大型发电机低励失磁保护仿真和整定的研究
|
摘要
随着电力工业的发展，大型发电机组在电力系统中的地位越来越重要，大机组的故障或突然切除,会给电力系统带来很大影响。
发电机低励失磁故障是一种严重的故障形式，低励失磁保护也是发电机保护的重点和难点。目前低励失磁保护误动、拒动的情况时有发生，为了对保护判据进行合理改进，就要深入研究失磁的动态过程。在全面理解大型发电机保护原理的基础上，本文重点对低励失磁保护进行了研究。使用 Matlab对失磁故障进行仿真，总结了失磁故障的特征；应用神经网络识别变励磁电压判据的动作区，提出应用神经网络的发电机低励失磁保护方案；使用Jbuilder开发了发电机保护整定计算软件的低励失磁部分。
With the power industry develops and the capacity of single generator grows, the large generator-transformer units play more important roles in power system, and the demands for higher performance of large generator protection is necessary.
For synchronous generator, loss of excitation is a serious fault and the corresponding protection often refuse to operate or maloperate. It’s important for us to analyze the dynamic excitation-loss process precisely. In this paper, by use of the selected blocks from Power System Library in Matlab, the author sets up a generator-infinite system and simulates the loss of excitation fault. Based on the simulation, the author analyzes the dynamic process and gives reasonable explanation. Then the author uses a three-layer ANN to distinguish excitation-loss fault, and brings forward a scheme of excitation-loss protection using ANN for generator. Finally, the author discusses the setting calculation software for generator, and design the part of setting calculation software including partial or total loss of excitation protection.
发电机低励失磁故障是一种严重的故障形式，低励失磁保护也是发电机保护的重点和难点。目前低励失磁保护误动、拒动的情况时有发生，为了对保护判据进行合理改进，就要深入研究失磁的动态过程。在全面理解大型发电机保护原理的基础上，本文重点对低励失磁保护进行了研究。使用 Matlab对失磁故障进行仿真，总结了失磁故障的特征；应用神经网络识别变励磁电压判据的动作区，提出应用神经网络的发电机低励失磁保护方案；使用Jbuilder开发了发电机保护整定计算软件的低励失磁部分。
With the power industry develops and the capacity of single generator grows, the large generator-transformer units play more important roles in power system, and the demands for higher performance of large generator protection is necessary.
For synchronous generator, loss of excitation is a serious fault and the corresponding protection often refuse to operate or maloperate. It’s important for us to analyze the dynamic excitation-loss process precisely. In this paper, by use of the selected blocks from Power System Library in Matlab, the author sets up a generator-infinite system and simulates the loss of excitation fault. Based on the simulation, the author analyzes the dynamic process and gives reasonable explanation. Then the author uses a three-layer ANN to distinguish excitation-loss fault, and brings forward a scheme of excitation-loss protection using ANN for generator. Finally, the author discusses the setting calculation software for generator, and design the part of setting calculation software including partial or total loss of excitation protection.
引文
[1] 王维俭， 电气主设备继电保护原理与应用，北京：中国电力出版社，1996
[2] 王维俭、候炳蕴， 大型机组继电保护理论基础（第二版），北京：水电出版社，1989
[3] 陆于平等， 数字主设备保护技术地讨论，电力系统及其自动化专业第十八届学术年会论文
[4] 刘沛，大型发变组主保护的发展综述，江苏电网主设备保护学术研讨会文选，2002.6
[5] 周茜、苏鹏声、王祥珩， 水轮发电机失磁的动态过程分析，电力自动化设备，
2002,22(6):9～11
[6] 殷建刚、彭丰， 发电机失磁保护的典型配置方案， 继电器，
2002，30(3):33～36
[7] 张旭东， 不同原理的发电机失磁保护误动分析和改进 电力系统自动化
2001，32(6):63～65
[8] 周茜， 水轮发电机失磁故障仿真， 清华大学硕士论文， 1999，6
[9] 陈青、刘炳旭， 继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究，
电力自动化设备， 2002，22(10):60～64
[10]王慧芳， 发电厂短路电流及继电保护整定计算系统 继电器
2000，28(11):30～32
[11]陆于平、吴济安、袁宇波， 数字主设备保护技术的讨论，江苏电网主设备保护学术研讨会文选，2002，6
[12]陆于平， 综合式微机主设备保护，电力系统自动化，1997，21(6):
55～58
[13]崔家佩、孟庆炎， 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 北京:水利电力出版社,1993
[14]姚晴林、张学深、张相安 微机Ul-P型转子低电压失磁继电器动作方程及整定计算的研究 继电器 2000,28(7):31～34
[15]殷建刚、彭丰, 进相运行对发电机变压器保护的影响的讨论，湖北电力, 2001,
25(1):4～7
[16]陈湘、罗飞路，计算机失磁保护的研究， 电力系统自动化，2000，28(16):
58～61
[17]彭红海、周有庆、胡德， 微机型发电机自适应失磁保护的研究
电力自动化设备， 1999，19(5):11～13
[18]杨奇逊，微型机继电保护基础，北京：水利电力出版社，1988
[19]王维俭， 失磁保护中系统判据（U3φ<）的再议， 继电器 2002，30(7):1～3
[20]李基成，现代同步发电机励磁系统设计及应用，北京：中国电力出版社，2002
[21]Matlab6.5 辅助神经网络分析与设计 北京：电子工业出版社， 2003，1
[22]陈桂明，应用Matlab建模与仿真，北京：科学出版社，2001
[23]薛定宇，基于Matlab/simulink系统仿真技术与应用，北京：清华大学出版社，2002
[24]刘宏友， Matlab6.X符号运算及其应用， 北京：机械工业出版社， 2003，2
[25]CSG-300A 数字式发电机变压器组保护装置技术使用说明书
[26]RCS－985 发电机变压器成套保护装置技术使用说明书
[27]DGT－801 发电机变压器保护装置技术使用说明书
[28]王旭， 人工神经元网络原理与应用， 沈阳：东北大学出版社， 2000，12
[29]陆于平，基于保护原理的人工神经网络技术研究，电网技术，2002，26(1):
36～38
[30]Peter McBride， JAVA简明教程， 北京：机械工业出版社， 1997，7
[31]Jbuilder6.0 时尚编程百例， 北京：机械工业出版社， 2002，3
[32] Liu Tao,Zhou Qian， Dynamic Performance for Turbo Generator under Low Excitation and Loss of Field ， Electrical Machines and Systems, 2001. ICEMS 2001.
