导纳平面失磁保护自动整定方法及检验装置与流程

1.本技术涉及发电机失磁保护技术领域，特别是涉及一种导纳平面失磁保护自动整定方法及检验装置。


背景技术：

2.核电站应急柴油发电机是整个核电站电源安全保障的最后一道防线，它的可靠安全稳定运行关乎整个核电站的核安全。当发电机由于励磁系统故障导致机组失磁，此时失磁保护进行动作如跳闸、停机，这样既可以保护发电机本身，同时保护整个系统的稳定运行。
3.目前针对核电站应急柴油发电机失磁保护定值为根据制造厂家给定的经验值或者按照大型汽轮发电机保护方式整定，且常规导纳平面的失磁保护整定方式不适用于直轴电抗偏小的发电机，容易造成失磁保护拒动，失磁保护不可靠，影响发电机运行的稳定性。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种失磁保护可靠的导纳平面失磁保护自动整定方法及检验装置。
5.第一方面，本技术提供了一种导纳平面失磁保护自动整定方法。该方法包括：
6.根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护。
7.在其中一个实施例中，根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值，包括：根据允许最大进相深度、额定参数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值；对所述一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值；根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值。
8.在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定容量和目标发电机的额定电压，根据允许最大进相深度、额定参数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值，包括：计算允许最大进相深度和额定容量的第一比值；计算机端电压和额定电压的第二比值，并对第二比值求平方，得到平方值；将第一比值和平方值的比值作为一次侧电纳标幺值。
9.在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定电流和目标发电机电流互感器的一次额定电流，对所述一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值，包括：计算额定电流和一次侧额定电流的第三比值；将一次侧电纳标幺值和第三比值的乘积作为二次侧电纳标幺值。
10.在其中一个实施例中，根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值，包括：
将二次侧电纳标幺值和可靠系数的乘积作为失磁保护导纳特性值。
11.在其中一个实施例中，失磁保护整定特性曲线包括第一曲线、第二曲线以及第三曲线，根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，包括：根据失磁保护导纳特性值，确定第一曲线；根据失磁保护导纳特性值的k倍，确定第二曲线，k的取值范围大于0小于1；根据失磁保护导纳特性值的p倍，确定第三曲线，p的取值范围大于1小于2。
12.在其中一个实施例中，根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线之后，方法还包括：在测试环境下，为目标发电机保护系统施加电流和电压，以使目标发电机响应于电流和电压执行保护动作，执行保护动作包括以下内容中的至少一种：根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护动作；执行定子过流保护动作；根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。
13.在其中一个实施例中，根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件，包括：若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护动作优先于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件；若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护不动作或者失磁保护动作后于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件。
14.在其中一个实施例中，方法还包括：若失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件，则对失磁保护整定特性曲线进行修正。
15.第二方面，本技术还提供了一种导纳平面失磁保护自动整定装置。该装置包括：
16.获取模块：用于根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；
17.计算模块，用于根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；
18.确定模块，用于根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护。
