发电机失磁保护的典型配置方案

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1 引言

励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。由于励磁系统相对较为复杂，主要包括励磁功率单 元和励磁控制部分，因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。加强失磁保护的研究，找到一个合理而成熟可靠的失磁保护配置方案是十分必要的。

由于失磁保护的判据较多，闭锁方式和出口方式也较多，因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂，种类也最多。据国内一发电机保护的大型生产厂家 统计，2000年中，该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。不仅业主和设计部门难以作出选择，而且整 定、调试、运行、培训都变得复杂。这样，现场运行经验和运行业绩不易取得，无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平，也不利于保护的成熟和完 善。从电网运行中反映，失磁保护的误动率较高。

湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组，首次在300MW发电机组上采用国产WFB－100 微机保护，经过近3年的现场运行，其失磁保护在试运行期间发生过误动作，在采取一定措施后，未再误动。近年来，失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相 运行实验，都正确动作。本文将分析该厂失磁保护方案的特点，并以此为典型方案，以供同行借鉴参考。

2 失磁保护的主判据

目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是1）转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd是否小于动作值；2）机端低阻抗判据Z＜；3）系统低

电压Um＜。三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。

2．1 转子低电压判据Ufd

早期的整流型和集成电路型保护，采用定励磁电压判据，表达式为：

Ufd＜K·Ufd0，

Ufd0为空载励磁电压，K为小于1的常数。

目前的微机保护，多采用变励磁电压判据Ufd（P），即在发电机带有功P的

工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。正常运行情况下（包括进相），励磁电压不会低于空载励磁电压。Ufd（P）判据十分灵敏，能

反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。因为Ufd是转子系统的电气量，多为

直流，而功率P是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。如果整定不当很容易导致误动作。在襄樊电厂1＃机试运行期间就因为该判据整定值偏大而误动2次。经检查并结合进相运行试验数据进行分析发现，整定值K偏大的主要原因是在整定计算中，发电机空载励磁电压Ufd0、同步电抗Xd，均采

用的是设计值，而设计值与实测值有较大的差别［1］。如襄樊电厂1＃机的设计值Ufd0＝160V，Xd＝1．997（标么值），而实测值Ufd0＝140V，Xd＝1．68（标么值）。

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