無(wú)功輸出同時(shí)減小的情形，導(dǎo)致加速判據(jù)失效；文獻(xiàn)[7]利用PMU數(shù)據(jù)構(gòu)建的加速判據(jù)在顯著提高保護(hù)動(dòng)作速度方面進(jìn)行了有益探索，但由于失磁發(fā)電機(jī)定子電勢(shì)在失磁過(guò)程中并不是始終減小，且PMU 數(shù)據(jù)存在誤差，輔助判據(jù)在理論和實(shí)踐上存在缺陷；文獻(xiàn)[8]引入模糊機(jī)制并舍棄固定延時(shí)環(huán)節(jié)，在增強(qiáng)保護(hù)可靠性的同時(shí)提高了保護(hù)的動(dòng)作速度，具有一定的理論價(jià)值。在新型失磁保護(hù)方面，直測(cè)功率角[9]、逆無(wú)功原理[10]等新型失磁保護(hù)方案都較好地利用了失磁發(fā)電機(jī)的特征信息，但其速動(dòng)性和可靠性往往不能兼顧。

造成現(xiàn)有失磁保護(hù)性能欠佳的主要原因是為了區(qū)別失磁和振蕩現(xiàn)象，采用了動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)的異步阻抗圓元件及固定延時(shí)元件為主判據(jù)，導(dǎo)致動(dòng)作緩慢但可靠性仍不能滿意。因此，本文舍棄了傳統(tǒng)方案，基于發(fā)電機(jī)失磁和振蕩時(shí)不同的電氣量變化規(guī)律，結(jié)合不同失磁類型的特點(diǎn)，提出了電壓、無(wú)功和時(shí)間三種新型判據(jù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)了計(jì)及機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)的新型失磁保護(hù)方案，并給出了相應(yīng)動(dòng)作參數(shù)的整定方法。通過(guò)PSASP 仿真分析了新型方案在多種工況及多種故障下動(dòng)作特性，該方案可有效區(qū)分失磁和振蕩現(xiàn)象，在提高保護(hù)可靠性的同時(shí)，可加快保護(hù)的動(dòng)作速度，從而驗(yàn)證了所提方案的有效性。

1 失磁、振蕩時(shí)的電氣量變化

為區(qū)分失磁故障與系統(tǒng)振蕩現(xiàn)象，將對(duì)這兩種工況的電壓、無(wú)功和功角變化規(guī)律進(jìn)行理論推導(dǎo)。

1.1 失磁、振蕩時(shí)的電壓變化規(guī)律

1.1.1 同步發(fā)電機(jī)失磁時(shí)的電壓變化規(guī)律

本文失磁分析基于圖1的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)。同步發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流逐漸衰減，發(fā)電機(jī)很快轉(zhuǎn)入進(jìn)相狀態(tài)，從系統(tǒng)吸收無(wú)功以建立機(jī)組的勵(lì)磁，造成機(jī)端電壓和系統(tǒng)電壓的降低。

圖1 單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)Fig.1 A single-machine infinite-bus power system

以發(fā)電機(jī)短路導(dǎo)致全失磁為例，推導(dǎo)電壓的變化規(guī)律。設(shè)發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻為零，推導(dǎo)可得定子電壓幅值的表達(dá)式為[11]

其中：Xt、Xs、Xd含義如圖1所示；XdΣ為發(fā)電機(jī)和無(wú)窮大系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗；Eq0為失磁前發(fā)電機(jī)電勢(shì)；T′d為定子短路情況下勵(lì)磁繞組的時(shí)間常數(shù)；s為滑差；f1、f2為僅與s 有關(guān)的量，其具體表達(dá)式見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。

把Xt看作發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻抗，仿照上式可得升壓變母線電壓的幅值為

從而可以得到機(jī)端電壓和升壓變母線電壓的變化率為

由式(3)知，失磁發(fā)電機(jī)的無(wú)功反向后，有U

當(dāng)發(fā)生部分失磁時(shí)，推導(dǎo)方法類似，可得到同樣的結(jié)論：在失磁發(fā)電機(jī)無(wú)功反向之后、有功開(kāi)始振蕩之前，機(jī)端電壓和升壓變母線電壓均始終減小，且機(jī)端電壓下降速度比升壓變母線電壓快。