19.在其中一个实施例中，该计算模块，具体用于根据允许最大进相深度、额定参数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值；对一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值；根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值。
20.在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定容量和目标发电机的额定电压，该计算模块，具体用于计算允许最大进相深度和额定容量的第一比值；计算机端电压和额定电压的第二比值，并对第二比值求平方，得到平方值；将第一比值和平方值的比值作为一次侧电纳标幺值。
21.在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定电流和目标发电机电流互感器的一次额定电流，该计算模块，具体用于计算额定电流和一次侧额定电流的第三比值；将一次侧电纳标幺值和第三比值的乘积作为二次侧电纳标幺值。
22.在其中一个实施例中，该计算模块，具体用于将二次侧电纳标幺值和可靠系数的乘积作为失磁保护导纳特性值。
23.在其中一个实施例中，失磁保护整定特性曲线包括第一曲线、第二曲线以及第三曲线，该第一确定模块，具体用于根据失磁保护导纳特性值，确定第一曲线；根据失磁保护
导纳特性值的k倍，确定第二曲线，k的取值范围大于0小于1；根据失磁保护导纳特性值的p倍，确定第三曲线，p的取值范围大于1小于2。
24.在其中一个实施例中，该装置还包括第二确定模块，该第二确定模块用于在测试环境下，为目标发电机保护系统施加电流和电压，以使目标发电机响应于电流和电压执行保护动作，执行保护动作包括以下内容中的至少一种：根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护动作；执行定子过流保护动作；根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。
25.在其中一个实施例中，该装置还包括第三确定模块，该第三确定模块用于若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护动作优先于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件；若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护不动作或者失磁保护动作后于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件。
26.在其中一个实施例中，该装置还包括修正模块，该修正模块，用于若失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件，则对失磁保护整定特性曲线进行修正。
27.第三方面，本技术还提供了一种导纳平面失磁保护自动整定及检验装置，该装置包括：
28.自动整定模块，用于根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；用于根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；用于根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护；
29.检验模块，用于根据目标发电机保护系统所执行的保护动作检验失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。检验模块可以自动对发电机实时运行参数通过变送器或信号通讯传输等方式进行采样，再对失磁保护整定特性曲线与过流保护动作特性进行检验。
30.第四方面，本技术还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一所述的导纳平面失磁保护自动整定方法。
31.第五方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一所述的导纳平面失磁保护自动整定方法。
32.上述导纳平面失磁保护自动整定方法及检验装置，首先根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；然后，根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；最后，根据失磁保护导纳特性值确定用于供目标发电机进行失磁保护的失磁保护整定特性曲线。通过这种方式，根据发电机的静稳极限pq曲线中的发电机允许最大进相深度来得到发电机的失磁保护整定特性曲线，这种方式避免了根据经验值设定的失磁保护整定定值当发电机已经超过允许进相深度最大值时，失磁保护仍然未动作导致发电机进相深度超过静稳极限的安全区从而影响发电机运行稳定性的问题，因此，失磁保护的可靠性更高。
附图说明
33.图1为一个实施例中发电机静稳极限pq曲线图；
34.图2为一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定方法的流程示意图；
35.图3为另一个实施例中发电机定子电流运动轨迹图；
36.图4为另一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定方法的流程示意图；
37.图5为另一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定方法的流程示意图；
38.图6为另一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定方法的流程示意图；
