勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合分析

丁聰霖

（國家電投集團(tuán)協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224500）

近幾年，發(fā)變組保護(hù)機(jī)制受到了社會各界的廣泛關(guān)注，能在整合自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化配合水平，共同搭建完整的保護(hù)平臺，有效避免停機(jī)動作造成的不良影響，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和安全效益的統(tǒng)一。

1 勵磁系統(tǒng)和發(fā)變組概述

1.1 勵磁系統(tǒng)概述

在常規(guī)化運(yùn)行環(huán)境或者是電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的環(huán)境中，都需要配合發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)限制器，建構(gòu)完整的應(yīng)用模式和控制機(jī)制。一般而言，勵磁系統(tǒng)主要指的就是基于電源的整流裝置，勵磁靜止系統(tǒng)完成能源的供給。一方面，勵磁系統(tǒng)能對發(fā)電機(jī)出口電壓參數(shù)和無功功率參數(shù)予以控制，維持其穩(wěn)定性和運(yùn)行的合理性，并配合發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行處理機(jī)制，打造良好的應(yīng)用環(huán)境。另一方面，勵磁系統(tǒng)憑借其較快的響應(yīng)速度和可靠的運(yùn)行維護(hù)模式，能更好地滿足靜態(tài)應(yīng)用效果，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，最大程度上打造良好的運(yùn)行載體。自并勵勵磁系統(tǒng)無論是暫態(tài)穩(wěn)定性還是運(yùn)行安全性都要高于常規(guī)的勵磁系統(tǒng)，能維持較好的應(yīng)用環(huán)境，并且能更好地處理距離較近的電壓降失衡問題，保證調(diào)節(jié)工序的合理性、穩(wěn)定性和安全性。

1.2 發(fā)變組定值設(shè)置概述

在發(fā)變組定值設(shè)置的過程中，要結(jié)合具體應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)匹配的設(shè)置機(jī)制。

（1）設(shè)置零序補(bǔ)償機(jī)制。在電力變壓器應(yīng)用運(yùn)行過程中，其自身配置的接線組會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，尤其是普通變壓器，扭轉(zhuǎn)角度一般為15 ～30°，為了保證其應(yīng)用效果，就要配合行測繞組，有效對變壓器的扭轉(zhuǎn)角度予以補(bǔ)償處理，維持繼電器運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，三角形接線還能配合電流零序結(jié)構(gòu)，有效消除零序分量造成的影響，打造更加穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。

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

2 勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合方式

在明確勵磁系統(tǒng)和發(fā)變組定值模式的基礎(chǔ)上，就要結(jié)合

實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)配合方案，從而有效打造更加完整的保護(hù)體系，避免勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況對整個電力運(yùn)行環(huán)境產(chǎn)生影響。

2.1 失磁保護(hù)

在實(shí)際應(yīng)用方案中，勵磁系統(tǒng)和發(fā)變組保護(hù)定值的配合模式非常關(guān)鍵，對應(yīng)的失磁保護(hù)和勵磁系統(tǒng)限制器定值配合也是維持應(yīng)用體系穩(wěn)定操作的重點(diǎn)，能最大程度上避免失磁保護(hù)造成的誤動作。在整定環(huán)境中，兩者配合不到位或者是不配合都會出現(xiàn)失磁保護(hù)誤動現(xiàn)象，特別是負(fù)荷參數(shù)較少時，若是勵磁系統(tǒng)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(fā)電機(jī)的進(jìn)相效果產(chǎn)生影響?；诖?，要結(jié)合具體應(yīng)用規(guī)范和要求落實(shí)相應(yīng)的配合模式。

（1）轉(zhuǎn)換坐標(biāo)平面。為了避免失磁保護(hù)產(chǎn)生的誤動，要結(jié)合阻抗類型選取相應(yīng)的配合模式，所謂阻抗類型就是指要在發(fā)電機(jī)機(jī)端平面阻抗位置完成相應(yīng)的計(jì)算分析，處理并整定低勵磁限制靜態(tài)穩(wěn)定性。針對不同的坐標(biāo)體系，要配合關(guān)系完成直觀性分析，將兩者歸屬在統(tǒng)一的平面內(nèi)，從而維持研究效果。例如，汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組，在平面“R-Q”上的表達(dá)方式為其中，Q 和R 表示的是發(fā)動機(jī)運(yùn)行中的有功功率和無功功率，在電壓為U 的系統(tǒng)運(yùn)行時電抗數(shù)值是Xs、同步發(fā)電機(jī)電抗數(shù)值是Xd。若是發(fā)電機(jī)在外圓運(yùn)行，則不能直接進(jìn)行穩(wěn)定性處理，所以勵磁電流會出現(xiàn)限制數(shù)值降低的問題。

