[發明專利]一種利用發電機進相運行測量系統阻抗的方法

有效

• 申請號: 202010826614.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111999562B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 薛磊;孫鋼虎;兀鵬越;馬晉輝;柴琦;王小輝;寇水潮;賀婷;高峰;楊沛豪;孫夢瑤;郭新宇;李志鵬;潘海波;王文強
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;H02H1/00;H02H3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種通過發電機進相運行測量系統阻抗的方法。該方法利用發電機進相運行過程，記錄發電機的機端電壓、定子電流和功率因數角三個參數，通過簡易計算獲得機端阻抗參數，并進而通過最小二乘法對機端阻抗參數在R?X坐標平面進行擬合，最終可以得到準確的系統阻抗參數。本發明是通過發電機正常并網進相運行時的運行參數來計算系統的系統阻抗，發電機進相運行持續時間較短，測量也不需要昂貴的專用儀器，不影響正常的電力生產，便于操作和施行。相比于傳統根據上級發文件來更新系統阻抗的方法，本發明能夠及時更新當前電網的系統阻抗參數。本發明采用實際運行數據來計算獲得系統阻抗，能夠得到更加真實準確的系統阻抗參數。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，具體涉及一種利用發電機進相運行測量系統阻抗的方法。

背景技術

在電力系統的繼電保護整定計算和電力系統建模仿真中，電網的系統阻抗是一個不可缺少的重要參數，電網的系統阻抗直接影響系統提供的短路電流的大小，進而影響繼電保護定值的靈敏度。在發電機的涉網保護中，比如失磁保護和失步保護，則需要直接用到系統阻抗，形成保護定值。

目前，獲取系統參數的方法主要是理論計算法，通過各電氣設備的短路阻抗參數來計算短路回路內系統阻抗值的計算方法，這種方法的前提是能夠獲得電網系統拓撲結構以及線路、變壓器等設備參數。目前，這項工作主要由電網調度機構進行，根據專利《電力系統阻抗的更新方法和裝置》，現有的系統阻抗管理工作是分級管理，逐級更新，每年通過上級單位發文件來更新系統阻抗。比如網調負責管理和更新330kV及以上的系統阻抗，然后市調負責管理和更新220kV及以上的系統阻抗，最后地調負責管理和更新110kV及以下的系統阻抗，并且往往是一年或者更長時間才整體調整一次。

對于電廠來說，作為電網的下級單位，只能被動接受電網調度機構下發的系統阻抗參數，也只能接受一年或者更長時間才調整一次本廠的繼電保護定值。而電力系統中，不斷會有新并網的電源，也會有新建的線路，運行方式也時有變化，導致系統阻抗不斷發生變化。比如陜西渭南某電廠，取基準容量為100MVA，2019年系統阻抗為0.001669+j0.011548，2020年系統阻抗為0.000713+j0.007105，僅經過一年時間，系統阻抗減小了近40％。當系統阻抗發生變化，而繼電保護定值不及時進行調整，則必然影響保護定值的有效性。

電廠繼電保護所涉及的系統阻抗參數，并非是全系統的阻抗參數，而僅僅歸算至本電廠并網點的系統阻抗。在無法獲得電網系統拓撲結構以及線路、變壓器等設備參數的情況下，電廠無法自行計算系統阻抗；對于電網下發的計算阻抗，也無法驗證其是否和電網的真實系統阻抗相等。雖然也可以采用短路測試法，直接通過短路試驗來測量系統的短路阻抗，但也只能在系統發生短路故障時才能獲得，系統發生短路故障時，線路和變壓器等設備流過大電流，對電力設備沖擊較大，有可能導致電力設備的損壞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種通過發電機進相運行測量系統阻抗的方法，該方法可以獲取當前系統歸算至電廠并網母線處的系統阻抗。

為達到上述目的，本發明通過下述技術方案來實現的：

一種利用發電機進相運行測量系統阻抗的方法，包括以下步驟：

1)發電機在低負荷工況下，通過逐漸減小勵磁電流，使發電機進相運行；且發電機進相運行過程中，保持發電機有功負荷不變；

2)記錄進相運行過程中發電機定子電流I、有功功率P和無功功率Q，進相試驗結束，共記錄N組數據；

3)利用試驗數據，計算可得到：

機端阻抗的電阻參數為：

機端阻抗的電抗參數為：

其中，i＝1，2，3...N-1，N；