一种失磁保护原理
失磁保护的原理接线
失磁保护的原理接线失磁保护是对电动机电气系统的一种重要保护措施。
它主要通过在电动机控制电路中引入失磁保护回路来实现，以预防电动机在运行中突然失去励磁而导致的危险情况发生。
下面将详细介绍失磁保护的原理接线。
失磁保护的原理接线主要包括电动机接线、失磁保护继电器接线和电源接线三个方面。
首先是电动机的接线。
电动机的输入电源通常由三个相位组成，分别是A、B、C相。
失磁保护的实现需要将电动机的A相和B相分别连接到失磁保护继电器的A1和B1两个触点上，而电动机的C相直接接地。
这样，在电动机运行时，如果发生失磁故障，电动机的A相和B相电流会减小，导致失磁保护继电器触点分开，从而触发动作。
其次是失磁保护继电器的接线。
失磁保护继电器通常具有一个控制电压输入端（Coil）、一个静态触点、一个恢复继电器和一个动作指示灯。
控制电压输入端连接到供电电源的正负极，静态触点则连接到电动机的A相和B相。
恢复继电器则与失磁保护继电器的静态触点并联，用于接通和断开电动机的工作电源。
动作指示灯则根据失磁保护继电器的状态进行显示。
最后是电源的接线。
为了确保电动机正常运行，电源需要通过一个断路器或保险丝来对电路进行过载和短路保护。
同时，还可以通过一个应急开关（EmergencyStop）来紧急断开电动机的电源。
总结起来，失磁保护的原理接线主要包括电动机接线、失磁保护继电器接线和电源接线。
通过将电动机的A相和B相分别连接到失磁保护继电器的A1和B1两个触点上，以及保证电源的过载和短路保护，可以有效地实现失磁保护的功能。
失磁保护的实现可以有效地预防电动机因失去励磁而带来的危险情况，提高电动机的安全性和可靠性。
发电机失磁保护
发电机失磁保护本文主要介绍发电机失磁产生的影响、发电机失步爱护、发电机逆功率爱护以及发电机过电压爱护。
一、发电机失磁产生的影响需要从电网中汲取很大的无功功率以建立发电机的磁场，所需无功功率的大小主要取决于发电机的参数以及实际运行的转差率。
由于从电力系统中汲取无功功率将可能引起电力系统电压下降，假如电力系统的容量较小或无功功率的储备不足，可能使失磁发电机的机端电压、升压变压器高压侧的母线电压或其它邻近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。
由于失磁发电机汲取了大量的无功功率，因此为了防止其定子绕组的过电流，发电机所能发出的有功功率将较同步运行时有不同程度的降低，汲取的无功功率越大，则降低越多。
失磁后发电机的转速超过同步转速，因此，在转子励磁回路中将产生差频电流，因而形成附加损耗，使发电机转子和励磁回路过热。
明显，当转差率越大时，所引起的过热也越严峻。
失磁后会引起发电机组的振动，凸极机振动更厉害。
二、发电机失步爱护这部分主要介绍什么是发电机失步爱护、失步爱护要求、失步爱护构成原理和出口方式。
定义：当系统受到大的扰动后，发电机或发电机群可能与系统不能保持同步运行，即发生不稳定振荡，称失步。
失步爱护要求：①失步爱护装置应能鉴别短路故障和不稳定振荡，发生短路故障时，失步爱护装置不应动作。
②失步爱护装置应能尽快检出失步故障，通常要求失步爱护装置在振荡的第一个振荡周期内能够检出失步故障。
③检出失步故障实行跳闸时，从断路器本身的性能动身，不应在发电机电动势与系统电动势夹角为180°时跳闸。
④失步爱护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定振荡(通常发电机电动势与系统电动势间相角摆开最大不超过120°时为稳定振荡，即是可恢复同步的振荡)，在稳定振荡的状况下，失步爱护不应误动作。