1.1.2 系統(tǒng)振蕩時(shí)的電壓變化規(guī)律

振蕩分析采用圖2的等值兩機(jī)系統(tǒng)，并假設(shè)兩等值機(jī)電勢(shì)幅值相等，忽略線路電阻和對(duì)地電容。

圖2 等值兩機(jī)系統(tǒng)Fig.2 Equivalent two machine power system

1)系統(tǒng)振蕩中心M 落在母線T 外側(cè)時(shí)

母線T 內(nèi)側(cè)點(diǎn)O的電壓幅值為[12]

其中：Xeq為兩機(jī)間的聯(lián)系電抗；XOM為O點(diǎn)到M間的電抗?？傻秒妷鹤兓蕿?/p>

2)系統(tǒng)振蕩中心M 落在母線O1與T之間時(shí)

此時(shí)母線O1電壓表達(dá)式不變。母線T 電壓為

式(4)、式(6)的形式是相同的。易知當(dāng)XO1M>XMT，即振蕩中心M 偏向母線T時(shí)，同樣有

綜上可知，當(dāng)系統(tǒng)振蕩中心落在變壓器半阻抗以外、且電壓下降時(shí)，機(jī)端電壓下降速度比升壓變母線電壓慢，這與發(fā)電機(jī)失磁時(shí)的電壓變化情況相反。需要說(shuō)明的是，當(dāng)振蕩中心落在變壓器半阻抗以內(nèi)時(shí)，這一結(jié)論并不成立。

1.2 失磁、振蕩時(shí)的無(wú)功變化規(guī)律

發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出可表示為

系統(tǒng)振蕩時(shí)，發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出為

由式(10)、式(11)可知，發(fā)電機(jī)失磁后、臨界失步前，隨著功角的增大，無(wú)功輸出始終下降；系統(tǒng)振蕩時(shí)，只要δ 在(0,π)內(nèi)，無(wú)功輸出隨功角的增大始終增加，兩者情況相反。

1.3 失磁、振蕩時(shí)的失去靜穩(wěn)規(guī)律

根據(jù)式(7)，發(fā)電機(jī)失磁時(shí)無(wú)功始終下降進(jìn)而發(fā)生無(wú)功反向。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，無(wú)功反向的臨界功角δcr多在50o～60o內(nèi)，小于靜穩(wěn)臨界角90°。因此發(fā)電機(jī)失磁后，無(wú)功輸出將一直減少至無(wú)功反向后，才逐漸失去靜穩(wěn)。通過(guò)理論估算及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均可發(fā)現(xiàn)：除開(kāi)路失磁外，從發(fā)電機(jī)無(wú)功反向到失去靜穩(wěn)的持續(xù)時(shí)間至少在1.5 s以上。

根據(jù)式(8)，發(fā)電機(jī)功角增加時(shí)，只要δ 在(0,π)內(nèi)，即使越過(guò)靜穩(wěn)極限角，發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出仍一直增加，不會(huì)出現(xiàn)無(wú)功反向。這與失磁時(shí)是相反的。

利用此節(jié)得到的特征與振蕩中心無(wú)關(guān)，即使振蕩中心落在變壓器半阻抗以內(nèi)，保護(hù)也不會(huì)誤動(dòng)作。

1.4 發(fā)電機(jī)開(kāi)路失磁特征

上節(jié)中提到的無(wú)功反向到靜穩(wěn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的規(guī)律對(duì)于開(kāi)路失磁情況并不滿足。失磁類型、失磁程度的多樣性，也是造成失磁保護(hù)整定困難的原因之一。不同失磁類型的主要特征是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流變化的時(shí)間常數(shù)。經(jīng)推導(dǎo)可知：短路失磁、部分失磁的時(shí)間常數(shù)都較大，轉(zhuǎn)子電流衰減較慢；開(kāi)路失磁的時(shí)間常數(shù)約等于0，轉(zhuǎn)子電流迅速衰減到零，因此開(kāi)路失磁時(shí)保護(hù)拒動(dòng)率較高[13]。

