勵磁系統及發變組的保護定值配合分析

丁聰霖

（國家電投集團協鑫濱海發電有限公司，江蘇 鹽城 224500）

近幾年，發變組保護機制受到了社會各界的廣泛關注，能在整合自動控制系統的基礎上，強化配合水平，共同搭建完整的保護平臺，有效避免停機動作造成的不良影響，實現經濟效益和安全效益的統一。

1 勵磁系統和發變組概述

1.1 勵磁系統概述

在常規化運行環境或者是電力系統出現故障的環境中，都需要配合發電機勵磁系統限制器，建構完整的應用模式和控制機制。一般而言，勵磁系統主要指的就是基于電源的整流裝置，勵磁靜止系統完成能源的供給。一方面，勵磁系統能對發電機出口電壓參數和無功功率參數予以控制，維持其穩定性和運行的合理性，并配合發電機并列運行處理機制，打造良好的應用環境。另一方面，勵磁系統憑借其較快的響應速度和可靠的運行維護模式，能更好地滿足靜態應用效果，提高電力系統運行的穩定性，最大程度上打造良好的運行載體。自并勵勵磁系統無論是暫態穩定性還是運行安全性都要高于常規的勵磁系統，能維持較好的應用環境，并且能更好地處理距離較近的電壓降失衡問題，保證調節工序的合理性、穩定性和安全性。

1.2 發變組定值設置概述

在發變組定值設置的過程中，要結合具體應用規范和標準落實匹配的設置機制。

（1）設置零序補償機制。在電力變壓器應用運行過程中，其自身配置的接線組會出現扭轉現象，尤其是普通變壓器，扭轉角度一般為15 ～30°，為了保證其應用效果，就要配合行測繞組，有效對變壓器的扭轉角度予以補償處理，維持繼電器運行的穩定性。另外，三角形接線還能配合電流零序結構，有效消除零序分量造成的影響，打造更加穩定的運行環境。

（2）設置基礎性制動模式，在變壓器設置工序中，基礎性差動保護具有重要的應用價值，能減少合閘空載產生的勵磁涌流，其主要的工作原理在于二次諧波的產生，能形成良好的制動模式。在實際設置工序中，要結合具體操作環境設置匹配的制動比例模式，主要分為“每相”、“三取二”和“平均數值”。其中：①“每相”能對二次諧波的每相予以獨立的閉鎖處理，保證各自相的獨立；②“三取二”是指勵磁涌流三相中，對應的二相是二次諧波，其數值超出設定數值則視為閉鎖差動；③“平均數值”是指在制動比例模式中，二次諧波的三相平均數值都在設定數值以上，則此時視為三相閉鎖差動。

2 勵磁系統及發變組的保護定值配合方式

在明確勵磁系統和發變組定值模式的基礎上，就要結合

實際應用環境和標準落實配合方案，從而有效打造更加完整的保護體系，避免勵磁系統出現異常情況對整個電力運行環境產生影響。

2.1 失磁保護

在實際應用方案中，勵磁系統和發變組保護定值的配合模式非常關鍵，對應的失磁保護和勵磁系統限制器定值配合也是維持應用體系穩定操作的重點，能最大程度上避免失磁保護造成的誤動作。在整定環境中，兩者配合不到位或者是不配合都會出現失磁保護誤動現象，特別是負荷參數較少時，若是勵磁系統的限制器存在過度保守的低勵磁整定限制情況，必然會對發電機的進相效果產生影響。基于此，要結合具體應用規范和要求落實相應的配合模式。

（1）轉換坐標平面。為了避免失磁保護產生的誤動，要結合阻抗類型選取相應的配合模式，所謂阻抗類型就是指要在發電機機端平面阻抗位置完成相應的計算分析，處理并整定低勵磁限制靜態穩定性。針對不同的坐標體系，要配合關系完成直觀性分析，將兩者歸屬在統一的平面內，從而維持研究效果。例如，汽輪發電機機組，在平面“R-Q”上的表達方式為其中，Q 和R 表示的是發動機運行中的有功功率和無功功率，在電壓為U 的系統運行時電抗數值是Xs、同步發電機電抗數值是Xd。若是發電機在外圓運行，則不能直接進行穩定性處理，所以勵磁電流會出現限制數值降低的問題。

