摘要：维护电力系统的正常运转是电力公司的主要工作，一旦电力系统出现故障势必会影响到电力公司的正常供电，给人们的生产生活带来不利影响，给电力公司造成巨大的经济损失，所以做好发电机的保护工作是保证电力系统正常运转的重要工作。在电力系统工作过程中可能会因为出现误动影响到发电机的保护，通过加强发电机保护控制的协调性能够有效地维护电力系统的正常工作。因此，本文对发电机保护的相关技术问题进行分析。
关键词：发电机保护；电子技术；相关问题
发电机组设备是发电厂中最重要的电能生产载体，发电机是承担整个发电厂的动力能源开发与供应的基础保障。随着发电机机组容量的不断研发，发电机系统的稳定可靠性能，极大程度的影响着发电厂的安全经济运行。新形势下，运用科学的管理技术和保护手段，针对发电厂的发电机设备进行护理，是现代电力企业正常运行的必要手段。
1发电机保护的重要性
近年来，因发电机故障而导致的停电事件时有发生，在主要电力系统振荡期间，发动机的相关保护机制可能会因为误判而产生错误的操作，因此加强发电机的保护和控制协调就非常重要。
发电机组是电力系统中的重要组成部分，其造价昂贵、结构复杂。发电机的正常安全运行，对电力系统的安全、稳定运行起着极为重要的作用，一旦发生故障，对电网的冲击较大，损坏是不可逆的，而且经济损失很大，修复时间较长。由于发电机组的结构复杂，为了保证当发生各种故障时，保护装置都能正确、可靠地动作，其保护的原理也较为复杂。
在40余年的时间里，继电保护完成了从电磁式到晶体管式，再到集成电路式向微机式保护的发展。目前微机保护已经在发电机保护领域得到了广泛的应用。微机保护装置的优点在于其快速性、灵敏性，而且能够完成传统保护装置难以实现的功能。主要表现在：
程序可以实现自适应性，可依系统运行状态而自动改变整定值和特性；有可存取的存储器，在现场可灵活地改变继电器特性，用数学方程方法较之用继电器元件特性方法可以使保护性能得到更大的改进，保护性能稳定，一般不会随着使用的时间而改变特性，保护动作值的准确性也非常高；有自检的能力，当装置发生故障时，能发出报警信号，同时闭锁保护装置，保证装置不会误动；可与计算机系统交换信息，便于实现电厂、电站的信息采集与远程控制。
2发电机保护的相关技术问题分析
2.1调速器控制及低频协调
首先，调速器的主要作用是用于减小某些机器非周期性速度波动的自动调节装置，维持发电机的运转速度与负荷的分配。调速器是用来保持转速稳定的。在负载变化的过程中，它的转速是会相应发生变化的。如果转速降低的时候，调速器如果不调节的话，发电机会慢慢的停止工作；而当转速升高时，调速器没有设定到一定值时，发电机最终将无法承受过大的离心力而损坏。由此可见调速器的作用就是保持发电机的转速稳定。当机组转速与发电机设定的值出现偏差时，调速器能做出相应的调节，同时又必须有一经常作用的恢复力使调速器恢复初始状态。发电机的调速器在很大程度上保护发电机由于电压或电流不稳定时所发生的故障。
其次，频率降低时，电动机的转速也会跟着持续降低，如果没有及时处理将导致发电机停止工作的现象。有时频率过低会影响产品质量或者产品效益。频率低，致使转子线圈的温度增加，否则就得降低出力。有时会破坏发电机自身的冷却能力，因转子的转速降低导致冷却发电机的两端的风扇鼓进的风量降低。调速器控制的重要意义在于可以控制频率，是频率在给定值的范围内。
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2.2励磁保护和系统稳定