39.图7为另一个实施例中发电机保护之间联合检验示意图；
40.图8为另一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定方法的流程示意图；
41.图9为一个实施例中导纳平面失磁保护自动整定装置的结构框图；
42.图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
43.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
44.核电站应急柴油发电机是整个核电站电源安全保障的最后一道防线，它的可靠安全稳定运行关乎整个核电站的核安全。当发电机由于励磁系统故障导致机组失磁，此时失磁保护进行动作如跳闸、停机，这样既可以保护发电机本身，同时保护整个系统的稳定运行。
45.某核电厂核应急柴油发电机在首次并网带负荷试验时，由于励磁系统故障导致机组失磁，失磁保护未正确动作，最终造成发电机深度进相而引起发电机定子过流保护动作跳机。对这一问题的具体原因进行分析：
46.现有失磁保护整定值如下所示：
47.特性λ1：电纳标么值1.18，倾角80
°
，延时10s，出口方式为告警、跳闸、停机；
48.特性λ2：电纳标么值1.06，倾角90
°
，延时10s，出口方式为告警、跳闸、停机；
49.特性λ3：电纳标么值2.00，倾角110
°
，延时1.5s，出口方式为告警、跳闸、停机。
50.其中，整定失磁特性λ1是失磁保护整定的关键，按发电机直轴电抗x
gd
与系统电抗xs的总电抗x
dσ
进行计算，其总电抗表达式为x
dσ
＝x
gd
xs，因此发电机失磁保护静稳特性计算公式如下所示：
51.λ1＝k
×
(1/x
dσ
)
×
(in/un)
×
(u
n.vtprim
/i
n.ctprim
)
52.其中，k为可靠系数，取1.05，in为发电机额定电流取577a，un为发电机额定电压10kv，u
n.vtprim
为发电机一次额定电压10kv，i
n.ctprim
为发电机ct电流互感器一次侧额定电流800a，因为应急柴油发电机接入10kv核电站厂用电系统，相比外电网系统可忽略其系统电抗，x
dσ
≈x
gd
，查发电机参数表得直轴电抗x
gd
为0.64，上述参数带入失磁保护静稳特性计算公式后得：特性λ1＝1.05
×
(1/0.64)
×
(577/10)
×
(10/800)＝1.18。由λ1即可得到上述失磁保护整定值对应的三条特性曲线。当发电机故障时的导纳值落入特性曲线的动作范围内时，经过延时后进行失磁保护动作，如告警、跳闸或者停机。
53.对于发电机定子过流保护动作进行分析，假设磁通不计饱和影响，发电机电磁功
率pe和输出电功率p均为恒定，并网后机端电压u保持不变，则由功率计算公式可知：
54.pe＝(3e0u/x
t
)
×
sinθ＝常数
55.p＝3uicosα＝常数
56.e0sinθ/x
t
＝icosα＝常数
57.该常数由图1中的直线ab表示，随着发电机在不同工况下的运行，其定子电流i也将沿着此条直线运动；随着发电机开始进相，励磁电流减小，发电机电动势e0将沿着直线cd运动，当功角θ最大到90
°
时，发电机将达到稳定运行极限，若再进一步减小励磁电流，发电机将失去同步，此时e0在c点。其中x
t
为发电机电抗，i为发电机定子电流，e0为发电机电动势，θ为发电机功角(e0与u之间夹角)，α为发电机功率因数角(i与u之间夹角)。
58.由发电机电动势计算公式：
59.e0＝u jix
t
60.可知，发电机机端电压u保持不变，发电机电抗x
t
也固定不变，随着励磁电流的减小，e0也将减小，发电机从滞相区到进相区，此时发电机定子电流也将跟着发生变化，随着励磁电流的减小，发电机电动势由e
01
沿直线逐步移动到静稳边界e
04
，发电机定子电流也将由i1沿直线逐步移动到了i4。
61.从图1中易知发电机从定子电流i滞后机端电压u的滞相区进入i超前u的进相区，定子电流变化是由大到小再变大的一个过程，因此随着发电机的深度进相，定子电流也将逐步增大，直至发电机定子过流保护动作。
62.由上述分析可知，产生上述问题，即失磁保护未正确动作，最终造成发电机深度进相而引起发电机定子过流保护动作跳机影响发电机的稳定性，是由于目前针对核电站应急柴油发电机失磁保护整定值为根据制造厂家给定的经验值或者按照大型汽轮发电机保护方式整定，这种整定方式不适用于直轴电抗偏小的发电机，同时，未考虑对各项保护之间动作逻辑配合的正确性。
63.有鉴于此，本技术实施例提出一种发电机导纳平面失磁保护自动整定方法，根据发电机的静稳极限pq曲线中的发电机允许最大进相深度来得到发电机的失磁保护整定特性曲线，这种方式避免了根据经验值设定的失磁保护整定定值当发电机已经超过允许进相深度最大值时，失磁保护仍然未动作影响发电机运行稳定性的问题，因此，失磁保护的可靠性更高。
64.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种导纳平面失磁保护自动整定方法，以该方法应用于终端为例进行说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。该方法包括以下步骤：
65.步骤201，终端根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度。
66.其中，目标发电机的静稳极限pq曲线是由目标发电机的生产规格确定，由发电机厂家提供，为避免目标发电机出现进相深度过深，定子电流过大的问题，通过目标发电机静稳极限允许的最大进相深度来进行目标发电机失磁保护整定定值的计算。例如，如图3所示，目标发电机允许的最大进相深度为有功功率p为0时，无功功率q最大为-5000kvar。图中0.8pf，0.95pf对应不同的功率因数。