（2）整定。結合發電機試驗數值就能分析數據曲線關系，配合低勵磁發電機數據參數的曲線關系，就能得出對比結論，此時，平移低勵磁曲線限定的定值結構，額定發電機無功功率會縮減10%。基于此，要對發電機的基準阻抗數值和阻抗系統數值予以計量分析。只有保證靜態系數的儲存數值在10%～20%，且匹配的參數誤差低于10%，才能在可靠性系數標準基礎上完成保護動作的處理。

（3）配合原則。為了維持勵磁系統及發變組的保護定值配合的效果，要在發電機從出現矢量勵磁數值一直到失穩狀態的過程中完成數據的測量和記錄，保證機端功率以及阻抗參數能先進入限制低勵磁區域，然后才能進入保護區，維持矢量保護圓的穩定性。

2.2 繞組轉子保護

目前，為了滿足電力系統應用運行的需求，發電機組大型現代化繼電保護裝置中，都會配置繞組轉子保護系統，以便于合理控制過電流保護效果。發變組保護設備的繞組轉子過電流保護也是為了有效提高設備的運行時效性，及時落實停機操作，避免誤動產生的不良影響。與此同時，要充分關注配合效果，結合發熱允許時間定值以及限過反時電流完成操作。

（1）在實際應用中，要想發揮勵磁系統及發變組的保護定值配合的合理性，就要著重計算整定電流保護的發電機轉子數值，配合繞組轉子對電流特征曲線和電流勵磁限制保護措施予以計算分析，從而滿足設計保護要求的規范。一般而言，發電機發熱時間常數要在轉子發電機保護電流發熱時間整定數值以上，并且也要超過保護電流發熱整數的時間常數數值，才能維持配合度。轉子發電機保護過電流的下限整定電流數值要在勵磁系統保護過電流下限整定數值以上，從而維持整定數值和時間限制的平衡性，最大程度上提高勵磁系統及發變組的保護定值配合效果。

（2）要分析轉子發動機上限保護的數值，結合整體數值分析機制，就能全面解讀系統限制器上限電流，從而維持系統保護效果，評估基礎轉子保護效率的同時，確保勵磁系統及發變組的保護定值配合參數能滿足具體應用要求。

2.3 限制過磁

在勵磁系統及發變組的保護定值配合過程中，為了發揮勵磁系統的優勢和發變組保護定值處理的穩定性，就要結合發電機勵磁情況以及相應參數完善操作動作。也就是說，若是出現發電機勵磁現象，對應的勵磁系統限制器具體工作指令和操作環節要在發電機勵磁保護前開展，從而保證最低設置數值的合理性和規范性，最大程度上提高配合效果和穩定程度。例如，針對反時發電機的限過勵磁結構，最低的保護數值為1.11，則對應的勵磁系統限制器應用數值就要在1.11 以下，維護配合度的基礎上，還能提高綜合分析的水平。

另外，要結合特性勵磁曲線分析相應數值，結合勵磁保護特征和限制過勵磁時間動作的具體參數，完成勵磁系統及發變組的保護定值配合算例的分析，維持配合工序的平衡性和安全性，并且滿足勵磁系統應用操作的基礎規范標準，借助勵磁系統及發變組的保護定值配合流程減少運行誤動。

3 結語

總而言之，勵磁系統及發變組的保護定值配合是維持系統常規化穩定運行的關鍵，要結合系統保護配合度完善兩者關系，確保過勵磁保護、轉子保護等都能在規定的參數要求范圍內進行，評估勵磁系統及發變組的保護定值之間的關系，一定程度上減少誤動產生的不良影響，為電力系統可持續健康發展奠定堅實基礎。