励磁调节器整定计算概要.docx

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励磁调节器整定计算概要

[内部]

四期2×1000MW发电机励磁调节器整定计算书

审查：

翟保宏

复核：

刘国新

计算：

林西国

目录

一、参数收集————————————————————————————2

二、P-Q低励限制——————————————————————————2

三、V/Hz限制及保护—————————————————————————4

四、过励限制及保护—————————————————————————4

五、定子电流限制——————————————————————————5

六、手动方式励磁电流限制——————————————————————6

七、发电机的调差——————————————————————————6

八、发电机的转子过电压———————————————————————7

九、起励——————————————————————————————8

一十、变压器温度保护—————————————————————————8

一十一、发电机绕组温度—————————————————————————8

一十二、励磁临时电源——————————————————————————8

一十三、其他问题————————————————————————————9

附录1：

发电机容量曲线—————————————————————————10

附录2：

发电机饱和曲线—————————————————————————11

附录3：

发电机V型曲线—————————————————————————12

一．励磁系统参数：

名称

符号

参数

发电机额定电流

In

23949A

发电机额定电压

Un

27kV

额定功率因数

COSΦn

0.9（滞后）

额定频率

fn

50Hz

额定功率

Pn

1000MW

额定励磁电压

Ufn

501V

额定励磁电流

Ifn

5272A

空载励磁电压

Uf0

155V

空载励磁电流

If0

1822A

二．P-Q型低励限制的整定

（一）参考DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励磁静止励磁技术条件》附录B：

低励限制和PSS的整定原则

1．低励限制的动作曲线是按照发电机不同有功功率静稳极限及发电机端部发热条件确定的。

2．由系统静稳条件确定进相能力曲线时，应根据系统最小运行方式的系统等值电抗，不考虑其他发电机自动电压调节器的作用，确定该励磁系统的低励限制动作曲线。

2006年6月9日，中调保护科提供的系统参数：

母线

正序阻抗

零序阻抗

基准容量

220kV

X1∑=0.19（0.37）

X0∑=0.28（0.48）

1000MVA

500kV

X1∑=0.06（0.12）

X0∑=0.11（0.21）

1000MVA

注：

括号内对应最小运行方式。

#7主变的阻抗为18%，基准容量为1140MVA

最大联系阻抗为Xs=18%×+12%×=31%

发电机同步电抗为Xd=188%

在功角δ=900，静稳边界为一个圆。

其方程为

圆心为=、半径为=2104MVA。

该发电机有进相要求，按静稳极限值留10%左右储备系数整定。

因此上述圆可以取：

圆心为=、半径为0.9×=1894MVA。

3．如果没有规定低励限制动作曲线，一般可按有功功率P=SN时允许无功功率Q=0及P=0时，Q=-（0.2∽0.3）QN两点来确定低励磁限制动作曲线，其中SN、QN分别为额定视在功率和额定无功功率。

本工程：

SN=1120MVA

PN=1000MW

QN=488Mvar

COSΦ=0.9

第1点：

P=1120MW，Q=0

第2点：

P=0MW，Q=-0.3×488=146.4MVar。

由于UNITROL_5000中的低励限制的功率基准为额定视在功率。

因此上述两点可以写为：

第1点：

P=100%，Q=0%

第2点：

P=0%，Q=-0.3×488=-13.1%

根据上述两点确定其他3点：

P=25%时，Q=-9.8%

P=50%时，Q=-6.6%

P=75%时，Q=-3.3%

（二）参考《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》P395：

对有进相要求的发电机：

1）按厂用母线电压不低于95%的电动机额定电压为条件计算。

2）按发电机稳定运行功角≤700允许进相运行条件计算。

3）上述两个条件在发电机做完进相试验后确定。

（三）参考东方电气提供的QFSN-1000-2-27型汽轮发电机技术数据汇总表7.1：

发电机容量曲线，见附录1。

由上：

低励限制曲线暂确定为：

发电机有功

发电机无功

1501REF0Q（P）LIM

-13.1%

1502REF25Q（P）LIM

-9.8%

1503REF50Q（P）LIM

-6.6%

1504REF75Q（P）LIM

-3.3%

1505REF7100Q（P）LIM

0.0%

上述整定的曲线在发电机容量曲线定子铁心端部温升限制范围内和静稳边界范围内。

（四）低励保护

Q（P）限制值与低励监视器特性之间的裕度,以额定无功电流的百分数表示.无功电流跌落到该值以下,低励监视器动作.