1.5 失磁、振蕩綜合特征

綜合以上的推導(dǎo)可知，發(fā)電機(jī)失磁（失磁后、失步振蕩前）和系統(tǒng)振蕩具有以下相異的特征：

（1）電壓變化特征：失磁時(shí)電壓始終下降，且機(jī)端電壓較升壓變高壓側(cè)母線電壓下降速度快；系統(tǒng)振蕩時(shí)，只要振蕩中心落在升壓變半阻抗以外，機(jī)端電壓較升壓變母線電壓下降速度慢。

（2）無(wú)功變化特征：失磁時(shí)發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出始終減?。徽袷帟r(shí)發(fā)電機(jī)從初始狀態(tài)到靜態(tài)穩(wěn)定點(diǎn)，無(wú)功輸出一直增加。

（3）時(shí)間特征：發(fā)生短路失磁和部分失磁時(shí)，發(fā)電機(jī)從無(wú)功反向到失去靜穩(wěn)時(shí)間較長(zhǎng)；振蕩時(shí)從初始狀態(tài)到失去靜穩(wěn)時(shí)間較短。開(kāi)路失磁時(shí)，轉(zhuǎn)子電流迅速減小。

2 新型失磁保護(hù)方案

基于上節(jié)推導(dǎo)的失磁和振蕩場(chǎng)景下電氣量變化的不同特征，本文提出電壓變化判據(jù)、無(wú)功變化判據(jù)、時(shí)間判據(jù)檢測(cè)失磁故障，并考慮到發(fā)電機(jī)開(kāi)路失磁時(shí)電氣量變化快慢與短路失磁、部分失磁時(shí)相比差異顯著，提出了轉(zhuǎn)子低電流判據(jù)作為加速跳閘的輔助判據(jù)。新型失磁保護(hù)方案原理框圖如圖3所示。

圖3 新型失磁保護(hù)原理框圖Fig.3 Functional block diagram of new LOF protection

下面具體介紹各個(gè)元件的實(shí)現(xiàn)和整定原則。

（1）啟動(dòng)元件：保護(hù)啟動(dòng)采用“無(wú)功反向”元件，并記錄啟動(dòng)時(shí)刻t0。需要注意的是，若發(fā)電機(jī)處于進(jìn)相狀態(tài)時(shí)發(fā)生失磁故障，無(wú)功功率始終下降，“無(wú)功反向”元件不會(huì)啟動(dòng)，保護(hù)拒動(dòng)。故在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)可改采用“勵(lì)磁低電壓”元件作為啟動(dòng)元件，按躲開(kāi)正常進(jìn)相運(yùn)行的最低勵(lì)磁電壓整定。啟動(dòng)后應(yīng)閉鎖啟動(dòng)判據(jù)，防止故障期間多次啟動(dòng)。

（2）靜穩(wěn)判據(jù)：靜穩(wěn)判據(jù)由“靜穩(wěn)極限圓動(dòng)作”元件實(shí)現(xiàn)，并記錄滿足判據(jù)的時(shí)間t1。靜穩(wěn)判據(jù)的主要作用是在檢測(cè)到失磁特征后啟動(dòng)動(dòng)作回路，同時(shí)也為時(shí)間判據(jù)和電壓判據(jù)提供靜穩(wěn)臨界時(shí)間。

關(guān)于靜穩(wěn)極限圓的整定，現(xiàn)有方案一般采用Xsmin整定，這會(huì)導(dǎo)致靜穩(wěn)極限圓提前動(dòng)作；發(fā)電機(jī)功角較大時(shí)也可能誤動(dòng)。在此采用靜穩(wěn)判據(jù)的目的是確保保護(hù)在發(fā)電機(jī)失去靜穩(wěn)后才動(dòng)作；考慮到如今電力系統(tǒng)多運(yùn)行在大方式下，采用Xsmax可保證動(dòng)作的可靠性，因而本文采用Xsmax整定靜穩(wěn)極限圓。

（3）電壓變化判據(jù)：電壓變化判據(jù)由“機(jī)端電壓U 始終下降”、“升壓變母線電壓Ut始終下降”、“U0-U1>Ut0-Ut1”元件實(shí)現(xiàn)。其中電壓下降幅度的比較采用t0和t1時(shí)刻的電壓差值，此時(shí)電壓下降幅度較大，比較精度較高。