67.步骤202，终端根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的
机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值。
68.失磁保护导纳特性值为目标发电机进行失磁保护的阈值，由允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压进行计算得到。
69.步骤203，终端根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线。
70.其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护。可选的，在实际运行中，当目标发电机根据实际进相深度、额定参数以及实际机端电压计算得到的实际导纳值超出失磁保护整定特性曲线时，目标发电机需要进行失磁保护，根据预设的失磁保护动作出口方式进行相应的动作，保护系统运行的稳定性。
71.上述导纳平面失磁保护自动整定方法中，首先根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；然后，根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；最后，根据失磁保护导纳特性值确定用于供目标发电机进行失磁保护的失磁保护整定特性曲线。通过这种方式，根据发电机的静稳极限pq曲线中的发电机允许最大进相深度来得到发电机的失磁保护整定特性曲线，这种方式避免了根据经验值设定的失磁保护整定定值当发电机已经超过允许进相深度最大值时，失磁保护仍然未动作导致发电机进相深度超过静稳极限的安全区从而影响发电机运行稳定性的问题，因此，失磁保护的可靠性更高。
72.在一个可选的实施例中，失磁保护导纳特性值是由目标发电机本身的参数确定的，具体的计算步骤如图4所示，包括：
73.步骤401，终端根据允许最大进相深度、额定参数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值。
74.其中，标幺值是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。额定参数包括目标发电机的额定容量和目标发电机的额定电压。目标发电机的一次侧电纳标幺值的计算步骤为：
75.(1)计算允许最大进相深度和额定容量的第一比值。
76.a＝-q/sn77.其中，a为第一比值，q为目标发电机安全运行情况下允许最大进相深度，sn为目标发电机的额定容量。
78.(2)计算机端电压和额定电压的第二比值，并对第二比值求平方，得到平方值。
79.c＝(u/un)280.其中，c为平方值，u为目标发电机的机端电压，un为目标发电机额定电压。
81.(3)将第一比值和平方值的比值作为一次侧电纳标幺值。
82.b
[p.u]
＝a/c＝(-q/sn)/(u/un)2[0083]
其中，b
[p.u]
为一次侧电纳标幺值。
[0084]
可选的，请继续参考图3，允许最大进相深度即有功功率p为0时，对应的无功功率q的值为-5000kvar，以上述出现问题的某核电站的目标发电机的各额定参数为例进行计算，代入上述最大进相深度最大值，b
[p.u]
＝(-5000/10000)/(10/10)2，计算得出b
[p.u]
电导标么值为-0.5。
[0085]
步骤402，终端对所述一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值。
[0086]
发电机的一次侧为实际运行的高电压、高电流量，二次侧经过互感器转换为低电压、低电流的模拟量，失磁保护装置采集二次侧模拟量进行工作，因此，需要将一次侧计算的电纳标幺值折算到目标发电机的二次侧，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值。其中，额定参数包括目标发电机的额定电流和目标发电机电流互感器的一次额定电流，二次侧电纳标幺值的具体计算步骤包括：
[0087]
(1)计算额定电流和一次侧额定电流的第三比值。
[0088]
d＝in/i
n.ctprim
[0089]
其中，d为第三比值，in为目标发电机的额定电流，i
n.ctprim
为目标发电机ct电流互感器一次侧额定电流。
[0090]
(2)将一次侧电纳标幺值和第三比值的乘积作为二次侧电纳标幺值。
[0091]
b*＝b
[p.u]
×
d＝b
[p.u]
×in
/i
n.ctprim
[0092]
其中，b*为二次侧电纳标幺值。
[0093]
可选的，以上述出现问题的某核电站的目标发电机的各额定参数为例进行计算，代入额定电流和一次额定电流值后，b*＝0.5
×
577/800，计算得出b*二次侧电纳标么值为0.36。
[0094]
步骤403，终端根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值。
[0095]
其中，为了确保定值可靠不出现误动，还可以在二次侧电纳标幺值的基础上增加可靠系数，即将二次侧电纳标幺值和可靠系数的乘积作为失磁保护导纳特性值。
[0096]
λ1＝k
×
b*
[0097]
其中，λ1为失磁保护导纳特性值，可靠系数k取1.05为例代入数值计算后得λ1≈0.38。可选的，可靠系数的具体取值可以根据实际测试过程进行调整。
[0098]
上述实施例中，根据发电机的静稳极限pq曲线中的发电机允许最大进相深度来计算发电机的失磁保护导纳特性值，计算过程考虑了发电机组自身参数及限制特点，弥补了现有常规失磁保护整定方法的不足。
