CN113097973A - 一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法及系统。其中，该方法包括：测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
Description
技术领域
本申请涉及电气技术领域，特别是涉及一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法及系统。
背景技术
调相机可以为直流系统送、受端提供无功支撑，提高动态无功储备，有效解决换相失败引起暂态过电压问题。目前国网公司已全面启动特高压直流换流站的调相机工程建设。调相机的励磁系统为励磁线圈提供励磁电流，从而为调相机组提供建立机端电压及调相机组无功功率所需的同步旋转磁场。调相机励磁系统是保证调相机组及电网安全稳定运行所需的重要调节控制系统。大容量调相机组的励磁系统比较复杂，故障率相对较高。励磁系统故障，如励磁线圈及引出线故障、可控硅故障、励磁调节器故障等，会导致调相机失磁，调相机失磁后机端电压下降，调相机转为进相运行，将从系统吸收大量无功，导致系统电压降低。同步调相机的失磁故障可分为两种情况：完全失磁和部分失磁。完全失磁指调相机完全失去励磁电流，部分失磁指调相机的励磁电流异常下降，导致调相机运行状况受到破坏。对于大型隐极调相机而言，失磁故障对机组本身并无危害，其危害主要是由于出现相当大的无功功率差额，使系统电压下降，若系统无功功率储备不足，可能导致系统稳定运行的破坏，因此需要为调相机配置安全可靠的失磁保护。
现有调相机的失磁保护方案分为I段和II段，II段采用励磁低电压判据和逆无功判据的与逻辑，针对调相机发生完全失磁故障，励磁电压极低的异常状况。这两个判据目前都采用整定定值。但是经分析研究发现，调相机运行工况变化(包括系统电压变化、主变变比变化等)，会引起调相机最大进相深度的变化。具体而言，系统电压越低，主变变比越高，调相机最大进相深度越浅。受调相机运行工况的变化的影响，逆无功定值整定困难。
针对上述的现有技术中存在的调相机运行工况变化，会引起调相机最大进相深度的变化。具体而言，系统电压越低，主变变比越高，调相机最大进相深度越浅。受调相机运行工况的变化的影响，逆无功定值整定困难的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本公开的实施例提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法及系统，以至少解决现有技术中存在的调相机运行工况变化，会引起调相机最大进相深度的变化。具体而言，系统电压越低，主变变比越高，调相机最大进相深度越浅。受调相机运行工况的变化的影响，逆无功定值整定困难的技术问题。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法，包括：测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护系统，包括：第一测量模块，用于测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；第二测量模块，用于测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；确定自适应逆无功判据模块，用于根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；确定励磁低电压判据模块，用于根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；告警切除模块，用于当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
在本发明中，能够识别调相机全失磁故障，并且与调相机深度进相工况进行可靠区分；并且提供了一种免整定的自适应逆无功判据，其可靠性只与机组参数有关，不受外部运行方式的影响，可以避免逆无功判据由于调相机运行工况变化(包括系统电压变化、主变变比变化等)造成的误动作。从而解决逆无功定值整定困难的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1是根据本公开实施例所述的一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法的流程示意图；
图2是根据本公开实施例1所述的一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法的动作逻辑的示意图；
图3是根据本公开实施例所述的一种基于最大进相能力的调相机失磁保护系统的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
根据本实施例的第一个方面，提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法100。参考图1所示，该方法100包括：
S102:测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；
S104:测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；
S106:根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；
S108:根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；
S110:当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
具体地，参考图2所示，以某750kV换流站调相机工程为例阐述本发明提供的调相机失磁保护方法。该站系统电压运行范围为750～800kV，主变变比有四个档位：814/20、794/20、775/20、750/20。现场失磁试验在系统电压为775kV、主变档位为794/20下进行。
(1)现场失磁试验测得的机组最大进相深度Qmin(-218Mvar)和最低机端电压Umin(18.2kV)作为参数或定值整定于保护装置中，用于判据计算；
