本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

大型汽輪機(jī)的“功率-負(fù)荷不平衡保護(hù)”一般以機(jī)組電氣功率的標(biāo)幺值和中壓缸排氣壓力的標(biāo)幺值之差為動(dòng)作判據(jù)，在機(jī)組發(fā)生故障時(shí)能夠快速動(dòng)作關(guān)閉調(diào)門，有效降低汽輪機(jī)超速的最大值。但是該保護(hù)也存在誤動(dòng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重的問題。當(dāng)功率變送器發(fā)生故障，如pt斷線時(shí)，可能誤動(dòng)，當(dāng)機(jī)組發(fā)生近端短路故障時(shí)，也容易誤動(dòng)。將功率負(fù)荷不平衡保護(hù)修改為轉(zhuǎn)速和功率雙判據(jù)后，其功率判據(jù)仍可沿用之前的廠家設(shè)計(jì)方法，但是轉(zhuǎn)速判據(jù)的計(jì)算方法不能確定。為確定轉(zhuǎn)速判據(jù)，本發(fā)明提出一種功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)的計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提出一種功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)計(jì)算方法，將功率負(fù)荷不平衡保護(hù)修改為轉(zhuǎn)速和功率雙判據(jù)后，能夠確定轉(zhuǎn)速判據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)計(jì)算方法，它包括有：所述計(jì)算方法步驟如下：

s1：在電網(wǎng)計(jì)算程序中構(gòu)造待計(jì)算機(jī)組的最大運(yùn)行方式，單機(jī)按照額定功率運(yùn)行，雙線送出和單線送出；

s2：在步驟s1的基礎(chǔ)上計(jì)算雙線中一回線發(fā)生近端三相金屬性接地短路故障，t1時(shí)切除故障，計(jì)算得到切除故障后機(jī)組最大轉(zhuǎn)速值n3；

s3：在步驟s1的基礎(chǔ)上計(jì)算單線中一回線發(fā)生近端單相金屬性接地短路故障，t2時(shí)切除故障，t3時(shí)重合成功，計(jì)算得到切除故障后機(jī)組最大轉(zhuǎn)速值n1；

s4：比較n3和n1的大小，取大的數(shù)值作為功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)。

進(jìn)一步：步驟s1中所述構(gòu)造待計(jì)算機(jī)組的最大運(yùn)行方式包括有建立電廠的計(jì)算模型數(shù)據(jù)，所述計(jì)算模型包括有：發(fā)電機(jī)模型、勵(lì)磁系統(tǒng)模型、調(diào)速系統(tǒng)模型、主變模型、線路模型。

進(jìn)一步：所述發(fā)電機(jī)模型建立方式包括有：

庫參數(shù)基準(zhǔn)容量sp為0.000000mva，對(duì)于電抗，d軸中同步狀態(tài)xd為2.208000p.u.，d軸中暫態(tài)狀態(tài)xd′為0.175800p.u.，d軸中次暫態(tài)狀態(tài)xd″為0.141700p.u.；q軸中同步狀態(tài)xq為1.951000p.u.，q軸中暫態(tài)狀態(tài)xq′為0.335500p.u.，q軸中次暫態(tài)狀態(tài)xq″為0.140100p.u.；

對(duì)于時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)子慣性tj為5.972000s，轉(zhuǎn)子慣性xd0′為10.990000s，轉(zhuǎn)子慣性xd0″為0.043000s，轉(zhuǎn)子慣性xq0′為1.222000s，轉(zhuǎn)子慣性xq0″為0.084000s；

對(duì)于飽和參數(shù)a為1.000000，飽和參數(shù)b為0.000000，飽和參數(shù)n為1.000000；

阻尼系數(shù)d為0.000000s，定子電阻ra為0.000000p.u.負(fù)序電抗x2為0.140900p.u.。

進(jìn)一步：所述勵(lì)磁系統(tǒng)模型建立方式包括有：

調(diào)差電抗xc為0.000000，測(cè)量環(huán)節(jié)tr為0.020000s；放大環(huán)節(jié)中，ka為1.000000，ta為0.020000s，vamax為10.000000，vamin為-10.000000；

校正環(huán)節(jié)選擇串聯(lián)pid，其中，k為20.000000，kv為0.000000，t1為3.000000s，t2為1.000000s，t3為0.100000s，t4為0.100000s，vmax1為9999.900000，vmin1為-9999.900000；

并聯(lián)校正環(huán)節(jié)中，kf為0.000000，tf為1.000000s；

另外，kc為0.083000，vrmax為9.050000，vrmin為-7.210000。

進(jìn)一步：所述調(diào)速系統(tǒng)模型建立方式包括有：

對(duì)于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)：死區(qū)ε為0001300，轉(zhuǎn)速變換時(shí)間t1為0.020000，轉(zhuǎn)速放大倍數(shù)k為20.000000；