[33] Cardoso A J M, Inter turn stator winding fault diagnosis in three phase induction motors by Park’s vector approach, IEEE Trans. Energy Conversion，1999，14(3)：595～598
[2] 王维俭、候炳蕴， 大型机组继电保护理论基础（第二版），北京：水电出版社，1989
[3] 陆于平等， 数字主设备保护技术地讨论，电力系统及其自动化专业第十八届学术年会论文
[4] 刘沛，大型发变组主保护的发展综述，江苏电网主设备保护学术研讨会文选，2002.6
[5] 周茜、苏鹏声、王祥珩， 水轮发电机失磁的动态过程分析，电力自动化设备，
2002,22(6):9～11
[6] 殷建刚、彭丰， 发电机失磁保护的典型配置方案， 继电器，
2002，30(3):33～36
[7] 张旭东， 不同原理的发电机失磁保护误动分析和改进 电力系统自动化
2001，32(6):63～65
[8] 周茜， 水轮发电机失磁故障仿真， 清华大学硕士论文， 1999，6
[9] 陈青、刘炳旭， 继电保护整定计算软件的通用性和实用性的研究，
电力自动化设备， 2002，22(10):60～64
[10]王慧芳， 发电厂短路电流及继电保护整定计算系统 继电器
2000，28(11):30～32
[11]陆于平、吴济安、袁宇波， 数字主设备保护技术的讨论，江苏电网主设备保护学术研讨会文选，2002，6
[12]陆于平， 综合式微机主设备保护，电力系统自动化，1997，21(6):
55～58
[13]崔家佩、孟庆炎， 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 北京:水利电力出版社,1993
[14]姚晴林、张学深、张相安 微机Ul-P型转子低电压失磁继电器动作方程及整定计算的研究 继电器 2000,28(7):31～34
[15]殷建刚、彭丰, 进相运行对发电机变压器保护的影响的讨论，湖北电力, 2001,
25(1):4～7
[16]陈湘、罗飞路，计算机失磁保护的研究， 电力系统自动化，2000，28(16):
58～61
[17]彭红海、周有庆、胡德， 微机型发电机自适应失磁保护的研究
电力自动化设备， 1999，19(5):11～13
[18]杨奇逊，微型机继电保护基础，北京：水利电力出版社，1988
[19]王维俭， 失磁保护中系统判据（U3φ<）的再议， 继电器 2002，30(7):1～3
[20]李基成，现代同步发电机励磁系统设计及应用，北京：中国电力出版社，2002
[21]Matlab6.5 辅助神经网络分析与设计 北京：电子工业出版社， 2003，1
[22]陈桂明，应用Matlab建模与仿真，北京：科学出版社，2001
[23]薛定宇，基于Matlab/simulink系统仿真技术与应用，北京：清华大学出版社，2002
[24]刘宏友， Matlab6.X符号运算及其应用， 北京：机械工业出版社， 2003，2
[25]CSG-300A 数字式发电机变压器组保护装置技术使用说明书
[26]RCS－985 发电机变压器成套保护装置技术使用说明书
[27]DGT－801 发电机变压器保护装置技术使用说明书
[28]王旭， 人工神经元网络原理与应用， 沈阳：东北大学出版社， 2000，12
[29]陆于平，基于保护原理的人工神经网络技术研究，电网技术，2002，26(1):
36～38
[30]Peter McBride， JAVA简明教程， 北京：机械工业出版社， 1997，7
[31]Jbuilder6.0 时尚编程百例， 北京：机械工业出版社， 2002，3
[32] Liu Tao,Zhou Qian， Dynamic Performance for Turbo Generator under Low Excitation and Loss of Field ， Electrical Machines and Systems, 2001. ICEMS 2001.
[33] Cardoso A J M, Inter turn stator winding fault diagnosis in three phase induction motors by Park’s vector approach, IEEE Trans. Energy Conversion，1999，14(3)：595～598