摘要：现阶段，我国社会经济水平和人们生活水平显著提高，各方面对能源的需求也变得越来越大。社会发展的各个方面都离不开电力的支持，电厂也要求自身的生产能力能够不断提升。而发变组作为电厂必不可少的组成部分，对电厂的发电起着根本性的作用。因此大多数电厂都十分重视对发变组的保护计算，但这个过程中，却也极易将之与励磁系统限制器保护定值的配合忽略掉。从而导致励磁系统限制器一旦发生故障，发变组难以做出相应的保护措施。针对这个问题，本文对励磁系统限制器与发变组保护定值实现更好的配合进行了研究分析。
关键词：励磁系统；发变组；保护定值；配合
引言
励磁系统与发变组保护是发电厂自动化控制系统的两个关键部分，为了确保系统的稳定可靠运行，就必须保证励磁系统与发变组保护的安全运行，如果两者出现配合问题，就可能会对整个发电机组造成严重破坏，从而影响整个电网的稳定可靠性。因此，研究发电厂励磁限制与发变组保护配合问题，有利于降低发电厂事故发生可能性，有利于保障整个电网的供电稳定性。
1励磁系统与发变组保护的基本概念
在整个电力系统过程中，励磁系统具有很重要的基本作用，其不但能够更好地保证发电机的安全稳定性，还能够对电压及运行安全性等方面进行很好地控制。自并励磁系统运行速度快，结构较为简洁，安全性也很高，因此其自身具有维护功能，在系统运行中应用更为广泛。而在电力工程整个系统中，不论是静态还是动态运行中，静态形式的励磁系统的稳定性均较为显著。特别是在整个电网运行过程中，对于普通的励磁系统，其使用安全稳定性更高。励磁系统主要性能特点就是具有很好的限定单元及保护功效，主要是指在电网运行中电压出现不稳定状况时所产生的保护功效，从而避免励磁过高或是过低。此外，对于发变组而言，其具备过激励维护功效和过负荷方面的限定，以及过电压等保护功能。一旦忽略发变组和励磁系统定值配合工作，就会造成整个系统出现异常，从而造成事故。所以，为了能够避免该类情况，需要注重电力系统的安全运行，强化发变组和励磁系统两者之间的定值配合。
2发变组保护与励磁系统配合问题的相关研究
励磁系统限制器与发变组保护定值的配合是电厂发电系统中两个关键性的组成部分。但在实际的发变组保护计算时，大多数电厂往往会忽略励磁系统限制器与发变组保护定值之间的配合，从而导致一旦励磁系统出现异常问题，发变组难以做出相应的反应处理。因此为了防止类似问题的反复出现，本文对励磁系统限制器与发变组保护定值的配合进行了深入的研究分析，并对相关问题进行了讨论。
2.1励磁系统定子过电流限制与发变组定子过负荷保护的配合
励磁系统定子过电流限制与发变组定子过负荷保护的配合的目的：1）为了防止发电机定子绕组因电流过大发热过多，有必要设立定子电流限制以及保护功能；2）为了充分利用发电机转子绕组过负荷能力，需要合理的整定定子电流限制与定子过电流保护值。一般说来，定子过电流限制的过热量要稍大于转子绕组过电流限制的过热量。发电机定子绕组过电流的工况及处理：1）发电机有功增加时，定子电流会增大；2）有功稳定时，发电机滞相无功、进相无功增加时，定子电流都会增大；3）滞相区，定子电流限制动作后，励磁电流将会被减小；进相区，定子电流限制动作后，励磁电流将会被增加；4）为了避免振荡，当发电机无功的电流接趋于0时，这时把闭锁定子电流限制的输出,也就是要设定合适的无功死区。此时合理的操作方式是发信给中控室或DCS从而减少有功负荷。定子电流限制器的的主要功能发挥是在发电机运行功率超过额定有功功率时。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果发电机输出的功率超过了额定有功功率时，发电机容量的主要限制因素就是定子电流限制。励磁系统的定子电流限制功能在参数整定计算时应保证不限制发电机强励功能的正常输出，也不能限制电力系统动态过程中发电机的过负荷能力，在参数整定时，要特别注意定子过电流限制功能在发电机高功率因素运行时的动作稳定性，考虑防止发电机在功率因数接近1时限制动作后发电机无功功率在进相和滞相工况下来回振荡。综合以上分析，有必要设置励磁系统定子过电流限制与发变组定子过负荷保护，且励磁系统定子过电流限制先于发变组过负荷保护动作，当励磁系统定子过电流限制无效时，则由发变组定子过负荷进行保护动作。
2.2电压限定与发变组过电压保护的配合
依照整定的原则，在针对200MW以及大于数值两百的发电机器，它数值的选择应当是1.3倍，它的时间大小为半秒，在发电机器开始灭磁操作。所以发变组平常的情况中往往选择1.3Ue，延时0.5s。励磁系统一般选取1.1Ue为限定的电压值。而1.3Ue则通常被设定为过电压保护的定值，延时一般选择0s。在出现零载量的载运时，出现励磁调控机器出现问题的情况，导致发电机器的电压值增高。一方面要进行限定措施，使电压值稳定在110%Ue左右。如果限定不起作用，那么在电压值升高到130%Ue的情况下，启动超过一定电压值的保护措施，进行灭磁。如果这一步也未能成功，那么在半秒之后，发电机器启动过电压保护措施。为了规避并网之后出现错误，需要确保进行并网之后能够自发调节终止过电压的保护措施，并且将并网后的保护措施定位为发变组的过电压保护。
2.3发变组过励保护与励磁系统限制过励配合
发变组过励保护与励磁系统限制过励相互配合，在发电机出现过励磁的情现象的时候，励磁系统的限制器要在发电机出现过励磁保护之前就开始动作。并且过励磁的限制倍数要比限过励磁反时保护的最低值低。例如：当发电机限过励磁保护的最低保护数值设置为1.08时，励磁系统限制器的数值最好设置在1.06。遵循这一原则设置数值，在掌握了励磁保护特点和限制过励磁时间动作表的基础上，再根据制造发电机厂提供的相应的允许发电机通过的特性励磁曲线，就可以进行相应的配合算例。在配合过程中，还应该遵循以下的原则：发电机的过励磁保护应与AVR中的过励磁限制配合，当发电机过励磁时，AVR的过励磁限制应该在发电机的过励磁保护动作之前起作用，此时可以确定为AVR的过励磁限制倍数应比反时限过励磁保护中设置的最低值更小。
结语
综合分析，励磁系统限制器和发变组作为发电机系统中最为关键的两个重要组成部分，要想能够有一个紧密的配合，从而保证发电机系统的的正常运行，就需要对二者之间保护定值的配合具有充分的认识和考虑。相对而言，这是一个十分繁琐的过程，它不仅要求发电厂的工作人员对二者的运行原理有一个充分的认识，还要对与之相关的其他部件之间有一个充分的了解。本文对励磁系统限制器与发变组保护定值的配合进行深入的研究和分析，寻找出发电机失磁保护、发电机绕组转子保护等与励磁系统限制器之间的关系，从而希望能为发电厂工作人员对二者保护定值的配合提供宝贵的建议。
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论文作者:姬晓波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/30