发变组保护与励磁系统配合问题分析

柳军

摘要：发电机励磁系统具有完善的励磁电流、发电机电压和发电机过励等限制措施。而发变组保护主要包括励磁绕组过负荷以及发电机过电压等。为确保机组正常运行，需要对励磁调节器以及发变组的参数进行优化，最终实现完美的配合。本文首先介绍了励磁系统与发变组保护的基本概念，并对发变组保护与励磁系统配合问题进行了分析。通过优化这两者间的配合，可以确保机组处于良好的运行状态。

关键词：发变组；励磁系统；配合

引言

在发变组保护装置中，自动控制系统是一个非常重要的系统，励磁系统和发变组保护又在自动控制系统中发挥着重要的作用，是两个最重要的核心系统，要想使整个系统发挥良好的作用，就一定要确保励磁系统和发变组保护的安全运行，如果其发生了一定的障碍或者配合问题，就会对机组本身造成重大的损坏，使整个电网运行的安全性得不到保障。所以，对励磁系统限制器与发变组保护定值配合关系进行判定，能有效地降低事故发生的概率，维护电网安全运行。

1励磁系统与发变组保护的基本概念

在电力系统中，发电机励磁系统即励磁调节器（AVR）具有极其重要的作用，它可以有效提升发电机的稳定性，它的核心作用是针对运行稳定性、电压与功率方面的控制。然而对于自并励励磁这一体系而言，由于它自我运行的反应迅速，并且安全可靠性高，其自身结构简洁，所以具有容易维修保护的功能，因此得到广泛应用。静态励磁系统在针对电力系统上具有非常好的功能，因为无论是对于其动态方面，还是对于其静态方面，其稳定性都非常好。尤其是针对全网运行这种情况，相对于常规款励磁，其稳定性能尤为占优势。励磁系统关于其工作性能方面，其具备良好的保护与限定单元，其中主要指的是对于电压不稳定时的保护与避免励磁过高或过低等等。但是，针对发变组，它的保护装置有所不同。一方面，其具有过激励方面的维护性能，具有过负荷限定与过电压等各个方面的保护。如果忽略励磁系统限制器和发变组保护数值的配合问题，就会使得当励磁系统发生异常情况时发变组将会马上出现故障。为了避免此情况，维持电力系统正常运行，励磁系统限制器和发变组保护定值需进行配合。

2发变组保护与励磁系统的配合问题

2.1发变组过励保护与励磁系统限制过励的配合

在发电机出现过励磁的情况下，首先，系统必须在发电机进行一系列保护行为之前产生限定措施。并且与此同时，它的限定数值必须远远小于限定过励磁反时限保护的最小值。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。根据这一原则，再根据限制过励磁时间动作表以及发电机厂家提供的特性励磁曲线，即可以进行配合算例。在进行相应的匹配操作时，还要特别强调一点就是过励磁的维护与限定之间的相互匹配。不单单是要强调发电机的保护方面，还要强调的是AVR方面的限定。在发电机出现过励磁的情况下，AVR其相应的限定措施必须早于发电机启动的保护措施。与此同时，就能够确保过励磁在AVR的限定数值方面远远小于保护时的最低数值。

