分布式调相机失磁保护动作分析及思考.pdf
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1、0引言随着“3060”双碳目标的推进,新型电力系统得以迅速发展,以风、光、储为主要发电模式的新能源厂站和区域得到快速建设。由于受地理、环境、气候、季节等自然因素的影响,新能源发、送电存在随机性强、波动性大等客观实际问题,导致电源输送端无功需求变化大,电压支撑薄弱,从而引起了不同程度的稳定性问题,制约了新能源电源的送出和消纳。各种研究表明,相比于SVC、STATCOM等传统电力电子型无功补偿设备,分布式调相机响应速度快,过电压抑制能力最佳,兼具很好的低电压补偿能力1-2,同时具有分布广、集成度高、运行灵活等优点,可有效解决新能源区域无功支撑和稳定性不足的问题,因此,在新能源区域,分布式调相机得到
2、广泛应用。调相机性能的充分发挥,需要在励磁、调变组保护等二次设备的合理调节和保护下实现。本文将介绍一起典型新能源区分布式调相机失磁保护动作的案例,从励磁调节过程、调变组失磁保护动作情况等方面分析动作机理,提出励磁与调变组保护之间配合的优化建议,从而提升调相机抑制过电压的能力。1现场主接线及结构1.1调相机主接线调相机容量50 Mvar,机端出口电压10.5 kV,经过调相机主变升压后接至35 kV母线,再经新能源区主变升压后接至220 kV母线,最终接入电网。其结构和主接线为典型新能源区分布式调相机的电气结构,其中主接线如图1所示。1.2机组及励磁系统参数调相机变压器组及励磁系统主要电气参数如
3、表1所示。分布式调相机失磁保护动作分析及思考李继平苏家财姚宇飞李飞高尚(南京南瑞继保电气有限公司,江苏 南京 211100)摘要:在介绍一次分布式调相机失磁保护动作情况的基础上,分析分布式调相机励磁系统工作机理、分布式调相机在新能源区域抑制过电压的能力以及失磁保护的工作原理,同时针对目前分布式调相机失磁保护在定值整定方面的不足,提出了相应的改进建议。关键词:分布式调相机;失磁保护;励磁系统;整定配合中图分类号:TM341文献标志码:A文章编号:1671-0797(2023)18-0040-03DOI:10.19514/32-1628/tm.2023.18.010图1调相机主接线示意图设计与分析
4、Sheji yu Fenxi40单位MVAkV参数名称额定容量系统侧额定电压参数值5035Mvar额定无功50额定机端电压10.5kV负载额定励磁电流 Ifn705A1.3调相机励磁系统控制模式调相机励磁系统具备电压环和无功复合环运行模式。当系统处于稳态时,可通过人工投入的方式投入无功复合环,无功复合环叠加在电压环输入环节,在系统稳态时起到缓慢调节无功功率的功能,可控制机组的无功功率运行在目标值附近。励磁系统控制原理如图2所示,由图可见,无功复合环增益Kq取0.2,而电压主环增益Kp一般大于30,故无功复合环调节属于慢速调节,远低于主环调节速度。1.4调变组保护配置机组配置调相机变压器组保护(
5、下称“调变组保护”)A屏、B屏、C屏,保护配置全面,其中包含调相机失磁保护。2失磁保护动作分析2.1动作过程调相机处于并网运行状态,初始阶段,机组与系统处于稳定状态,励磁系统运行于无功复合环控制模式,电压目标值为9.432kV,无功目标值为-3.825Mvar,调相机实际运行功率为-3.85 Mvar。异常阶段,励磁系统依然运行于无功复合环控制模式,电压目标值为9.497 kV,无功目标值为-3.825 Mvar,但调相机实际运行功率在逐步降低,当无功功率下降至-6.5 Mvar时,调变组保护装置失磁保护段动作,跳开并网断路器和灭磁开关,随即调相机停机。2.2励磁系统调节过程分析调取励磁调节器
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