（4）無(wú)功變化判據(jù)：無(wú)功變化判據(jù)采用“無(wú)功輸出始終下降”元件，要求在t1-t0時(shí)間內(nèi)，發(fā)電機(jī)吸收無(wú)功且不斷增加，與電壓變化判據(jù)一起保證方案的可靠性。

（5）時(shí)間判據(jù)：短路失磁、部分失磁時(shí)，失磁發(fā)電機(jī)從無(wú)功反向到失去靜穩(wěn)所需時(shí)間在1.5 s以上。該判據(jù)由時(shí)間元件實(shí)現(xiàn)?？煽科鹨?jiàn)，時(shí)間比較元件動(dòng)作值整定為t1>t0+1。

（6）轉(zhuǎn)子低電流判據(jù)：發(fā)電機(jī)開(kāi)路失磁時(shí)，轉(zhuǎn)子電流迅速減小，從無(wú)功反向到失去靜穩(wěn)的時(shí)間非常短，此時(shí)時(shí)間判據(jù)將失效，故在此引入轉(zhuǎn)子低電流判據(jù)?？紤]到發(fā)電機(jī)短路或部分失磁時(shí)，時(shí)間判據(jù)應(yīng)先于轉(zhuǎn)子低電流判據(jù)動(dòng)作。經(jīng)估算短路失磁和部分失磁情況下，失去靜穩(wěn)時(shí)轉(zhuǎn)子電流一般大于0.151ifN，故整定轉(zhuǎn)子低電流閾值為0.15 ifN。

（7）延遲元件：由于失磁發(fā)電機(jī)失步后，機(jī)端電氣量將開(kāi)始劇烈振蕩，本文所提判據(jù)將失效。因此，延遲元件的整定除了考慮進(jìn)一步增強(qiáng)失磁故障判別的準(zhǔn)確性外，也應(yīng)注意發(fā)電機(jī)從靜態(tài)失穩(wěn)到失步的時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)失磁故障數(shù)據(jù)及仿真算例表明，短路失磁、開(kāi)路失磁情況下，發(fā)電機(jī)從靜態(tài)失穩(wěn)到失步的時(shí)間分別至少在1.5 s、0.2 s以上。在保證判據(jù)不失效的前提下，為加快保護(hù)動(dòng)作速度，延遲元件分別整定為ta=0.3 s，tb=0.1 s。

3 仿真驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文所提出的新型失磁保護(hù)方案的有效性，采用PSASP 仿真軟件在測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行仿真分析，比較現(xiàn)有失磁保護(hù)及新型方案的動(dòng)作情況，以評(píng)估新型失磁保護(hù)方案的性能。

測(cè)試系統(tǒng)采用某省級(jí)電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng)數(shù)據(jù)，測(cè)試發(fā)電機(jī)通過(guò)單回220kV 線路接入電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)參數(shù)如下：SN=100 MWA，Xd=0.520 1，Xq=0.520 1，X′d=0.057 7，Xt=0.042，Xsmax=0.058，Xsmin=0.158，TJ=18.14，T′d0=9.34。

3.1 判據(jù)有效性驗(yàn)證

（1）發(fā)電機(jī)全失磁故障

發(fā)電機(jī)初始輸出運(yùn)行點(diǎn)為P=3，Q=0.712。在1 s 發(fā)生全失磁故障，發(fā)電機(jī)電氣量曲線及阻抗變化軌跡如圖4。

圖4 發(fā)電機(jī)全失磁時(shí)的電氣量及阻抗軌跡曲線Fig.4 Electric quantity curves and apparent impedance path after complete loss-of-excitation

從圖中可以看出，無(wú)功反向元件1.85 s 動(dòng)作、靜穩(wěn)極限圓2.96 s 動(dòng)作，失磁發(fā)電機(jī)在臨界失步前，發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出迅速下降，機(jī)端電壓比升壓變母線電壓下降得更快，新失磁保護(hù)方案中的各判據(jù)都滿足，保護(hù)可靠快速動(dòng)作。