(2)测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf，其中调相机机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf都是实时测量值。
(3)自适应逆无功判据为
其中K为内部固定可靠系数，取0.95。
仿真计算在不同的主变变比与系统电压下，调相机最大进相深度、最大进相时的机端电压和自适应无功定值，如表1所示。
表1仿真不同方式下调相机最大进相深度与自适应无功定值
由表1可知，各方式下最大进相深度变化区间为-192～-260Mvar，固定逆无功定值难以整定，本发明提出的自适应无功定值相比最大进相深度始终保留10Mvar左右的动作裕度，有效解决逆无功定值难以整定的问题。
机端电压未处于最低值时，其进相深度较表1应更浅，计算所得自适应无功定值较表1应更深，自适应无功判据更不易满足，该判据可靠不误动。
(4)励磁低电压判据为Uf＜Uf.zd，其中Uf.zd为励磁低电压定值，取6V。
(5)同时满足自适应逆无功判据和励磁低电压判据，且持续1s后保护动作，切除调相机。
从而，本实施例提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法，能够识别调相机全失磁故障，并且与调相机深度进相工况进行可靠区分；并且提供了一种免整定的自适应逆无功判据，其可靠性只与机组参数有关，不受外部运行方式的影响，可以避免逆无功判据由于调相机运行工况变化(包括系统电压变化、主变变比变化等)造成的误动作。从而解决逆无功定值整定困难的问题。
可选地，根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据，包括：确定所述自适应逆无功判据为
其中K为内部固定可靠系数，取0.5～1。
可选地，根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据，包括：确定励磁低电压判据为Uf＜Uf.zd，其中Uf.zd为励磁低电压定值。
根据本实施例的另一个方面，还提供了一种基于最大进相能力的调相机失磁保护系统300。该系统300包括：第一测量模块310，用于测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；第二测量模块320，用于测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；确定自适应逆无功判据模块330，用于根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；确定励磁低电压判据模块340，用于根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；告警切除模块350，用于当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
可选地，确定自适应逆无功判据模块300，包括：确定自适应逆无功判据子模块，用于确定所述自适应逆无功判据为
其中K为内部固定可靠系数，取0.5～1。
可选地，确定励磁低电压判据模块340，包括：确定励磁低电压判据子模块，用于确定励磁低电压判据为Uf＜Uf.zd，其中Uf.zd为励磁低电压定值。
本发明的实施例的一种基于最大进相能力的调相机失磁保护系统300与本发明的另一个实施例的一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法100相对应，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于最大进相能力的调相机失磁保护方法，其特征在于，包括：
测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；
测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；
根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；
根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；
当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
2.根据权利要求1所述的调相机失磁保护方法，其特征在于，根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据，包括：
确定所述自适应逆无功判据为
其中K为内部固定可靠系数，取0.5～1。
3.根据权利要求1所述的调相机失磁保护方法，其特征在于，根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据，包括：
确定励磁低电压判据为Uf＜Uf.zd，其中Uf.zd为励磁低电压定值。
4.一种基于最大进相能力的调相机失磁保护系统，其特征在于，包括：
第一测量模块，用于测量调相机现场失磁试验时的最大进相深度Qmin和最低机端电压Umin；
第二测量模块，用于测量调相机的机端电压Ujd、无功功率Q、励磁电压Uf；
确定自适应逆无功判据模块，用于根据所述最大进相深度Qmin、所述机端电压Ujd、所述无功功率Q，确定自适应逆无功判据；
确定励磁低电压判据模块，用于根据所述励磁电压Uf以及励磁低电压定值Uf.zd，确定励磁低电压判据；
告警切除模块，用于当同时满足所述自适应逆无功判据以及所述励磁低电压判据，且持续预定时间后保护动作时，发出告警或者切除调相机。
5.根据权利要求4所述的调相机失磁保护系统，其特征在于，确定自适应逆无功判据模块，包括：
确定自适应逆无功判据子模块，用于确定所述自适应逆无功判据为
其中K为内部固定可靠系数，取0.5～1。
6.根据权利要求4所述的调相机失磁保护系统，其特征在于，确定励磁低电压判据模块，包括：
确定励磁低电压判据子模块，用于确定励磁低电压判据为Uf＜Uf.zd，其中Uf.zd为励磁低电压定值。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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