瞬間甩負荷快控汽門(快關)保護概念簡介

　　在電網故障甩負荷的瞬間，利用汽機進汽調節門快速控制(fastvalving)來提高電力系統暫態穩定的保護措施，也有稱為閥門超前動作(earlyvalveactuationEVA)。
　　
　　汽輪發電機在電網運行中發出的電功率可由公式PG＝[EU/（Xd,＋Xc)]sinδ確定。式中PG為發電機可發出的電功率E為發電機勵磁感應電動勢，U為電網電壓，Xd’為發電機宜軸同步電杭，Xc為發電機外部系統阻抗。δ為發電機勵緣感應電動勢超前于發電機端電壓的時間相位角，稱發電機功角。該公式說明：當發電機勵磁恒定，電網電壓和頻率不變時，系統阻抗Xc越大，可發出的電功率越小(可假定Xd’不變)。而功角大小表征在上述條件一定的情況下發電機產生電磁功率的能力。δ＝90。時出現zui大電磁功率。可用功角特性曲線圖(圖1)說明電網故障前后瞬間發電機功率與功角的變化。正常運行時，發電機輸出電功率PG1，與汽輪機的機械功率PT相等，為功角曲線I，功角為δl，在a點穩定運行。電網故障時(例如短路發生)，系統等值阻抗增加，功角特性曲線變為Ⅱ，由于發電機功角瞬間未變化，發電機功率降至PG2，而汽機的機械功率PT不可能突變，轉子在PT—PG2的作用下加逐，功角增加，輸出功率沿曲線Ⅱ上升。若達到C點故障切除，(例如一條故障線路切除)，系統等值阻抗減小，(比正常時阻抗仍大)，功角曲線為Ⅲ，此時功角為δ2：，而對應輸出功率為PG3，因PG3>PT，又使轉子減速。由于轉子具有慣性，在機械功率與電功率的作用下將要經過多次搖擺才能穩定，即在e點又處于平衡狀態。能否zui終穩定平衡下來決定了減速面積edgf大于加速面積abch，這是電網故障時系統穩定的判據。發電機的功率擺動將造成電網的不穩定當加速面積太大，擺動超過j點發電機失步將切機。(面積fgj為考慮減速面積有一定裕量)。曲線Ⅱ和Ⅲ是電網結構確定的，不同故障和切除后的狀態確定了對應情況下的等值阻Xc。通過對系統的分析能看出在不同情況故障情況下能否滿足穩定的判據。為提高故障情況下系統的穩定，在故障切除時，將汽機機械功率以比正常調節快得多的速度減少是有效措施。即將汽機進汽調節門快速關閉一定時間，再根據要求將其開啟，達到故障瞬間減少加速面積增加減速面積并保持在新的狀態下穩定運行的目的。
　　
　　根據電網的特點，一般情況下對汽門快控的要求可由汽機開度(對應汽機功率)與時間的關系曲線表示(圖2)。圖中各段時間為：tl要求在0．25秒左右(決定于汽機調節門zui快關閉時間)；t2在0．2秒至2秒范圍(可調)；t3在1秒至10秒范圍(可調)(t3與汽機調節門特性有關)。由于電網故障后新的運行狀態不同，要求汽輪機快速減少負荷后恢復到不同狀態，因此出現了持續快控和短時快控的要求，而持續快控又與當日寸電網負荷切除后維持在不同輸出功率狀態有關，一般在50％額定負荷或以下。為了實現持續快控的要求，機組配備汽機旁路系統有時也是必要的。　　汽門快控可用汽機高壓調節門或中壓調節門實現，甚至同時快控高中壓調節門，考慮到中壓缸的功率約占汽機額定功率的60％，且關閉高壓調門時對鍋爐的汽壓，汽溫影響較大，一般快控只作用于中壓調速汽門。
　　
　　汽輪機檢測電網故障的方法多用測量汽輪機機械功(可用再熱蒸汽壓力表征)與發電機輸出功率差實現，并以此差值大小來啟動快控功能。從整個電網的穩定看，宜由電網的自動裝置發出指令，它可根據電網故障的部位和性質，確定電廠中裝有快控功能的汽輪機那些應啟動，快速關閉多少時間后再開啟，和這些汽輪機zui終應將調節系統維持到多少負荷值。