控制方式選擇負(fù)荷反饋控制，對(duì)于負(fù)荷控制器pid參數(shù)，其中，負(fù)荷控制前饋系數(shù)為0.500000，比例倍數(shù)為0.303000，微分倍數(shù)為0.000000，積分倍數(shù)為0.007000；積分環(huán)節(jié)輸出限制，最大值為1.000000，最小值為-1.000000；pid輸出限制，最大值為1.000000，最小值為-1.000000；

一次調(diào)頻負(fù)荷限制上限為0.080000，下限為-1.000000。

進(jìn)一步：所述主變模型建立方式包括有：

連接信息：i側(cè)節(jié)點(diǎn)名為都上都g1，連接方式為d，基準(zhǔn)電壓為22kv；j側(cè)節(jié)點(diǎn)名為都上都51，連接方式為yg，基準(zhǔn)電壓為525kv；

對(duì)于阻抗及變比，r1為0.000181p.u.，x1為0.019444p.u.，tk為1.000000p.u.，gm為0.000000p.u.，bm為0.000000p.u.，數(shù)據(jù)組選擇bsaic。

進(jìn)一步：所述線路模型建立方式包括有：

所屬區(qū)域?yàn)閖側(cè)有效；連接信息：i側(cè)節(jié)點(diǎn)名為承承上51，開關(guān)狀態(tài)為合，基準(zhǔn)電壓為525kv，j側(cè)節(jié)點(diǎn)名為承上承51，開關(guān)狀態(tài)為合，基準(zhǔn)電壓為525kv；

對(duì)于阻抗線路容量，額定量為0.000000ka，上限量為100.00％；對(duì)于阻抗中的阻值，r1為0.000000p.u.，x1為-0.008170p.u.，b1/2為0.000000p.u.；r0為0.000000p.u.，x0為-0.008170p.u.，b0/2為0.000000p.u.，數(shù)據(jù)組選擇bsaic。

進(jìn)一步：步驟s1所述電網(wǎng)計(jì)算機(jī)程序包括有：psasp和psd-bpa程序。

進(jìn)一步：步驟s2中所述t1為0.09s。

進(jìn)一步：步驟s3中所述t2為0.09s，所述t3為1.1s。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

將功率負(fù)荷不平衡保護(hù)修改為轉(zhuǎn)速和功率雙判據(jù)后，能夠確定轉(zhuǎn)速判據(jù)。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

本發(fā)明的附圖說明如下：

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明的主變模型；

圖3為本發(fā)明的線路模型；

圖4為本發(fā)明的三相故障的轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果；

圖5為本發(fā)明的單相故障的轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例：如圖1～圖5所示，針對(duì)某電廠進(jìn)行如下操作：

一、建立目標(biāo)電廠的計(jì)算模型和數(shù)據(jù)

在電力系統(tǒng)專用計(jì)算程序中，如psasp和psd-bpa程序中，建立電廠的計(jì)算模型數(shù)據(jù)，包括以下幾個(gè)部分：發(fā)電機(jī)模型、勵(lì)磁系統(tǒng)模型、調(diào)速系統(tǒng)模型、主變模型、線路模型。

(1)發(fā)電機(jī)模型建立如下：

庫參數(shù)基準(zhǔn)容量sp為0.000000mva，對(duì)于電抗，d軸中同步狀態(tài)xd為2.208000p.u.，d軸中暫態(tài)狀態(tài)xd′為0.175800p.u.，d軸中次暫態(tài)狀態(tài)xd″為0.141700p.u.；q軸中同步狀態(tài)xq為1.951000p.u.，q軸中暫態(tài)狀態(tài)xq′為0.335500p.u.，q軸中次暫態(tài)狀態(tài)xq″為0.140100p.u.；

對(duì)于時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)子慣性tj為5.972000s，轉(zhuǎn)子慣性xd0′為10.990000s，轉(zhuǎn)子慣性xd0″為0.043000s，轉(zhuǎn)子慣性xq0′為1.222000s，轉(zhuǎn)子慣性xq0″為0.084000s；

對(duì)于飽和參數(shù)a為1.000000，飽和參數(shù)b為0.000000，飽和參數(shù)n為1.000000。

阻尼系數(shù)d為0.000000s，定子電阻ra為0.000000p.u.負(fù)序電抗x2為0.140900p.u.。

(2)勵(lì)磁系統(tǒng)模型建立如下：

調(diào)差電抗xc為0.000000，測(cè)量環(huán)節(jié)tr為0.020000s；放大環(huán)節(jié)中，ka為1.000000，ta為0.020000s，vamax為10.000000，vamin為-10.000000；

校正環(huán)節(jié)選擇串聯(lián)pid，其中，k為20.000000，kv為0.000000，t1為3.000000s，t2為1.000000s，t3為0.100000s，t4為0.100000s，vmax1為9999.900000，vmin1為-9999.900000；

并聯(lián)校正環(huán)節(jié)中，kf為0.000000，tf為1.000000s；

另外，kc為0.083000，vrmax為9.050000，vrmin為-7.210000。

(3)調(diào)速系統(tǒng)模型建立如下：

對(duì)于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)：死區(qū)ε為0001300，轉(zhuǎn)速變換時(shí)間t1為0.020000，轉(zhuǎn)速放大倍數(shù)k為20.000000；

