登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
为满足新型电力系统的建设需求,风力发电、光伏发电等可再生能源的装机容量增长迅速,但可再生能源的间歇性、随机性、实时波动性等增加了电网稳定运行难度。在此背景下,可变速抽蓄机组由于其调峰调频能力强、功率调节范围广等优良性能而受到广泛关注。
(来源:《中国电力》作者:白珈宁, 桂林, 刘苗, 李岩军,高晨光,曹天植,严乙桉)
《中国电力》2024年第10期刊发了白珈宁等撰写的《可变速抽蓄机组转子绕组新型主保护方案性能分析》一文。文章通过对定子绕组主保护方案中横差电流谐波分量的提取计算实现转子绕组新型主保护方案的设计,基于全面的转子绕组内部故障仿真,分析新型主保护方案的性能及不能动作故障类型,并给出相应的改进措施以消除保护死区。
摘要
丰宁可变速抽蓄机组的投运使得其转子绕组保护方案的配置备受关注。运用多回路分析法,对湘潭电机厂制造的12 kW交流励磁样机所有实际可能发生的转子绕组内部故障进行了仿真,在此基础上对基于定子分支谐波环流的转子绕组新型主保护方案的性能进行了分析,并进一步明确了新型转子绕组主保护方案不能动作故障类型及相应的改进措施,为后续国产化示范项目中可变速抽蓄机组的稳定运行奠定基础。
01转子绕组新型主保护方案的构成与实现
1.1 转子绕组内部故障特征
基于对交流励磁样机内部故障规律的分析可知,当可变速抽蓄机组转子绕组发生内部短路时,短路电流除产生空间基波磁场以外还会产生奇数次、偶数次和分数次谐波磁场。其中,基波、奇数次和偶数次谐波磁场不会在定子支路间形成环流,而分数次谐波磁场会在定子支路间感应出频率为式(1)所示的环流。
式中:fs为谐波环流的频率;p为定子绕组的极对数;k/p为分数次谐波磁场的次数;s为电机的转差率;fN为定子电流的额定频率。
根据对可变速抽蓄机组发生区内外不同类型故障时的故障特征分析可知,当可变速抽蓄机组的定子绕组发生外部短路时,定子稳态电流中仅存在基波分量;当定子绕组发生内部短路时,短路电流产生的分数次和偶数次空间谐波磁场在定子中仅会感应基波电流,定子分支电流中不会出现新的频率分量;当定子发生单相接地故障时,主要故障特征为基波零序电压及机端和中性点侧三次谐波电压比值的变化,定子分支内不会出现谐波环流;当转子绕组一点接地时,气隙磁场不会发生畸变,定子侧无反应。因此,分数次谐波磁场引起的定子分支环流是转子绕组内部故障独有的故障特征。
1.2 转子绕组新型主保护方案构成
基于转子内部故障时分数次谐波磁场在定子分支中引起环流的故障特征,在可变速抽蓄机组的定子侧设计新型主保护方案,通过对定子分支分数次谐波环流的检测实现对转子绕组内部短路的保护,这样不仅不会影响机组转子的机械性能,还可以满足差动保护对测量的精度要求。
新型主保护方案的采样电流选择交流励磁电机定子绕组中的横差电流,其构成根据定子侧主保护配置做相应调整,可以同时考虑零序横差电流、裂相横差电流等多种信号源,具有较高的适用性和实用性。本文以湘潭电机厂制造的12 kW动模样机为例对新型主保护方案的构成进行说明,动模样机的基本参数如表1所示。
表1 动模样机的基本参数
Table 1 Basic parameters of the dynamic simulation electrical machine
图1和图2分别为动模样机的定子绕组和转子绕组示意。如图1所示,定子绕组采用“1-23”的分支分组方法,其定子侧主保护配置为完全纵差保护、零序电流型横差保护和裂相横差保护,由此可使用零序横差电流和裂相横差电流构成转子绕组新型主保护方案,其保护算法区别于定子绕组主保护方案。
图1 动模样机的定子绕组及其横差保护配置示意
Fig.1 Schematic diagram of stator winding and transverse differential protection configuration for the dynamic simulation electrical machine
图2 动模样机的转子绕组抽头
Fig.2 Rotor winding taps of the dynamic simulation electrical machine
1.3 定子绕组横差电流计算
转子绕组新型主保护方案在动模样机上采样的4个横差电流构成如式(2)和式(3)所示,由专为横差保护配置的TA进行采样,采样频率为1.2 kHz。