（2）發(fā)電機(jī)失穩(wěn)振蕩

發(fā)電機(jī)初始輸出運(yùn)行點(diǎn)為P=3，Q=0.712。升壓變出口在1 s 發(fā)生三相接地故障，主保護(hù)拒動(dòng)，1.16 s時(shí)后備保護(hù)切除故障后引發(fā)系統(tǒng)失穩(wěn)振蕩。發(fā)電機(jī)電氣量曲線及阻抗變化軌跡如圖5。

從圖中可以看到，無(wú)功反向元件1.7 s 動(dòng)作，阻抗軌跡1.77 s 進(jìn)入靜穩(wěn)極限圓，1.97 s 離開(kāi)，“時(shí)間判據(jù)”不滿足，可保證保護(hù)可靠不動(dòng)作。同時(shí)，這段時(shí)間內(nèi)“無(wú)功判據(jù)”、“電壓判據(jù)”也都不滿足。

圖5 失穩(wěn)振蕩時(shí)發(fā)電機(jī)電氣量曲線及阻抗軌跡曲線Fig.5 Electric quantity curves and apparent impedance path during unstable swings

3.2 保護(hù)方案比較分析

對(duì)新型失磁保護(hù)方案和現(xiàn)有保護(hù)方案進(jìn)行比較分析，以評(píng)價(jià)保護(hù)方案的性能。保護(hù)方案設(shè)置如下：(1)靜穩(wěn)極限圓+1.5 s 延時(shí)跳閘；(2)異步阻抗圓+0.5 s延時(shí)跳閘；(3)新型失磁保護(hù)方案。

考慮以下兩類故障情況：(1)發(fā)電機(jī)發(fā)生失磁故障：包括短路全失磁、部分失磁、開(kāi)路失磁三種情形；(2)系統(tǒng)發(fā)生振蕩：包括失穩(wěn)振蕩和穩(wěn)定振蕩。

為測(cè)試方案對(duì)發(fā)電機(jī)工況的適應(yīng)性，選擇20種發(fā)電機(jī)初始運(yùn)行狀態(tài)，如圖6所示。

圖6 發(fā)電機(jī)初始運(yùn)行點(diǎn)Fig.6 Initial operation conditions of test unit

分別仿真以上20種工況下發(fā)生五種故障時(shí)三種失磁方案的動(dòng)作情況并進(jìn)行比較，比較結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

從表1和表2可以看出：

1）動(dòng)作可靠性。發(fā)電機(jī)部分失磁時(shí)，所有保護(hù)方案均正確動(dòng)作；短路和開(kāi)路失磁時(shí)，現(xiàn)有失磁保護(hù)正確動(dòng)作率較低，新型保護(hù)方案均正確動(dòng)作。另一方面，系統(tǒng)穩(wěn)定振蕩時(shí)，三種失磁保護(hù)方案均沒(méi)有誤動(dòng)；系統(tǒng)失穩(wěn)振蕩時(shí)，現(xiàn)有失磁保護(hù)有誤動(dòng)發(fā)生，新型失磁保護(hù)可保證正確不動(dòng)作。

表1 失磁故障下不同方案的正確動(dòng)作率及動(dòng)作時(shí)間Table1 Correct action rate and average action time of different schemes after loss-of-excitation

表2 振蕩故障下不同方案的誤動(dòng)率Table2 Mal-operation rate during swings

2）動(dòng)作快速性。由于新失磁保護(hù)方案采用的判據(jù)能可靠區(qū)分失磁和振蕩，各判據(jù)動(dòng)作后再經(jīng)較短的延時(shí)即快速動(dòng)作；而現(xiàn)有失磁保護(hù)方案中則采用了長(zhǎng)延時(shí)元件區(qū)分失磁和振蕩，因此新型保護(hù)方案的平均動(dòng)作時(shí)間更短，可顯著減小失磁發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)的不良影響。

綜上，本文所提出的新型失磁保護(hù)方案具有可靠性高、動(dòng)作速度快的優(yōu)點(diǎn)，有利于發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)論

本文基于機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化涉網(wǎng)保護(hù)優(yōu)化配置的背景，對(duì)誤動(dòng)率高且對(duì)機(jī)組和系統(tǒng)影響較大的失磁保護(hù)進(jìn)行了研究。在發(fā)電機(jī)失磁和系統(tǒng)振蕩過(guò)程理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，綜合利用發(fā)電機(jī)失磁過(guò)程中電壓、無(wú)功和功角變化的特征信息，提出了一種新型的失磁保護(hù)方案。理論分析和仿真結(jié)果表明，新型方案具有可靠性高、動(dòng)作速度快的優(yōu)點(diǎn)。