[0099]
在一个实施例中，失磁保护整定特性曲线包括第一曲线、第二曲线以及第三曲线，如图5所示，根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，步骤包括：
[0100]
步骤501，终端根据失磁保护导纳特性值，确定第一曲线。
[0101]
可选的，根据上文中计算得到失磁保护导纳特性值λ1的值为0.38，取倾角为80
°
，确定第一曲线。可选的，延时可以为10秒，当目标发电机实时计算得到的导纳值超出第一曲线，经过10秒延时后进行失磁保护，失磁保护动作的出口方式为告警、跳闸、停机。
[0102]
步骤502，终端根据失磁保护导纳特性值的k倍，确定第二曲线。
[0103]
可选的，k的取值范围大于0小于1，一般取0.9。λ1的值为0.38，则λ2＝0.38*0.9＝0.34。可选的，取倾角为90
°
，确定第二曲线。可选的，延时可以为10秒，当目标发电机实时计算得到的导纳值超出第二曲线时，经过延时后进行失磁保护，失磁保护动作的出口方式为告警、跳闸、停机。
[0104]
步骤503，终端根据失磁保护导纳特性值的p倍，确定第三曲线。
[0105]
可选的，p的取值范围大于1小于2。本实施例中，p取1.9。λ1的值为0.38，则λ3＝0.38*1.9＝0.72。可选的，取倾角为110
°
，确定第三曲线。可选的，延时可以为1秒，当目标发电机实时计算得到的导纳值超出第三曲线时，经过延时后进行失磁保护，失磁保护动作的
出口方式为告警、跳闸、停机。
[0106]
在一个可选的实施例中，在确定失磁保护整定特性曲线之后，在将失磁保护整定特性曲线应用到实际中之前，对失磁保护整定曲线的有效性进行评估，如图6所示，评估方法的具体步骤包括：
[0107]
步骤601，在测试环境下，为目标发电机保护系统施加电流和电压，以使目标发电机响应于电流和电压执行保护动作。
[0108]
其中，执行保护动作包括以下内容中的至少一种：根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护动作；执行定子过流保护动作。将目标发电机的定子过流保护和失磁保护同时进行测试，来检验两种保护之间动作逻辑配合是否合理。可选的，通过继电保护测试仪对目标发电机进行测试，为目标发电机保护系统施加电流和电压，固定电流与电压之间的角度，逐步改变电流值，来触发目标发电机响应于电流和电压执行保护动作。
[0109]
步骤602，对目标发电机的保护动作行为进行检测。
[0110]
可选的，可以自动对发电机实时运行参数通过变送器或信号通讯传输等方式进行采样，对保护动作行为进行检测。
[0111]
步骤603，根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。
[0112]
可选的，判断失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境有以下两种情况：
[0113]
第一种情况，若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护动作优先于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件。
[0114]
可选的，固定施加在目标发电机上的电流与电压之间的角度，然后逐步改变电流值，触发目标发电机发生失磁，此时失磁保护动作优先于定子过流保护动作，不会导致发电机进相深度超过最大允许进相深度，所以确定此时失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件。
[0115]
第二种情况，若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护不动作或者失磁保护动作后于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件。
[0116]
如果当固定施加的电流与电压之间的角度，然后逐步改变电流值，触发目标发电机发生失磁，此时失磁保护动作不动作，或者定子过流保护先动作，然后失磁保护动作，这种情况说明此时发电机进相深度已经过深导致了定子电流过大所以发生了定子过流保护动作，这时发电机已经由静稳极限曲线的安全区进入了非安全区，因此影响发电机运行的稳定性，这种情况则失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境。
[0117]
可选的，具体流程如图7所示，将发电机定子过流保护和失磁保护同时进行测试，通过发电机中性点电流输入和发电机机端电压输入来分别施加电流和电压，当触发保护动作后根据实际测得的结果进行判断，如果判定结果是上述第一种情况，则满足实际生产环境的条件，可以应用于实际应用。当判定结果是上述第二种情况，则不符合实际生产环境的条件，需要进行保护定值修正，然后修正后继续进行检验直至符合生产环境的条件可以用于实际应用中。
[0118]
上述实施例中，将目标发电机失磁保护和定子过流保护同时进行检验，能够对发
电机失磁和过流保护之间动作逻辑配合是否合理进行联调试验，从而解决各种保护之间动作逻辑配合不合理的问题。
[0119]
可选的，若失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件，则对失磁保护整定特性曲线进行修正。
[0120]
可以通过调整可靠系数k的取值来对失磁保护整定特性曲线进行修正，或者在根据发电机静稳极限pq曲线得到允许最大进相深度时，不选择极限值，选择更小进相深度的值，来提高失磁保护整定特性曲线的可靠性，使其符合应用于实际生产环境的条件。