904STARTUELMONIT：

超过限制线10%；

905DLYUELMONITITOR：

延时2秒保护动作。

（五）自动运行范围：

取1901HLREFAVR110%

1902LLREFAVR80%。

DL/T650和DL/T843对低励限制的延时要求，“为了防止电力系统暂态过程中低励限制回路的动作影响正确的调节，低励限制回路应有一定的时间延迟”。

延迟时间取0.1—0.3s，暂取0.2s。

低励限制动作后不应阻断电力系统稳定器PSS的作用。

但在整个ABB逻辑控制回路中没有出现励磁限制的延时问题。

故低励限制是瞬时动作。

三．V/Hz限制及保护

V/Hz限制功能用于防止主变、高厂变、发电机因磁密过高、励磁电流过大引起的铁心和绕组发热。

V/Hz保护是在V/Hz限制失去作用时，将调节器切至备用通道以维持运行。

V/Hz限制动作时应当不影响PSS发挥作用。

1．V/Hz限制：

我厂一、二期工程：

106%Ue/fe

我厂三期工程：

105%Ue/fe

根据《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》P382。

（1）过激磁（V/Hz）限制器启动值为105%Ue/fe

（2）过激磁（V/Hz）限制器动作时间取0.2s。

（3）作用方式。

当过激磁限制动作后，瞬时限制电压频率比为105%。

名称

参数

备注

1911REFV/HzLIMAVR

105%

V/Hz限制线斜率

1912REFUMAXfNOMAVR

108%

1.对应于额定频率（100%）的V/Hz电压百分值限制.

2.它表示V/Hz线总是以REF_V/Hz_LIM_AVR（1911）的斜率交于该点.

1913REFUMAXAVR

110%

绝对电压限制值，以额定电压百分值表示，与超速无关。

1914DELAYV/HzLIMAVR

0.2s

V/Hz限制器投入延时。

2．V/Hz保护：

超过限制线5%，延时2秒保护动作。

名称

参数

备注

912STARTV/HzMON

5.0%

V/Hz限制特性与保护特性间百分数裕度。

U_MACH_RELATIVE大于设定特性时监视器动作。

913DLYV/HzMONITOR

2.0s

过激磁监视启动延时.延时结束后,信号V/HZ_FAULT（10919）有效,即限制器在设定的时间内不成功.

四．过励限制及保护

过励限制功能用于防止励磁过大导致发电机转子绕组过热。

达到动作值后，可限制发电机转子电流小于额定电流1.1倍。

过励保护是在过励限制失去作用时，根据故障判断分析进行动作，或将调节器切至备用通道以维持运行，或直接输出信号进行发电机解列灭磁。

1．过励限制：

我厂一、二期工程：

105%Ien启动，180%Ien最大值延时8秒。

我厂三期工程：

110%Ien启动，180%Ien最大值延时10秒。

我厂四期工程励磁系统参数：

强励顶值电流倍数2.0

允许强励时间20s。

2．定值取110%Ien，180%Ien最大值延时10秒。

限制器动作时间1s，拉回到限制线110%Ien。

3．保护动作方程：

名称

参数

备注

1301REF1IETH

110%Ifn

最大连续励磁电流1

1302REF2IETH

100%Ifn

最大连续励磁电流2

1303REF1IEMAX

180%Ifn

顶值励磁电流1

1304REF2IEMAX

100%Ifn

顶值励磁电流1

1305TIMEIEMAXSEL

10.0s

强励时间

1306TCIEREDMAX-TH

1.00s

励磁电流从顶值到最大连续运行值的时间常数

4．过励保护：

超过限制线5%，延时2秒保护动作。

名称

参数

备注

902STARTIEMONITOR

5.0%

励磁电流限制实际值与监视器特性之间的裕度,以额定励磁电流Ifn的百分数表示.如果励磁电流超过该裕度,励磁过流监视动作.

903DLYIEMONITORING

2.0s

过流监视器的启动延时.延时结束发励磁过流1段报警信号OC1_EXC_CURR（10905）,指示励磁电流限制器在所设延时内未能奏效，切换到手动控制。

五．定子电流限制

1.该限制器用于防止发电机定子绕组过热，在过励和欠励侧均有效。

2.定值取105%In，160%In最大值延时10秒。

3.限制器动作时间1s，拉回到限制线105%In。

4.保护动作方程：

名称

参数

备注

1401REF1IMACHTH

105%In

最大连续运行定子电流1

1402REF1IMACHTH

100%In

最大连续运行定子电流2

1403IMACHEQUIVALENT

160%In

等效定子电流

1404TIMEIEQUIVALENT

10.0s

等效定子电流时的延时

1405TCIMACHRED

1.00s

从顶值返回最大连续运行值的时间常数

六．手动方式励磁电流限制

1．查阅发电机V型曲线见附录3：

发电机在超前0.95长期运行时，对应不同功率时的励磁电流值如下：

发电机功率

（Sbase=1120MVA）

励磁电流

励磁电流标么值（Ibase=5272A）

2109P=0

1822A

34.5%

2110P=25%

1822A

34.5%

2111P=50%

2050A

38.9%

2112P=75%

2722A

51.6%

2113P=100%

3400A

64.5%

2.手动运行范围：

取2105LLREFMANUAL34%；

2106HLREFMANUAL110%。

七．发电机的调差

发电机在机端与其他发电机并列时需要解决无功功率在并列机组之间合理分配问题时，或当需要提高主变高压侧电压精度时，采取调差技术。

调差率一般设置在发电机额定电流下的8%左右。

发电机-变压器组结构中变压器提供了正调差10%—15%，为了提高变压器高压侧电压精度，可以将励磁调