专利名称：单机孤网自励磁判别方法
技术领域：
本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种单机孤网自励磁判别方法。
背景技术：
在电力系统中，对于具有串联补偿的输电系统，流过电枢绕组的次同步电流在转 子上产生次同步力矩的同时，也会在转子上感应出次同步电流。这时，转子上的次同步电流 也会在定子电枢绕组上感应出次同步电压分量。如果这些次同步电压分量和电枢绕组上的 次同步电流持续相互作用，并相互助增，最终就会导致所谓的“自励磁”现象的发生。四川省是我国水电能源基地建设的大省，是西电东送、南北互供的一个重要枢纽。 截至2009年12月，四川电网全口径装机容量达3912. 59万千瓦，水电2676. 09万千瓦，占 总容量的68. 32%，其中中小型水电是其重要的组成部分。目前四川的九石雅(九龙、石棉、 雅安)及茂县地区的中小型水电站开发迅速，并网装机容量快速增长，已经形成了中小水 电群逐级汇集、集中升压、大功率长距离外送的模式。但是，水电群均位于偏远地区，当地负荷极少，所发电能主要向外输送至临近的负 荷密集地区。同时，这些地区本身的网架结构也较为薄弱，又要承担远距离大功率送电的任 务，故系统承受大扰动的能力较弱。对于这种长距离弱联系的送端系统，一旦发生大扰动 (如重要联络线故障跳闸)，系统很可能与大电网解列，形成单机孤网系统。单机孤网系统 可能面临一系列由功角问题、频率控制问题及电压控制问题等交织在一起的电网稳定运行 问题。由于单机孤网系统中水电机组额定容量不够而导致的单机孤网系统中的发电机组自 励磁有可能产生过电压，造成电力设备损坏事故。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种单机孤网自励磁判别方法，以对单机 孤网系统是否会发生自励磁进行预判，避免电力设备损坏事故发生。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种单机孤网自励磁判别方法，该方法包括步 骤SlOO 测量单机孤网系统的实时频率f ；S200 根据所述单机孤网系统的系统参数以及所述实时频率f，计算所述单机孤 网系统的等效对地容抗X。、发电机直轴极限电抗xd K以及发电机交轴极限电抗；S300 若没有励磁调节，则执行步骤S400，否则执行步骤S500 ；S400 若所述等效对地容抗Xc大于所述直轴极限电抗Xd K，则判定所述单机孤网 系统不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁；S500 若所述等效对地容抗Xc大于所述交轴极限电抗Χ βκ，则判定所述单机孤网 系统不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁。
优选地，所述步骤S200中的系统参数包括所述单机孤网系统等效对地电容个数 α c以及相应的电容值xjk]，所述单机孤网系统发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗
Xq ‘ 其中，k为等效对地电容序号，1彡k彡α c。优选地，所述步骤S200包括步骤S201 对所述实时频率f进行标么化处理，得到所述单机孤网系统的标么频率值 ω ；S202:根据所述单机孤网系统的系统参数，计算所述单机孤网系统的等效对地容 抗值Xc;S203 根据所述单机孤网系统的系统参数和所述标么频率值ω，计算所述单机孤 网系统的发电机直轴极限电抗xd K和发电机交轴极限电抗χ βκ。优选地，所述步骤S201中所述单机孤网系统的标么频率值ω的运算公式如下ω = 士 ο
/Jb 5QHz优选地，所述步骤S202中所述单机孤网系统等效对地容抗值Xc的运算公式如下
CXc
k=l优选地，所述步骤S203中所述单机孤网系统的发电机直轴极限电抗Xdftpg的运算 公式如下Xd 极限=ω 2xd。优选地，所述步骤S203中所述单机孤网系统的发电机交轴极限电抗Xqftpg的运算 公式如下
_] \ 极限=优选地，所述单机孤网系统等效对地电容包括输电线路的等效并联电容，以及并 联在所述输电线路上的补偿电容。(三)有益效果本发明的单机孤网自励磁判别方法，仅利用单机孤网系统的固有电气参数和其实 时频率值，在没有励磁调节或者存在励磁调节两种情况下，均可方便快捷地预判单机孤网 系统是否会发生自励磁，从而能够有效避免由于自励磁过压带来的电力设备损害事故。
图1是本发明实施例所述单机孤网自励磁判别方法的流程图；图2是本发明实施例所述单机孤网自励磁判别方法的步骤S200的细化流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图1是本发明实施例所述单机孤网自励磁判别方法的流程图。如图1所示，该判 别方法包括以下步骤