式中:iztd为零序横差电流;istdΦ为A、B、C三相的裂相横差电流,即Φ=A,B,C;iΦ1、iΦ2、iΦ3分别代表定子某一相第1分支、第2分支和第3分支的电流。
计算定子侧横差电流总有效值并以三角函数形式的傅里叶级数展开,得到谐波分量的总有效值,以体现定子横差电流中谐波环流的含量。
横差电流的总有效值Irms为
式中:itd为横差电流;k为电流采样点的编号;N为一个数据窗内采样点的总个数。
展开横差电流三角函数形式的傅里叶级数,得到第m次谐波分量的有效值Im,其中m=1得到的I1为横差电流基波分量的有效值。
用求平均值法得到横差电流的直流分量Idc为
在总有效值中扣除基波分量和直流分量,将余下的所有有效值分量整体表示为ITHD,即横差电流的谐波总有效值。
1.4 转子绕组新型主保护判据实现
转子绕组新型主保护方案的动作方程采用式(8)中的比率制动判据:定义比率制动判据的差动量Idiff=ITHD。为区分转子绕组内部故障与定子绕组内部故障,取制动量Ires=I1。当定子绕组发生内部短路时,制动量横差电流基波分量的有效值明显增加。比率制动的折线方程为
式中:Iop为保护的动作电流;Iset为保护启动电流定值;Kset为比率制动斜率。
保护动作判据为:当Idiff>Iop且持续时间超过保护的延时定值(Tset)时,保护跳闸。图3为式(8)所对应的保护动作特性曲线。
图3 转子绕组新型主保护动作特性
Fig.3 Operation characteristics of the new main protection for the rotor winding
新型主保护方案应用在12 kW交流励磁样机上时的定值如表2所示,其中启动电流定值和比率制动斜率根据动模样机实际运行时各个工况下对应的最大不平衡值进行整定。表2中,裂相横差电流判据的启动电流定值为标幺值,零序横差电流判据的启动电流定值为二次有名值。
表2 新型主保护方案在动模样机上的定值
Table 2 Setting value of the new main protection scheme on the dynamic simulation electrical machine
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
河南华电灵宝窄口120万千瓦抽水蓄能电站项目全过程造价咨询服务招标公告(招标编号:CHDTDZ012/19-QT-118)一、招标条件河南华电灵宝窄口120万千瓦抽水蓄能电站项目全过程造价咨询服务项目已批准,招标人为华电(灵宝)抽水蓄能有限公司,项目资金为自筹。本项目已具备招标条件,现进行公开招标。二、
6月19日,我国首个工业用途核能供汽项目——“和气一号”正式建成投产一周年,根据用户需求,截至6月19日0时,累计安全稳定供应清洁蒸汽超317万吨。“和气一号”的成功运行意味着我国核能综合利用在走过单一发电、居民供暖阶段后,进入到工业供汽领域。一年来,“和气一号”安全稳定运行,通过不断进行
据北极星电力网统计,2025年5月共有22座抽水蓄能电站项目取得重要进展。其中1座大型抽水蓄能电站项目核准,1座抽蓄电站项目主体工程开工,5座抽水蓄能电站通过预可研、可研报告审查。云南泸西抽水蓄能电站项目获得云南省核准批复,项目建设地点位于红河州泸西县向阳乡。建设6台额定容量35万千瓦的单级
北极星售电网获悉,6月17日,安徽省能源局发布关于省十四届人大三次会议第1106号代表建议答复的函。答复文件明确,大力拓展光伏发电应用场景。建立并不断完善竞争性配置、源网荷储一体化、煤电与可再生能源联营等模式,做好风电和集中式光伏发电项目建设规模管理。推进实施开发区适宜建筑屋顶光伏全覆
6月17日,陕西山阳抽水蓄能电站上、下水库主体土建及金属结构安装工程合同签约仪式在成都举行。三峡建工董事长、党委书记高鹏,水电一局董事长、党委书记霍福山,水电四局董事长、党委书记庞旭出席签约仪式并致辞。三峡建工副总经理、党委委员唐波主持签约仪式。高鹏指出,陕西山阳抽水蓄能电站是国家
2025年4月,西班牙全国范围内意外停电,此后西班牙继续推动太阳能利用,实现永不枯竭的能源未来。在短短几个月内,西班牙批准了超过65吉瓦的太阳能项目,启动了新的氢能和电池储能试点项目,并增加了对全球聚变研究的支持。西班牙希望打造一个无需进口能源、无需靠天的发电、储能和维持能源的电网。对