控制方式選擇負(fù)荷反饋控制，對(duì)于負(fù)荷控制器pid參數(shù)，其中，負(fù)荷控制前饋系數(shù)為0.500000，比例倍數(shù)為0.303000，微分倍數(shù)為0.000000，積分倍數(shù)為0.007000；積分環(huán)節(jié)輸出限制，最大值為1.000000，最小值為-1.000000；pid輸出限制，最大值為1.000000，最小值為-1.000000。

一次調(diào)頻負(fù)荷限制上限為0.080000，下限為-1.000000。

(4)主變模型參數(shù)實(shí)例如下：模型如圖2所示

連接信息：i側(cè)節(jié)點(diǎn)名為都上都g1，連接方式為d，基準(zhǔn)電壓為22kv；j側(cè)節(jié)點(diǎn)名為都上都51，連接方式為yg，基準(zhǔn)電壓為525kv；

對(duì)于阻抗及變比，r1為0.000181p.u.，x1為0.019444p.u.，tk為1.000000p.u.，gm為0.000000p.u.，bm為0.000000p.u.，數(shù)據(jù)組選擇bsaic。

(5)線路模型參數(shù)建立如下：模型如圖3所示

所屬區(qū)域?yàn)閖側(cè)有效；連接信息：i側(cè)節(jié)點(diǎn)名為承承上51，開關(guān)狀態(tài)為合，基準(zhǔn)電壓為525kv，j側(cè)節(jié)點(diǎn)名為承上承51，開關(guān)狀態(tài)為合，基準(zhǔn)電壓為525kv；

對(duì)于阻抗線路容量，額定量為0.000000ka，上限量為100.00％；對(duì)于阻抗中的阻值，r1為0.000000p.u.，x1為-0.008170p.u.，b1/2為0.000000p.u.；r0為0.000000p.u.，x0為-0.008170p.u.，b0/2為0.000000p.u.，數(shù)據(jù)組選擇bsaic。

二、分別計(jì)算機(jī)組運(yùn)行在額定功率情況下，三相故障和單相故障后的轉(zhuǎn)速最大值

其中三相故障設(shè)置如下：作業(yè)名為作業(yè)_1，故障地點(diǎn)中的支路名稱為ac213556，i側(cè)母線為都上都k1，j側(cè)母線為都上都51，故障點(diǎn)位置k為1％，新增母線ac213556_1，故障方式中快速設(shè)置包括有單相接地、單相斷線、三相接地、三相斷線；相選擇a、b、c三相，類型為短路接地，其中接入阻抗r為0.000000p.u.，x為0.000000p.u.；故障接入時(shí)間設(shè)置，起始時(shí)間ts為1.0sec.，結(jié)束時(shí)間te為1.09sec.。

其中單相故障設(shè)置如下：作業(yè)名為作業(yè)_2，故障地點(diǎn)中的支路名稱為ac213557，i側(cè)母線為都上都k1，j側(cè)母線為都上都51，故障點(diǎn)位置k為1％，新增母線ac213557_2，故障方式中快速設(shè)置包括有單相接地、單相斷線、三相接地、三相斷線；相只選擇a單相，類型為短路接地，其中接入阻抗r為0.000000p.u.，x為0.000000p.u.；故障接入時(shí)間設(shè)置，起始時(shí)間ts為1.0sec.，結(jié)束時(shí)間te為1.1sec.。

如圖1所示，計(jì)算方法步驟如下：

s1：在電網(wǎng)psasp和psd-bpa的計(jì)算程序中構(gòu)造待計(jì)算機(jī)組的最大運(yùn)行方式：?jiǎn)螜C(jī)按照額定功率運(yùn)行，雙線送出和單線送出；

s2：在步驟s1的基礎(chǔ)上計(jì)算雙線中一回線發(fā)生近端三相金屬性接地短路故障，0.09s時(shí)切除故障，計(jì)算得到切除故障后機(jī)組最大轉(zhuǎn)速值n3；

s3：在步驟s1的基礎(chǔ)上計(jì)算單線中一回線發(fā)生近端單相金屬性接地短路故障，0.09s時(shí)切除故障，1.1s時(shí)重合成功，計(jì)算得到切除故障后機(jī)組最大轉(zhuǎn)速值n1；

s4：比較n3和n1的大小，取大的數(shù)值作為功率負(fù)荷不平衡保護(hù)的轉(zhuǎn)速判據(jù)。

三、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取計(jì)算得到轉(zhuǎn)速最大值作為轉(zhuǎn)速閉環(huán)保護(hù)的定值

三相故障的轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果如圖4所示，算出n3＝1.01；單相故障的轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果如圖5所示，算出n1＝1.004；

判斷得出n3＝1.01>n1＝1.004，因此轉(zhuǎn)速判據(jù)動(dòng)作定值取為n3＝1.01。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。