（2）整定。結(jié)合發(fā)電機(jī)試驗(yàn)數(shù)值就能分析數(shù)據(jù)曲線關(guān)系，配合低勵磁發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)的曲線關(guān)系，就能得出對比結(jié)論，此時，平移低勵磁曲線限定的定值結(jié)構(gòu)，額定發(fā)電機(jī)無功功率會縮減10%?；诖?，要對發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)阻抗數(shù)值和阻抗系統(tǒng)數(shù)值予以計(jì)量分析。只有保證靜態(tài)系數(shù)的儲存數(shù)值在10%～20%，且匹配的參數(shù)誤差低于10%，才能在可靠性系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上完成保護(hù)動作的處理。

（3）配合原則。為了維持勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合的效果，要在發(fā)電機(jī)從出現(xiàn)矢量勵磁數(shù)值一直到失穩(wěn)狀態(tài)的過程中完成數(shù)據(jù)的測量和記錄，保證機(jī)端功率以及阻抗參數(shù)能先進(jìn)入限制低勵磁區(qū)域，然后才能進(jìn)入保護(hù)區(qū)，維持矢量保護(hù)圓的穩(wěn)定性。

2.2 繞組轉(zhuǎn)子保護(hù)

目前，為了滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行的需求，發(fā)電機(jī)組大型現(xiàn)代化繼電保護(hù)裝置中，都會配置繞組轉(zhuǎn)子保護(hù)系統(tǒng)，以便于合理控制過電流保護(hù)效果。發(fā)變組保護(hù)設(shè)備的繞組轉(zhuǎn)子過電流保護(hù)也是為了有效提高設(shè)備的運(yùn)行時效性，及時落實(shí)停機(jī)操作，避免誤動產(chǎn)生的不良影響。與此同時，要充分關(guān)注配合效果，結(jié)合發(fā)熱允許時間定值以及限過反時電流完成操作。

（1）在實(shí)際應(yīng)用中，要想發(fā)揮勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合的合理性，就要著重計(jì)算整定電流保護(hù)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子數(shù)值，配合繞組轉(zhuǎn)子對電流特征曲線和電流勵磁限制保護(hù)措施予以計(jì)算分析，從而滿足設(shè)計(jì)保護(hù)要求的規(guī)范。一般而言，發(fā)電機(jī)發(fā)熱時間常數(shù)要在轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)保護(hù)電流發(fā)熱時間整定數(shù)值以上，并且也要超過保護(hù)電流發(fā)熱整數(shù)的時間常數(shù)數(shù)值，才能維持配合度。轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)保護(hù)過電流的下限整定電流數(shù)值要在勵磁系統(tǒng)保護(hù)過電流下限整定數(shù)值以上，從而維持整定數(shù)值和時間限制的平衡性，最大程度上提高勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合效果。

（2）要分析轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)上限保護(hù)的數(shù)值，結(jié)合整體數(shù)值分析機(jī)制，就能全面解讀系統(tǒng)限制器上限電流，從而維持系統(tǒng)保護(hù)效果，評估基礎(chǔ)轉(zhuǎn)子保護(hù)效率的同時，確保勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合參數(shù)能滿足具體應(yīng)用要求。

2.3 限制過磁

在勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合過程中，為了發(fā)揮勵磁系統(tǒng)的優(yōu)勢和發(fā)變組保護(hù)定值處理的穩(wěn)定性，就要結(jié)合發(fā)電機(jī)勵磁情況以及相應(yīng)參數(shù)完善操作動作。也就是說，若是出現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵磁現(xiàn)象，對應(yīng)的勵磁系統(tǒng)限制器具體工作指令和操作環(huán)節(jié)要在發(fā)電機(jī)勵磁保護(hù)前開展，從而保證最低設(shè)置數(shù)值的合理性和規(guī)范性，最大程度上提高配合效果和穩(wěn)定程度。例如，針對反時發(fā)電機(jī)的限過勵磁結(jié)構(gòu)，最低的保護(hù)數(shù)值為1.11，則對應(yīng)的勵磁系統(tǒng)限制器應(yīng)用數(shù)值就要在1.11 以下，維護(hù)配合度的基礎(chǔ)上，還能提高綜合分析的水平。

另外，要結(jié)合特性勵磁曲線分析相應(yīng)數(shù)值，結(jié)合勵磁保護(hù)特征和限制過勵磁時間動作的具體參數(shù)，完成勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)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(tǒng)應(yīng)用操作的基礎(chǔ)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，借助勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合流程減少運(yùn)行誤動。

3 結(jié)語

總而言之，勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值配合是維持系統(tǒng)常規(guī)化穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，要結(jié)合系統(tǒng)保護(hù)配合度完善兩者關(guān)系，確保過勵磁保護(hù)、轉(zhuǎn)子保護(hù)等都能在規(guī)定的參數(shù)要求范圍內(nèi)進(jìn)行，評估勵磁系統(tǒng)及發(fā)變組的保護(hù)定值之間的關(guān)系，一定程度上減少誤動產(chǎn)生的不良影響，為電力系統(tǒng)可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。