2.2励磁系统限制器过电流与绕组转子保护过电流的配合

转子发电机保护过电流的发热时间，其应该比发电机发热时间更小或者与之相等，并且其发电机发热时间要大于励磁系统限制的励磁保护电流发热时间。当发电机在进行电流保护动作时，限定其整定的电流数值需要更大，相对于励磁体系中的规定数值。此外，不单单是要强调励磁系统限制电流数值。必须将各系统限定的电流值确保一致。在保护电流的最大数值上，针对于转子发电机，其数值上的要求，需要比励磁系统更高。配合原则对于电流的保护至关重要。因此不论是针对发电机绕组转子进行过电流的保护而言，还是针对励磁系统限制器而言，这一原则都需要得到充分重视。此外，在部分情况下必须进行相应计算。例如在进行过电流保护的计算这一情况下，必须将电机转子和AVR结合起来。并且还要加以转子绕组能够确保过电流特性曲线的前提条件下，通过相应的计算来配合。第一点，在互相配合的运行操作中，针对发电机转子过电流保护的最低值而言，要保证电流整定的数值足够高。这一高度必须大于AVR相应数值。第二点，要保证针对于发电机的核定发热时间长度。它需要相对于转子而言的发热时间相对更高，但是它的数值相对于AVR而言更大，这是针对于励磁过电流保护的操作上。更进一步探究，在AVR励磁系统中，这一数值相对较高的是过电流保护的数值，而不是限制的数值。此外，在配合的操作运行时，还有着小数值的原则。一方面是对励磁过电流的最大数值而言，AVR限制数值明显小于保护数值。并且，在过电流保护这一方面，针对最大动作的电流整定值而已，AVR比转子的数值要更小。相反，在限制方面，AVR励磁过电流明显的占有更小的值。但是进行配合原则时，我们还必须强调一个定值，这是针对过电流保护而言的最大运作时间的值。在这一个值上，AVR比发电机转子相对较低。

2.3发电机失磁保护与励磁系统限制器的配合

励磁系统限制器和发电机失磁保护之间的联系非常紧密，这两个系统之间要相互配合好才能发挥保护作用。为了避免失磁保护出现失误的情况，这两组定值一定要合理科学配合。但是在实际的操作过程中，在整定的状况下没有充分地考虑发电机失磁保护与励磁系统限制器之间的配合，存在着不合理的配合情况时，最终造成失磁保护误动。当机组负荷较低时，引起失磁保护误动的概率大大增加。

2.3.1发电机失磁保护和励磁系统限制器配合的一般原则

失磁保护是指发电机出现失磁现象以后，系统的测量机端阻抗进入异步圆的情况，其中减出力和厂用电间的切换是最主要的动作发生形式。当低励限制作用发挥时，励磁电流就会比之前降低，当这个电流值达到限制值增加和降低时励磁电流处的励磁电流值，运行机组的极限值就会比静稳时的极限值更小。而通过确保发电机失磁保护和励磁系统限制器配合，就可以避免这种情况的发生。发电机失磁保护和励磁系统限制器配合需要遵循一定的原则，发电机从失磁转变成失稳时，测量机端的阻抗和功率都会变到限制低励区的范围之内，从而得到失磁保护圆。

2.3.2发电机失磁保护和励磁系统限制器整定

对发电机进行反复的试验，就会得到很多进相数据，可以将这些数据制作成为一条曲线，同时结合低励发电机限制的数据绘制出另外的曲线。将低励曲线的限制定制向下平移，大约10%的额定发电机处于无功的状态。将静态系统的储备数值主要控制在10%～20%之间，参照误差在5%～10%之间，设置可靠的系数标准数值，在这种情况下就可以得到相应的失磁曲线发电机边界静稳圆曲线，低励限制比失磁低励保护动作更低。

2.3.3转换为同一坐标平面

根据极限圆的静态稳定综合无功储备情况，进行相应的整定，这是励磁系统限制器低励限制部分工作的基础。如果两者不是处于一个坐标系内，就不能直观性地对其配合关系进行分析，所以，在确定两者间的配合关系时，需要将两者放在同一个坐标系中进行研究。

3结语

综上所述，发变组织与励磁系统是发电机系统中两个比较重要的组成部分。在工作时，要充分地考虑两者间的关系，在定值和参数设定方面要求其具有良好的配合功能，使得励磁系统限制与发变组织的保护功能得到充分地发挥，确保其能稳定的运行保障机组和电网的安全。

参考文献：

［1］孙引魁，何志豪，张勇.发电厂励磁限制与发变组保护配合分析［J］.科教导刊：上旬刊，2015（11）：154-156.