本文對(duì)發(fā)電機(jī)失磁后特征信息進(jìn)行了深入的挖掘，研究方法為今后失磁保護(hù)方案的設(shè)計(jì)或改進(jìn)提供了思路。發(fā)電機(jī)涉網(wǎng)保護(hù)的優(yōu)化，不僅可保障發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，對(duì)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、防止電網(wǎng)大面積崩潰事故的發(fā)生具有重要意義。

[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,1996.

WANG Wei-jian.Principle and application of electric power equipment protection[M].Beijing:China Electric Power Press,1996.

[2]劉一丹,張小易,崔曉祥.火電廠發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)阻抗判據(jù)的探討[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,38(20):235-237.

LIU Yi-dan,ZHANG Xiao-yi,CUI Xiao-xiang.Discussion of thermal power plant generator resistance criterion for loss of excitation protection[J].Power System Protection and Control,2010,38 (20):235-237.

[3]殷建剛,彭豐,楊平,等.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)中系統(tǒng)低電壓判據(jù)的探討[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2003,23(12):28-31.

YIN Jian-gang,PENG Feng,YANG Ping,et al.Discussion on low voltage criterion in field-loss protection[J].Electric Power Automation Equipment,2003,23(12):28-31.

[4]劉偉良,陳宏,劉宇,等.由一起發(fā)電機(jī)失磁事故談失磁和逆功率保護(hù)的設(shè)置[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009,37(23):164-166.

LIU Wei-liang,CHEN Hong,LIU Yu,et al.Discussion about loss-of-field and reverse-power protection configuration from the generator loss-of-field fault[J].Power System Protection and Control,2009,37(23):164-166.

[5]North American Electric Reliability Corporation (NERC).Power plant and transmission system protection coordination[R].NERC,2010.

[6]李哲,季學(xué)軍,王祖光.基于發(fā)電機(jī)功率變化量的失磁保護(hù)輔助加速判據(jù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2008,32(15):54-56.

LI Zhe,JI Xue-jun,WANG Zu-guang.An auxiliary accelerated judgment method for loss of excitation protection based on generator power variation[J].Automation of Electric Power Systems,2008,32(15):54-56.

[7]隋佳音,畢天姝,薛安成,等.新型發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)加速判據(jù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,38(20):69-73.

SUI Jia-yin,BI Tian-shu,XUE An-cheng,et al.A novel accelerated criterion for loss of field protection[J].Power System Protection and Control,2010,38(20):69-73.

[8]de Morais A P,Jr Cardoso G,Mariotto L.An innovative loss-of-excitation protection based on the fuzzy inference mechanism[J].IEEE Trans on Power Delivery,2010,25(4):2197-2204.

[9]林莉,牟道槐,孫才新,等.同步發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的改進(jìn)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2007,31(22):88-93.

LIN Li,MOU Dao-huai,SUN Cai-xin,et al.Improvement on loss-of-excitation protection of synchronous generators[J].Automation of Electric Power Systems,2007,31(22):88-93.

[10]薛伊琴.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)原理的比較和分析[J].繼電器,2005,33(20):33-35.

XUE Yi-qin.Comparison and analysis of theory of generator loss of field protections[J].Relay,2005,33(20):33-35.

[11]楊嗣彭.同步電機(jī)運(yùn)行方式的分析[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1989.

YANG Si-peng.Synchronous generator operation analysis[M].Chengdu:Chengdu University of Science and Technology Press,1989.

[12]張保會(huì),張毅剛,劉海濤.基于本地量的振蕩解列裝置原理研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2001,21(12):68-73.

ZHANG Bao-hui,ZHANG Yi-gang,LIU Hai-tao.Study on principle of power system separation device based on local electrical parameter[J].Proceedings of the CSEE,2001,21(12):68-73.

[13]Glavic M,Van Cutsem T.Detecting with PMUs the onset of voltage instability caused by a large disturbance[C]//IEEE Power and Energy Society General Meeting,Pittsburgh,PA,July,2008:1-8.