CN112230162A - 一种同步调相机组异常失电判别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用频率变化率判别同步调相机组异常失电的方法,包括:测量机端电压、机端电流;分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率。机组处于并网状态,频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值,判为调相机组异常失电,经过延时t动作于跳闸。本发明同时公开了相应的异常失电判别装置。该方案能够解决调相机组异常失电后无法从电网解列,存在异步冲击风险的问题。
Description
技术领域
本发明属于电力***继电保护领域,特别涉及一种同步调相机组异常失电判别方法及装置。
背景技术
新型同步调相机组具有无功补偿容量大,运行稳定、动态响应快、故障穿越能力强等特点,开始在直流换流站大规模应用。调相机组在并网运行工况下,因外部故障或其他原因造成整个换流站失电,由于故障不在调相机组保护范围内,调相机组无法从电网解列停机。调相机组无原动机,全站失电后,调相机组仅在调相机转子惯性、励磁闭环调节的共同作用下维持电压,但电压幅值及频率会逐渐走低。在失电情况下,为防止调相机组再次上电,可能出现异步冲击电流,损害调相机定子绕组,有必要研究一种同步调相机组异常失电判别方法及装置。
发明内容
本发明的主要目的:提供一种同步调相机组异常失电判别方法及装置,解决调相机组异常失电后再上电造成的异步冲击的问题。
为了达成上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种同步调相机组异常失电判别方法,包括如下步骤:
测量机端电压、机端电流;
分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
判别以下条件:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
作为本发明的进一步优选方案,当判定为调相机组异常失电后,经过延时t动作于跳闸。
作为本发明的进一步优选方案,所述机端电压、机端电流分别取自调相机组机端TV、机端TA。
作为本发明的进一步优选方案,所述机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法,保证频率变化时机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率等计算的准确性。
作为本发明的进一步优选方案,根据机端电压、机端电流采样值计算机端电压、机端电流的量值,计算公式如下:
其中,N为保护装置每个工频周期的采样点数,xφ(k)分别为机端电压或机端电流采样值,Xφ.Re,Xφ.Im分别为机端电压或机端电流基波相量的实部和虚部,Xφ.AM为机端电压或机端电流的基波幅值,θφ为机端电压或机端电流的基波相角,arg表示相量的相角。φ可以取a、b、c或者A、B、C分别表示A相、B相、C相;
根据机端电压量值和机端电流量值,分别计算机组频率、有功功率、无功功率。
作为本发明的进一步优选方案,所述的机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,采用下述公式进行计算:
其中,Δf1为机组频率下降速率,Δfset1为机组堕速并网频率下降速率,两者均为负值。
作为本发明的进一步优选方案,所述的机组频率持续降低,采用下述公式进行计算:
其中,Δf2为机组长期频率变化率,Δfset2为堕速并网长期频率变化率,两者均为负值。
作为本发明的进一步优选方案,所述的吸收的有功功率减小,采用下述公式进行计算:
P>Pset 式(4)
其中,P为为机组吸收的有功功率、Pset调相机有功功率损耗值,两者均为负值。
作为本发明的进一步优选方案,所述的交换的无功功率小于设定无功值,采用下述公式进行计算:
|Q|<Qset 式(5)
其中,Q为调相机实时无功功率;Qset为调相机交换无功功率最小值。
本发明同时提出了一种同步调相机组异常失电判别装置,包括:
测量单元,用于测量机端电压、机端电流;
计算单元,用于分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
判别单元,用于根据以下条件进行判别:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
作为本发明的进一步优选方案,所述测量单元中,机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法。
本发明的有益效果是:本发明利用频率变化率进行同步调相机组异常失电的判定,能有效判别调相机组异常失电,快速解列停机。
附图说明
图1是本发明一种同步调相机组异常失电判别方法的一个具体实施例;
图2是本发明一种同步调相机组异常失电判别方法的又一个具体实施例;
图3是本发明一种同步调相机组异常失电判别方法的异常失电逻辑图,
图中Δf1为机组的频率变化率-Hz/100ms;Δfset1为惰速并网频率下降速率-Hz/100ms,为负值;Δf2为机组长期频率变化率-Hz/s;Δfset2为堕速并网长期频率变化率-Hz/s,为负值;P为调相机实时有功功率;Pset为调相机有功功率损耗值,为负值;Q为调相机实时无功功率;Qset为调相机交换无功功率最小值;Δfset1、Δfset2根据调相机现场试验获取,Pset可设置为-0.3%~-0.1%,Qset可设置为10%。
图4是本发明一种同步调相机组异常失电判别装置示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例一:
如图1所示本发明的一种同步调相机组异常失电判别方法,包括如下步骤:
S1:测量机端电压、机端电流。其中,所述机端电压、机端电流分别取自调相机组机端TV、机端TA。
S2:分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
