励磁系统及发变组的保护定值配合分析

丁聪霖

（国家电投集团协鑫滨海发电有限公司，江苏 盐城 224500）

近几年，发变组保护机制受到了社会各界的广泛关注，能在整合自动控制系统的基础上，强化配合水平，共同搭建完整的保护平台，有效避免停机动作造成的不良影响，实现经济效益和安全效益的统一。

1 励磁系统和发变组概述

1.1 励磁系统概述

在常规化运行环境或者是电力系统出现故障的环境中，都需要配合发电机励磁系统限制器，建构完整的应用模式和控制机制。一般而言，励磁系统主要指的就是基于电源的整流装置，励磁静止系统完成能源的供给。一方面，励磁系统能对发电机出口电压参数和无功功率参数予以控制，维持其稳定性和运行的合理性，并配合发电机并列运行处理机制，打造良好的应用环境。另一方面，励磁系统凭借其较快的响应速度和可靠的运行维护模式，能更好地满足静态应用效果，提高电力系统运行的稳定性，最大程度上打造良好的运行载体。自并励励磁系统无论是暂态稳定性还是运行安全性都要高于常规的励磁系统，能维持较好的应用环境，并且能更好地处理距离较近的电压降失衡问题，保证调节工序的合理性、稳定性和安全性。

1.2 发变组定值设置概述

在发变组定值设置的过程中，要结合具体应用规范和标准落实匹配的设置机制。

（1）设置零序补偿机制。在电力变压器应用运行过程中，其自身配置的接线组会出现扭转现象，尤其是普通变压器，扭转角度一般为15 ～30°，为了保证其应用效果，就要配合行测绕组，有效对变压器的扭转角度予以补偿处理，维持继电器运行的稳定性。另外，三角形接线还能配合电流零序结构，有效消除零序分量造成的影响，打造更加稳定的运行环境。

（2）设置基础性制动模式，在变压器设置工序中，基础性差动保护具有重要的应用价值，能减少合闸空载产生的励磁涌流，其主要的工作原理在于二次谐波的产生，能形成良好的制动模式。在实际设置工序中，要结合具体操作环境设置匹配的制动比例模式，主要分为“每相”、“三取二”和“平均数值”。其中：①“每相”能对二次谐波的每相予以独立的闭锁处理，保证各自相的独立；②“三取二”是指励磁涌流三相中，对应的二相是二次谐波，其数值超出设定数值则视为闭锁差动；③“平均数值”是指在制动比例模式中，二次谐波的三相平均数值都在设定数值以上，则此时视为三相闭锁差动。

2 励磁系统及发变组的保护定值配合方式

在明确励磁系统和发变组定值模式的基础上，就要结合

实际应用环境和标准落实配合方案，从而有效打造更加完整的保护体系，避免励磁系统出现异常情况对整个电力运行环境产生影响。

2.1 失磁保护

在实际应用方案中，励磁系统和发变组保护定值的配合模式非常关键，对应的失磁保护和励磁系统限制器定值配合也是维持应用体系稳定操作的重点，能最大程度上避免失磁保护造成的误动作。在整定环境中，两者配合不到位或者是不配合都会出现失磁保护误动现象，特别是负荷参数较少时，若是励磁系统的限制器存在过度保守的低励磁整定限制情况，必然会对发电机的进相效果产生影响。基于此，要结合具体应用规范和要求落实相应的配合模式。

（1）转换坐标平面。为了避免失磁保护产生的误动，要结合阻抗类型选取相应的配合模式，所谓阻抗类型就是指要在发电机机端平面阻抗位置完成相应的计算分析，处理并整定低励磁限制静态稳定性。针对不同的坐标体系，要配合关系完成直观性分析，将两者归属在统一的平面内，从而维持研究效果。例如，汽轮发电机机组，在平面“R-Q”上的表达方式为其中，Q 和R 表示的是发动机运行中的有功功率和无功功率，在电压为U 的系统运行时电抗数值是Xs、同步发电机电抗数值是Xd。若是发电机在外圆运行，则不能直接进行稳定性处理，所以励磁电流会出现限制数值降低的问题。

（2）整定。结合发电机试验数值就能分析数据曲线关系，配合低励磁发电机数据参数的曲线关系，就能得出对比结论，此时，平移低励磁曲线限定的定值结构，额定发电机无功功率会缩减10%。基于此，要对发电机的基准阻抗数值和阻抗系统数值予以计量分析。只有保证静态系数的储存数值在10%～20%，且匹配的参数误差低于10%，才能在可靠性系数标准基础上完成保护动作的处理。

（3）配合原则。为了维持励磁系统及发变组的保护定值配合的效果，要在发电机从出现矢量励磁数值一直到失稳状态的过程中完成数据的测量和记录，保证机端功率以及阻抗参数能先进入限制低励磁区域，然后才能进入保护区，维持矢量保护圆的稳定性。

2.2 绕组转子保护

目前，为了满足电力系统应用运行的需求，发电机组大型现代化继电保护装置中，都会配置绕组转子保护系统，以便于合理控制过电流保护效果。发变组保护设备的绕组转子过电流保护也是为了有效提高设备的运行时效性，及时落实停机操作，避免误动产生的不良影响。与此同时，要充分关注配合效果，结合发热允许时间定值以及限过反时电流完成操作。

（1）在实际应用中，要想发挥励磁系统及发变组的保护定值配合的合理性，就要着重计算整定电流保护的发电机转子数值，配合绕组转子对电流特征曲线和电流励磁限制保护措施予以计算分析，从而满足设计保护要求的规范。一般而言，发电机发热时间常数要在转子发电机保护电流发热时间整定数值以上，并且也要超过保护电流发热整数的时间常数数值，才能维持配合度。转子发电机保护过电流的下限整定电流数值要在励磁系统保护过电流下限整定数值以上，从而维持整定数值和时间限制的平衡性，最大程度上提高励磁系统及发变组的保护定值配合效果。

（2）要分析转子发动机上限保护的数值，结合整体数值分析机制，就能全面解读系统限制器上限电流，从而维持系统保护效果，评估基础转子保护效率的同时，确保励磁系统及发变组的保护定值配合参数能满足具体应用要求。

2.3 限制过磁

在励磁系统及发变组的保护定值配合过程中，为了发挥励磁系统的优势和发变组保护定值处理的稳定性，就要结合发电机励磁情况以及相应参数完善操作动作。也就是说，若是出现发电机励磁现象，对应的励磁系统限制器具体工作指令和操作环节要在发电机励磁保护前开展，从而保证最低设置数值的合理性和规范性，最大程度上提高配合效果和稳定程度。例如，针对反时发电机的限过励磁结构，最低的保护数值为1.11，则对应的励磁系统限制器应用数值就要在1.11 以下，维护配合度的基础上，还能提高综合分析的水平。

另外，要结合特性励磁曲线分析相应数值，结合励磁保护特征和限制过励磁时间动作的具体参数，完成励磁系统及发变组的保护定值配合算例的分析，维持配合工序的平衡性和安全性，并且满足励磁系统应用操作的基础规范标准，借助励磁系统及发变组的保护定值配合流程减少运行误动。

3 结语

总而言之，励磁系统及发变组的保护定值配合是维持系统常规化稳定运行的关键，要结合系统保护配合度完善两者关系，确保过励磁保护、转子保护等都能在规定的参数要求范围内进行，评估励磁系统及发变组的保护定值之间的关系，一定程度上减少误动产生的不良影响，为电力系统可持续健康发展奠定坚实基础。