[0121]
在本技术的实施例中，请参考图8，其示出了本技术实施例提供的一种导纳平面失磁保护自动整定方法的流程图，该导纳平面失磁保护自动整定方法包括以下步骤：
[0122]
步骤801，终端根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度。
[0123]
步骤802，终端根据允许最大进相深度、额定参数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值。
[0124]
步骤803，终端对所述一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值。
[0125]
步骤804，终端根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值。
[0126]
步骤805，终端根据失磁保护导纳特性值，确定第一曲线。
[0127]
步骤806，终端根据失磁保护导纳特性值的k倍，确定第二曲线。
[0128]
步骤807，终端根据失磁保护导纳特性值的p倍，确定第三曲线。
[0129]
步骤808，在测试环境下，为目标发电机保护系统施加电流和电压，以使目标发电机响应于电流和电压执行保护动作。
[0130]
步骤809，对目标发电机的保护动作行为进行检测。
[0131]
步骤810，根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。
[0132]
第一种情况，若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护动作优先于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件。
[0133]
第二种情况，若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护不动作或者失磁保护动作后于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件。
[0134]
对本技术的发电机失磁保护方法进行举例说明，经过对失磁保护优化整定方法后的新、旧定值对比如表1所示。
[0135]
定值类别原设计定值优化后定值特性曲线λ1λ＝1.18；α＝80
°
；t＝10sλ＝0.38；α＝80
°
；t＝10s特性曲线λ2λ＝1.06；α＝90
°
；t＝10sλ＝0.34；α＝90
°
；t＝10s特性曲线λ3λ＝2；α＝110
°
；t＝1.5sλ＝0.72；α＝110
°
；t＝1s
[0136]
由上表数据可见，整定方法改进后保护定值有了较大的改变，应用于上述出现问题的发电机组中进行实际带满负荷进行检验，实施效果明显：
[0137]
(1)依据发电机静稳极限pq曲线，发电机允许最大进相深度应是在有功功率p为0时，无功功率q最大为-5000kvar，发电机机端电压u为10kv，经过计算可得发电机静稳极限
时机端电流i计算如下：u＝10kv，p＝0，q＝-5000kvar，s2＝p2 q2，代入上述数据后可得出s(视在功率)＝5000kva，i＝s/1.732u,带入电压幅值和视在功率数值后可得发电机静稳极限时机端电流约为290a，因此根据这种方式计算的整定值当发生失磁保护时，机端电流远小于现有发电机定子过流保护定值808a，不会导致定子过流保护动作。同时，原本的整定方式中，发电机故障时刻进相深度为15000kvar，采用优化后的整定方式变为4500kvar，由发电机静稳极限pq曲线的非安全区域进入了安全区，由深度进相区域进入了发电机允许进相区正常运行。避免了发电机本体因深度进相而受损情况的发生，保障了核电站厂用电系统的稳定及核安全。
[0138]
(2)若再发生励磁系统故障时失磁保护将会先于定子过流保护可靠动作，而不会造成励磁系统故障时失磁保护失效而由定子过流保护切除该故障的保护异常情况发生。避免了机组启动及并网带载期间由于励磁系统重要元件故障引起跳机造成整体事故处理所带来的工期延误以及更换设备、变更保护定值、恢复机组状态重新启动等造成热试前电源主线调试工期进度延误，可缩短单台核应急柴油发电机启动试验工期，节省安装、设计、调试各专业人力投入，大大降低了工程建造成本。例如，将根据本技术方法得到的失磁保护整定值应用于某单台核级电源柴油发电机组中，原人力投入为36人年，在应用该创新技术成果后减少为25人年，单位工时费以50万/人年计算，则3台柴油发电机调试人工成本共节约效益为：3
×
(36-25)
×
50万＝1650万。综上直接经济效益共计：1650万元。
[0139]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0140]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的导纳平面失磁保护自动整定方法的导纳平面失磁保护自动整定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个导纳平面失磁保护自动整定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于导纳平面失磁保护自动整定方法的限定，在此不再赘述。
[0141]
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种导纳平面失磁保护自动整定装置900，包括：获取模块901、计算模块902和第一确定模块903，其中：
[0142]
该获取模块901：用于根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；