S3:判别以下条件:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
作为本发明的进一步优选方案,如图2所示在上述方案的基础上还包括:
S4:当判定为调相机组异常失电后,经过延时t动作于跳闸。
作为本发明的进一步优选方案,在上述方案的基础上还包括:所述机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法,保证频率变化时机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率等计算的准确性。
实施例二:
本发明的另一种同步调相机组异常失电判别方法,如图3包括如下步骤:
S1:保护装置测量机端电压、机端电流分别取自调相机机端TV、机端TA。
S2:分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
当调相机并网工况下异常失电,机组频率f<50Hz,由于***周期变大,为保证装置精准采样,采样周期不能再固定为Ts,需要跟踪***频率动态调整采样周期,此时采样周期调整为T′s=Ts+ΔT,ΔT为跟踪***频率采样周期动态调整值。
机端电压量值和机端电流量值的计算采用全周傅立叶算法计算。
机端电压、机端电流的量值计算公式如下:
其中,N为保护装置每个工频周期的采样点数,xφ(k)分别为机端电压或机端电流采样值,Xφ.Re,Xφ.Im分别为机端电压或机端电流基波相量的实部和虚部,Xφ.AM为机端电压或机端电流的基波幅值,θφ为机端电压或机端电流的基波相角,arg表示相量的相角。φ可以取a、b、c或者A、B、C分别表示A相、B相、C相。
根据机端电压量值和机端电流量值,分别计算机组频率、有功功率、无功功率。
S3:判别以下条件:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
调相机组异常失电判据为:
(1)并网状态下频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率
其中,Δf1为机组的频率变化率-Hz/100ms;Δfset1为堕速并网频率下降速率-Hz/100ms,为负值。Δfset1根据调相机现场试验获取。
(2)并网状态下频率持续降低
其中,Δf2为机组长期频率变化率-Hz/s;Δfset2为堕速并网长期频率变化率-Hz/s,为负值。Δfset2根据调相机现场试验获取。
(3)吸收的有功功率减小
P>Pset 式(4)
其中,Pset为调相机有功功率损耗值,为负值;Pset可设置为-0.3%~-0.1%。
(4)交换的无功功率小于设定无功值
|Q|<Qset 式(5)
其中,Q为调相机实时无功功率;Qset为调相机交换无功功率最小值;Qset可设置为10%。
当判据(1)~(4)均满足时,判定为调相机组异常失电,经过延时t动作于跳闸。
实施例3:
如图4所示,本发明的一种同步调相机组异常失电判别装置,包括:
测量单元,用于测量机端电压、机端电流;
计算单元,用于分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
判别单元,用于根据以下条件进行判别:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
其中,所述测量单元中,机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (11)
1.一种同步调相机组异常失电判别方法,其特征是,包括如下步骤:
测量机端电压、机端电流;
分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
判别以下条件:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
2.一种同步调相机组异常失电判别方法,其特征是:当判定为调相机组异常失电后,经过延时t动作于跳闸。
3.如权利要求1所述的同步调相机组异常失电判别方法,其特征在于:所述机端电压、机端电流分别取自调相机组机端TV、机端TA。
4.如权利要求1所述的同步调相机组异常失电判别方法,其特征在于:所述机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法。
8.如权利要求1所述的同步调相机组异常失电判别方法,其特征在于:所述的吸收的有功功率减小,采用下述公式进行计算:
P>Pset 式(4)
其中,P为为机组吸收的有功功率、Pset调相机有功功率损耗值,两者均为负值。
9.如权利要求1所述的同步调相机组异常失电判别方法,其特征在于:所述的交换的无功功率小于设定无功值,采用下述公式进行计算:
|Q|<Qset 式(5)
其中,Q为调相机实时无功功率;Qset为调相机交换无功功率最小值。
10.一种同步调相机组异常失电判别装置,其特征是,包括:
测量单元,用于测量机端电压、机端电流;
计算单元,用于分别计算机组频率、机端电压基波幅值、机端电流基波幅值、有功功率、无功功率;
判别单元,用于根据以下条件进行判别:机组处于并网状态,机组频率下降速率超过机组堕速并网频率下降速率,并且机组频率持续降低,吸收的有功功率减小,交换的无功功率小于设定无功值;当所有条件均满足判为调相机组异常失电。
11.如权利要求10所述的同步调相机组异常失电判别装置,其特征在于:所述测量单元中,机端电压和机端电流的采样均采用频率跟踪算法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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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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