提供磁场能是发电机励磁系统的主要功能，这样可以为发电机和电力系统的同步性提供保障，发电子绕组使用的直流电可以从励磁系统中直接获取。当前直流转换变压器是励磁系统直流电主要的来源，发电机的出口与这个变压器连接在一起。电势是在交流电转化为直流电时产生的，这样可以启动变压器。在发电机同步的维护和发电机在无功功率的吸收或输出方面励磁系统的作用都是非常重要的。实际上许多连锁反应会出现在励磁电流的突变中，如无功功率突然变高，会提高工作电压；反之如果降低工作电压，各种不同步的现象可能会出现。如果发电机与电力系统具有很小的联系，同时对其它出口的电压也没有控制，这时加大电流可能会升高发电机出口的电压。自动电压调节是发电机控制电压主要使用的方式，在这种方式中，励磁系统在对电力系统无功功率的吸收和输出中，会在正常的范围内保持电压，而励磁控制是发电机主要的保护者，其通过对发电机允许的状况进行排除，从而对发电机系统中产生的不稳定运行合理的控制，进而可以为发电机的正常运行提供有利的保障。
2.3发电机静态稳定性
发电机静态稳定性会在某些情况下受到一定的影响，例如：线路在电厂输电到负荷中心之间过少，当远端发电厂和负荷中心这两个电压向量之间的夹角达到90b或以上时，系统间会降低传输的电能可能性，震荡也会出现在电力系统中，并可能有几个孤网被解列。如果故障导致发电厂或者负荷中心之间的线路断开，两点之间的电抗就会增加到一个能够提供传输却不能维持同步的最大电能点。发电机一系列的不同部会在震荡的状态下因刺激的跳动而引起。负荷中心同远端的电厂之间的输电线路的电抗会因系统间的断路而增加，这就导致同时出现电势衰减、与静态稳定、不稳定等种种现象。
2.4失磁保护
发电机的各个系统和部件之间必须相互协调才能发挥出发电机的保护作用，在发电机工作的过程中应该保证失磁保护与发电机的容量、静态稳定性等之间相互协调。为了避免发电系统出现高电压的情况，发电机需要在欠励的情况下运转，同时还应该从发电系统中吸收无功功率。发电机通过吸收无功功率来实现调节电压的作用，吸收情况具体体现在发电机容量的曲线中。为了保护发电机能够可持续运行，就必须保证发电机的欠励设置在发电机容量曲线中。对于同步发电机来说，如果出现失磁现象就会导致其电力设备损坏，所以工作人员应该定期对发电机进行检查，及早发现失磁现象。如果没有及时发现失磁现象就会导致发电设备消耗大量的功率，并对整个电力系统造成巨大损害。通过大量的查看经验，造成发电机失磁现象的原因有很多，例如，供给发电机磁场绕组出现直流供电短路、磁场绕组短路等等。当发电机出现失磁现象之后，使得无功电流瞬间通过发电机，造成定子绕组的电流过大，继而引发相应的设备故障。目前检测发电机失磁现象的设备主要是阻抗继电器，通过观察电机出口的电压情况来判断发电机是否存在故障。此外，工作人员还需要注意到输电线路是否出现短路以及在瞬变后的阻抗轨道是否回转到失磁的继电器阻抗特性的区域中。失磁保护在发电机保护中经常出现，应该引起足够的重视。
结束语：
综上所述，发电机在电力系统中扮演着重要作用，相当于人体的心脏功能。在各个因素中需要良好的协调，比如我们文章所列的四点因素。发电机的继电保护不仅要在保护上加强研究，同时更应注意到保护与控制间的统一协调。尤其是大型电力系统发生震荡时，保持电力系统的稳定运行是一切研究的根本目的。
参考文献：
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[3]刘松，何超.发电机保护的相关问题探讨[J].电子技术与软件工程.2015（05）
论文作者:陈亮亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/21
标签：发电机论文; 调速器论文; 电力系统论文; 电压论文; 系统论文; 转速论文; 现象论文; 《电力设备》2018年第28期论文;