6月17日,由水电四局承建的辽宁朝阳抽水蓄能电站上、下水库工程正式开工建设。辽宁朝阳抽水蓄能电站位于辽宁省朝阳市境内,上水库位于龙城区联合乡沈杖子村西侧支沟沟源,下水库位于朝阳县北沟门子乡于家店村南侧老虎山河左岸台地,是国家《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035)》“十四五”重点实施项
记者从哈萨克斯坦共和国(以下简称“哈萨克斯坦”)驻华大使馆获悉,6月16日,在阿斯塔纳举行的首届中亚—中国能源论坛期间,哈萨克斯坦能源部与中企签署多项能源合作协议。哈萨克斯坦能源部长叶尔兰·阿肯热诺夫在论坛开幕式上表示,随着哈中永久全面战略伙伴关系正进入新的黄金时代,两国正全力推进
北极星售电网获悉,6月17日,国家能源局湖南监管办公室发布了关于公开征求湖南电力市场系列规则意见的通知。其中《湖南省电力市场结算实施细则》(征求意见稿)中提到,市场结算按自然月为周期开展。电力批发市场采用“日清月结”方式,以小时为基本计算时段,按日进行市场化交易结果清分,生成日清分
6月17日,安徽省能源局关于省十四届人大三次会议第1106号代表建议答复的函。根据答复文件,截至2025年5月底,安徽全省可再生能源发电累计并网7286万千瓦、占全省发电装机的比重提升至53.2%。其中,光伏发电装机5370万千瓦,同比增长49.2%。鉴于国家能源局今年初印发的《分布式光伏发电开发建设管理办法
国家电网有限公司2025年迎峰度夏电力保供暨安委会第三次会议召开后,公司各单位压实责任、精心组织、细化措施,推动迎峰度夏电力安全保供各项工作落实落细落到位,为经济社会发展提供坚强电力保障。国网华东分部加强与政府有关部门的沟通汇报,印发保供工作方案,加快重点工程建设,提升重要通道输电能
6月6日,由机电安装分局承建的易县抽水蓄能电站2号机组定子精准吊装就位。定子是发电机组的重要组成部分和核心部件之一,由定子机座、铁心和绕组等三大部分组成。在发电机投入运行时,转子在水动能的带动下旋转,并在定子形成的磁场中切割磁感线产生电流,从而完成机械能到电能的转换。定子组装精度高
6月12日上午10时,在甩25%、50%、75%负荷顺利完成后,广东梅州抽水蓄能电站二期首台机组5号机发电工况甩100%负荷一次成功。逐级甩负荷试验期间,机组运行平稳,机组振动、摆度、转速上升率、蜗壳及尾水管压力等检测指标数据结果均满足计算要求,为电站长期安全稳定运行提供了试验依据。抽蓄机组甩负荷
加快锻造新质生产力推进抽水蓄能产业高质量发展5月28日,水电水利规划设计总院发布《抽水蓄能产业发展报告2024年度》(以下简称《报告》)显示,我国抽水蓄能装机容量连续9年居世界首位,日本、美国分列第二、三位。在“双碳”目标的引领和驱动下,南方电网近年来加大抽水蓄能发展力度,以积极锻造新质
5月28日,水电水利规划设计总院发布《抽水蓄能产业发展报告2024年度》(以下简称《报告》)显示,我国抽水蓄能装机容量连续9年居世界首位,日本、美国分列第二、第三位。在“双碳”目标的引领和驱动下,南方电网公司近年来加大抽水蓄能发展力度,以积极锻造新质生产力推进产业高质量发展,为“两化”协同
“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
5月21日上午,南网储能南宁抽蓄电站3号机组定子顺利完成吊装,标志着该项目全面进入发电机组核心部件安装高峰期。定子是水轮发电机组的核心部件之一,由定子机座、铁心和绕组等三大部分组成,主要作用是通过铁心中的旋转磁场,与转子合作一起完成机械能与电能的可逆式转换。南宁抽蓄电站3号机组定子重3
近日,国内首台全参数模拟变速抽蓄试验平台建成并通过出厂验收。该平台由南网储能公司与华中科技大学联合研制,将用于广东肇庆浪江300兆瓦和惠州中洞400兆瓦国产大型变速抽水蓄能机组研发制造,为两项重大工程提供全工况模拟技术验证。该平台配备了完整的一套实际机组缩比样机,包括模拟发电电动机、模
“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
近日,南网储能梅蓄电站二期7号机组定子顺利吊装完成,实现了电站建设的又一重要节点目标。定子是水轮发电机组的核心部件之一,由定子机座、铁心和绕组等三大部分组成,主要作用是通过铁心中的旋转磁场,与转子合作一起完成机械能与电能的可逆式转换。梅蓄电站二期7号机组定子机座高5.41米,最大直径8.