SlOO 测量单机孤网系统的实时频率f。S200 根据所述单机孤网系统的系统参数以及所述实时频率f，计算所述单机孤 网系统的等效对地容抗Xe、发电机直轴极限电抗xd K和交轴极限电抗χ βκ。所述系统参数 包括所述单机孤网系统等效对地电容个数以及相应的电容值xc[k]，所述单机孤网系 统发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗\。其中，k为等效对地电容序号，Qco 所述单机孤网系统等效对地电容包括输电线路的等效并联电容，以及并联在所述输电线路 上的补偿电容。S300 没有励磁调节情况下，若所述等效对地容抗Xc大于所述直轴极限电抗Xde K,则判定所述单机孤网系统不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁；存在 励磁调节情况下，若所述等效对地容抗Xc大于所述交轴极限电抗Xq κ，则判定所述单机孤 网系统不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁。图2是本发明实施例所述单机孤网自励磁判别方法的步骤S200的细化流程图。如 图2所示，步骤S200具体包括步骤S201 对所述实时频率f进行标么化处理，得到所述单机孤网系统的标么频率值 ω，其运算公式如下
权利要求
1.一种单机孤网自励磁判别方法，其特征在于，该方法包括步骤 SlOO 测量单机孤网系统的实时频率f ；5200根据所述单机孤网系统的系统参数以及所述实时频率f，计算所述单机孤网系 统的等效对地容抗xc、发电机直轴极限电抗xd K以及发电机交轴极限电抗；S300 若没有励磁调节，则执行步骤S400，否则执行步骤S500 ； S400 若所述等效对地容抗Xc大于所述直轴极限电抗Xd K，则判定所述单机孤网系统 不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁；S500 若所述等效对地容抗Xc大于所述交轴极限电抗Χ βκ，则判定所述单机孤网系统 不会发生自励磁，否则，所述单机孤网系统会发生自励磁。
2.如权利要求1所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S200中的系统参数包括所 述单机孤网系统等效对地电容个数α c以及相应的电容值Xc[k]，所述单机孤网系统发电机 直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq ；其中，k为等效对地电容序号，1彡k彡aco
3.如权利要求2所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S200包括步骤5201对所述实时频率f进行标么化处理，得到所述单机孤网系统的标么频率值ω ；5202根据所述单机孤网系统的系统参数，计算所述单机孤网系统的等效对地容抗值Xe；5203根据所述单机孤网系统的系统参数和所述标么频率值ω，计算所述单机孤网系 统的发电机直轴极限电抗Xd 和发电机交轴极限电抗Xq _。
4.如权利要求3所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S201中所述单机孤网系统的 标幺频率值ω的运算公式如下
5.如权利要求3所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S202中所述单机孤网系统等 效对地容抗值Xc的运算公式如下
6.如权利要求3所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S203中所述单机孤网系统的 发电机直轴极限电抗Xd K的运算公式如下
7.如权利要求3所述的判别方法，其特征在于，所述步骤S203中所述单机孤网系统的 发电机交轴极限电抗运算公式如下
8.如权利要求2所述的判别方法，其特征在于，所述单机孤网系统等效对地电容包括 输电线路的等效并联电容，以及并联在所述输电线路上的补偿电容。
全文摘要
本发明公开了一种单机孤网自励磁判别方法，主要涉及电力系统领域。其包括以下步骤测量单机孤网系统的实时频率；根据单机孤网系统的系统参数以及实时频率，计算单机孤网系统的等效对地容抗、发电机直轴极限电抗和交轴极限电抗；没有励磁调节时，若等效对地容抗大于直轴极限电抗，则判定单机孤网系统不会发生自励磁，否则，单机孤网系统会发生自励磁；存在励磁调节时，若等效对地容抗大于交轴极限电抗，则判定单机孤网系统不会发生自励磁，否则，单机孤网系统会发生自励磁。该判别方法，仅利用单机孤网系统的固有电气参数和其实时频率值，可快捷地预判单机孤网系统是否会自励磁，能够有效避免电力设备损害事故。
文档编号G01R31/00GK102148502SQ20111006547
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者周剑, 庞晓艳, 张毅威, 李建, 胡伟, 郑乐, 陈磊, 黄杨 申请人:四川省电力公司, 清华大学