自并勵勵磁系統與發(fā)變組保護配合的技術解決方案

丁洪濤

河北華電石家莊鹿華熱電有限公司，河北 石家莊 050200

作為發(fā)變組最重要的兩個自動控制系統，就是發(fā)變組保護和勵磁控制系統。如果這兩個系統發(fā)生故障，不僅會對機組本身有損害，而且會對電網產生惡劣影響。本文對發(fā)變組保護與勵磁調節(jié)器的配合問題進行具體的分析，希望能避免由于配合不當引起的事故。

1 勵磁系統簡介

在電力系統正常運行或事故情況下，發(fā)電機的勵磁系統即勵磁調節(jié)器（AVR）起著極為重要的作用。通常所說的自并勵勵磁系統是指整流裝置電源取自發(fā)電機端部的靜止勵磁系統。

勵磁調節(jié)器的主要功能為發(fā)電機出口電壓控制、無功功率分配控制、提高發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性等。自并勵勵磁系統由于其響應快、結構簡單、可靠性高，運行維護方便，近年來得到廣泛應用，我廠#21、#22發(fā)電機采用了德國ABB公司生產的全橋可控硅靜態(tài)勵磁系統，采用雙套硅整流、雙通道配置，一個通道故障退出，另一通道自動投入；另外，AVR內部除閉環(huán)運行的自動部分外，還有開環(huán)運行的手控部分。

靜態(tài)勵磁系統提高了電力系統動態(tài)及靜態(tài)穩(wěn)定，尤其是全網采用自并激勵磁系統時暫態(tài)穩(wěn)定水平更優(yōu)于常規(guī)勵磁。當發(fā)生三相短路時，除離故障點近的自并激勵磁系統受電壓降落影響外，其余機組端電壓數值較高，自并勵的快速調節(jié)提高暫態(tài)穩(wěn)定的優(yōu)勢可充分發(fā)揮。

2 失磁保護與勵磁調節(jié)器的低勵限制功能的配合

發(fā)電機運行時，由于系統電壓升高、運行人員誤操作或勵磁裝置故障等原因，都有可能使發(fā)電機在低勵磁狀態(tài)下運行，當發(fā)電機功角增大到一定值時，發(fā)電機不能繼續(xù)保持靜態(tài)穩(wěn)定運行，且隨著進相功率的增加，發(fā)電機端部發(fā)熱也愈嚴重。發(fā)電機的失磁保護就是對這種勵磁電流異常下降或完全消失的失磁故障的保護。

長期以來，國內外廣泛采用機端測量阻抗構成低勵、失磁保護阻抗繼電器，我廠#22發(fā)電機保護采用美國BACKWICH公司生產的M3425型發(fā)電機微機保護，失磁保護采用異步圓原理，由發(fā)電機機端低電壓元件、PT斷線閉鎖等元件組成。

發(fā)電機進相運行時，當機端測量阻抗到達曲線1時，則判斷為低勵狀態(tài)，此時發(fā)出低勵信號，AVR閉鎖減磁，并自動執(zhí)行增磁操作，直到低勵故障消失。如果低勵限制不住，發(fā)電機繼續(xù)進相，當達到曲線2時，說明發(fā)電機由于失磁已失去同步，失磁保護動作執(zhí)行解列發(fā)電機命令。由此可見，由于勵磁調節(jié)器有低勵限制功能，當發(fā)電機正常進相運行時，失磁保護不應誤動作。

3 自并勵系統對發(fā)電機電流型保護的影響

現代大型發(fā)電機大都經封閉母線到變壓器，然后進入電網，一般不考慮機端故障。如果故障發(fā)生在差動保護范圍內，0s保護動作切除發(fā)電機。而在高壓母線短路時，至發(fā)電機端短路電流衰減比較小，有分析表明，約在0.5s內自并勵勵磁系統與常規(guī)勵磁系統短路電流衰減情況基本相同，對主保護沒有影響。

當近端永久性三相短路時，自并勵發(fā)電機的短路電流會一直衰減到零，這種情況下可采用記憶過電流、低電壓自保持過電流或阻抗保護，以保證保護正確動作。我廠后備保護原設計為低壓閉鎖過流保護，顯然無法保證近端永久性三相短路時的正確動作，保護裝置提供另一種過流保護，采用電壓制動原理，即隨著機端電壓的降低，動作電流值也按一定的比例降低，這樣就保證了后備保護在電流衰減的任何時間里均能夠正確動作。

4 發(fā)變組保護與勵磁調節(jié)器逆變接口的處理

目前，大多數機組采用跳開滅磁開關的快速滅磁方式，即發(fā)變組保護動作跳開主開關的同時聯跳滅磁開關，滅磁開關的輔助接點啟動勵磁調節(jié)器滅磁信號，使可控硅逆變滅磁。滅磁開關的輔助接點在機組運行過程中接觸不良，有可能造成滅磁開關已斷開，調節(jié)器接收不到機端電壓，造成強行勵磁動作，使可控硅過流，對設備產生不必要的沖擊。為了設備可靠工作，發(fā)電機保護動作應啟動勵磁調節(jié)器逆變滅磁回路。

5 結論

綜上所述，作為發(fā)電機二次系統中最重要的兩個組成部分，發(fā)變組保護與勵磁控制系統是緊密關聯的，繼電保護人員在進行勵磁和發(fā)電機保護整定時，應充分考慮兩者的聯系，以確保保護裝置的正確運行。

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