天山深处,白杨河上,绿能涌动。5月15日,“大国工程看新疆”全媒体报道团队来到新疆昌吉回族自治州阜康市,走进我国西北首座百万千瓦级大型抽水蓄能电站——国网新源新疆阜康抽水蓄能电站。远远望去,只见阜康抽水蓄能电站坐落于天山群峰之中,远处的雪山冰川银光闪烁,而近处的松柏茂密挺拔,水库四
近日,广东肇庆浪江抽水蓄能电站定速及变速机组第三次设计联络会在四川德阳顺利召开,进一步深化变速和定速机组结构设计、制造工艺和控制设计,并围绕抽蓄先进技术、质量管控和投产目标召开的重要会议。南网储能公司党委委员、副总经理孙立群出席会议。本次会议讨论确认了变速机组的最终设计方案,完成
河南华电灵宝窄口120万千瓦抽水蓄能电站项目全过程造价咨询服务招标公告(招标编号:CHDTDZ012/19-QT-118)一、招标条件河南华电灵宝窄口120万千瓦抽水蓄能电站项目全过程造价咨询服务项目已批准,招标人为华电(灵宝)抽水蓄能有限公司,项目资金为自筹。本项目已具备招标条件,现进行公开招标。二、
截至6月18日,世界首条特高压直流、国家特高压直流示范工程——南方电网±800千伏楚穗直流实现安全运行15周年。自2010年6月18日双极投产以来,楚穗直流累计送电量突破3600亿千瓦时,相当于约2亿户普通家庭1年的用电量,相当于节省标准煤1亿吨,减排二氧化碳2.76亿吨,满足了云南清洁水电消纳需要,为粤
“思想作风明显变化,大家都紧着劲儿,把不可能变成可能,这业绩之前都不敢想呐!”“两个转变深入人心,在潜移默化中激励大家伙想干事、能干事、干成事!”“人心齐,风气正,个个都想争排头,没啥困难不能闯过去!”……大唐华银电力公司开展“转变思想,转变作风”大讨论以来,全体干部职工以“思想
北极星能源网获悉,中煤能源公告就2025年5月生产经营情况和近期市场情况进行说明,并回答提问,主要问题及答复情况如下:近期动力煤市场分析和展望?中煤能源答复称,5月份,受煤炭供应持续增长、需求改善有限、煤炭库存攀升等因素影响,动力煤市场延续深度调整态势。下旬,随着高温天气增多,需求增加
6月19日,广东粤水电能源投资集团有限公司新疆分公司2025-2026年度光伏组件清洗服务中标公布,入围企业有新疆天诚新能源设备维护有限公司、甘肃睿荣工程建设有限公司、新疆华旭鼎胜新能源有限公司。具体如下:本次广东粤水电能源投资集团有限公司新疆分公司2025年-2026年度光伏组件清洗集中采购入围服
基本信息中文名称:2025深圳国际水务科技博览会(IWTE2025)英文名称:ShenzhenInternationalWaterTechnologyExpo2025展会时间:2025年11月24-26日展会地点:深圳会展中心(福田)展会规模:展览面积50000平米,展商1000余家,展位2000个,专业观众35000人次组织机构组织单位《给水排水》杂志社亚太建设科
1—5月,青海省发电量474.1亿千瓦时,同比增长8.5%。其中:水电171.5亿千瓦时,同比增长8.3%;火电57.5亿千瓦时,同比减少8.7%;风电86.3亿千瓦时,同比增长21.2%;太阳能155.8亿千瓦时,同比增长7.9%。1—5月,全社会用电量437.1亿千瓦时,同比减少4%。其中:第一产业用电量0.6亿千瓦时,同比增长11.4
1-17日,沿海煤炭市场沉浸于一片冷清之中,煤价持续走稳。在自身高库存与煤价走势未明朗的情况下,下游企业采取“保守观望”策略,主打长协兑现,市场采购活动近乎停滞。本周,在高温加持下,华东、华中地区电厂日耗猛增,市场新增货盘增加,租船增多,海运费持续上涨了三天。而随着询货的增多,电厂招
近日,新疆发改委印发《新疆维吾尔自治区电力企业安全生产分级分类管理办法》的通知,本办法自2025年8月1日起施行,有效期5年。本办法适用于新疆维吾尔自治区行政区域内电力企业安全生产分级分类管理工作。5万千瓦以下小水电站的安全监管工作,按照《关于加强小水电站安全监管工作的通知》(水电〔2009
1—5月,青海全省发电量474.1亿千瓦时,同比增长8.5%。其中:水电171.5亿千瓦时,同比增长8.3%;火电57.5亿千瓦时,同比减少8.7%;风电86.3亿千瓦时,同比增长21.2%;太阳能155.8亿千瓦时,同比增长7.9%。1—5月,青海全社会用电量437.1亿千瓦时,同比减少4%。其中:第一产业用电量0.6亿千瓦时,同比增
6月19日,中国电建党委副书记、总经理王斌在琼与海南省委常委、常务副省长巴特尔举行会谈,双方就抢抓发展机遇、深化多领域务实合作进行深入交流,并共同见证双方战略合作协议签署。王斌对海南省委、省政府长期以来给予中国电建的支持和帮助表示感谢,介绍了公司战略规划、核心优势及在琼业务开展情况
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!