[0143]
该计算模块902，用于根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；
[0144]
该第一确定模块903，用于根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护。
[0145]
在其中一个实施例中，该计算模块902，具体用于根据允许最大进相深度、额定参
数以及机端电压，得到目标发电机的一次侧电纳标幺值；对所述一次侧电纳标幺值进行二次侧折算，得到目标发电机的二次侧电纳标幺值；根据二次侧电纳标幺值，得到失磁保护导纳特性值。
[0146]
在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定容量和目标发电机的额定电压，该计算模块902，具体用于计算允许最大进相深度和额定容量的第一比值；计算机端电压和额定电压的第二比值，并对第二比值求平方，得到平方值；将第一比值和平方值的比值作为一次侧电纳标幺值。
[0147]
在其中一个实施例中，额定参数包括目标发电机的额定电流和目标发电机电流互感器的一次额定电流，该计算模块902，具体用于计算额定电流和一次侧额定电流的第三比值；将一次侧电纳标幺值和第三比值的乘积作为二次侧电纳标幺值。
[0148]
在其中一个实施例中，该计算模块902，具体用于将二次侧电纳标幺值和可靠系数的乘积作为失磁保护导纳特性值。
[0149]
在其中一个实施例中，失磁保护整定特性曲线包括第一曲线、第二曲线以及第三曲线，该第一确定模块903，具体用于根据失磁保护导纳特性值，确定第一曲线；根据失磁保护导纳特性值的k倍，确定第二曲线，k的取值范围大于0小于1；根据失磁保护导纳特性值的p倍，确定第三曲线，p的取值范围大于1小于2。
[0150]
在其中一个实施例中，该装置还包括第二确定模块，该第二确定模块用于在测试环境下，为目标发电机保护系统施加电流和电压，以使目标发电机响应于电流和电压执行保护动作，执行保护动作包括以下内容中的至少一种：根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护动作；执行定子过流保护动作；根据目标发电机保护系统所执行的保护动作确定失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。
[0151]
在其中一个实施例中，该装置还包括第三确定模块，该第三确定模块用于若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护动作优先于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线符合应用于实际生产环境的条件；若电流和电压触发目标发电机失磁，失磁保护不动作或者失磁保护动作后于定子过流保护动作，则确定失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件。
[0152]
在其中一个实施例中，该装置还包括修正模块，该修正模块，用于若失磁保护整定特性曲线不符合应用于实际生产环境的条件，则对失磁保护整定特性曲线进行修正。
[0153]
上述导纳平面失磁保护自动整定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0154]
在一个实施例中，提供了一种导纳平面失磁保护自动整定及检验装置，该装置包括：
[0155]
自动整定模块，用于根据目标发电机的静稳极限pq曲线，得到目标发电机的允许最大进相深度；用于根据允许最大进相深度、目标发电机的额定参数以及目标发电机的机端电压，得到目标发电机的失磁保护导纳特性值；用于根据失磁保护导纳特性值确定失磁保护整定特性曲线，其中，失磁保护整定特性曲线用于供目标发电机根据失磁保护整定特性曲线进行失磁保护；
[0156]
检验模块，用于根据目标发电机保护系统所执行的保护动作检验失磁保护整定特性曲线是否符合应用于实际生产环境的条件。可选的检验模块可以自动对发电机实时运行参数通过变送器或信号通讯传输等方式进行采样，再对失磁保护整定特性曲线与过流保护动作特性进行检验。
[0157]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种导纳平面失磁保护自动整定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0158]
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0159]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中所提供的导纳平面失磁保护自动整定方法。
[0160]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中所提供的导纳平面失磁保护自动整定方法。
[0161]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
[0162]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，
不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0163]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0164]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。