失步爱护构成原理：利用两个阻抗继电器先后动作挨次反应发电机机端测量阻抗的变化。
出口方式：推断为减速失步时，发减速脉冲；推断为加速失步时，发加速脉冲；经过处理仍旧处于失步状态时，就动作于解列灭磁。
发电机失磁保护的原理及调试方法
发电机失磁保护的原理及调试方法摘要:本文概述了60MW发电机失磁保护的原理及保护装置的调试方法。
[关键词]发电机失磁保护原理调试方法前言：东莞中电热电厂I期工程2×180MW机组,汽轮发电机采用无刷交流励磁机系统。
实践表明它容易产生失磁故障。
发电机失磁后，转入异步运行要从系统吸收大量的无功功率，如系统无功储备不足将引起系统电压下降，甚至造成电压崩溃，从而瓦解整个系统。
由于发电机从电网中大量吸收无功功率，影响并限制了发电机送出的有功功率。
失磁后，发电机转入低滑差异步运行，在转子及励磁回路中将产生脉动电流，因而增加了附加损耗，使转子和励磁回路发热。
因此，为了保证发电机安全运行增设了失磁阻抗保护。
该保护以机端视在阻抗反映低励失磁故障，不需引入转子电压（无刷励磁的发电机）。
根据失磁过程中的机端阻抗的变化轨迹，采用阻抗原理的保护作为发电机的低励或失磁故障保护，反映发电机励磁回路的部分失磁（低励）和全部失磁。
1.保护原理:1.1发电机发生低励，失磁故障后，总是先通过静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
根据这一原理，失磁保护由两个阻抗圆构成，一个为静稳边界阻抗圆，另一个为稳态异步边界阻抗圆。
失磁保护的阻抗继电器将位于阻抗平面的第三，第四象限，阻抗特性圆圆心在-X轴上，两个圆相切于-Xd。
特性曲线如图：1.2静稳阻抗圆通过+X轴的联系阻抗Xst和-X轴的-Xd，为防止非低励失磁工况下误动作，静稳阻抗圆只取图中实线的区域，消除第一，第二象限的动作区。
静稳阻抗圆动作后，经较长时间t1动作于信号。
1.3稳态异步阻抗圆的大小和位置是发电机的暂态电抗X’d和同步电抗Xd为基准的。
异步阻抗圆动作后，如果此时是单机与系统并列运行，系统无功储备又不足时，将会严重危害系统电压安全，系统电压下降，故此需引入系统三相同时低电压判据，Z2和三相同时低电压经“与”逻辑后，经短延时t3动作停机。
若多机运行，系统无功储备丰富，系统电压受影响不大，电压下降不多时，此时阻抗Z2动作经较长延时t2出口停机。
起重机行走电动机失磁保护原理-概述说明以及解释
起重机行走电动机失磁保护原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述起重机行走电动机是起重机运行中重要的组成部分之一。
然而，在使用过程中，往往会遇到起重机行走电动机失磁的问题，这将造成机器无法正常运行，给工作带来不便和延误。
为了解决这一问题，失磁保护原理应运而生。
失磁保护原理是一种防止起重机行走电动机失去磁力的机制。
当电动机失磁时，意味着电动机的励磁系统无法产生足够的磁场来继续工作。
这将导致电动机无法正常运转，从而影响起重机的行走功能。
失磁保护原理的关键在于提供足够的电流来维持电动机的磁场。
一旦检测到电动机失磁，保护装置会立即通过电路系统向电动机供给额外的励磁电流，以重新建立磁场，使电动机恢复正常工作状态。
这种保护原理的设计基于对电动机特性的深入研究和理解。
通过合理的电路设计和控制策略，失磁保护装置可以有效地防止电动机失去磁力，从而保证起重机的正常运行。
总之，起重机行走电动机失磁保护原理是一种重要的技术手段，它能够有效地解决起重机行走电动机失磁问题，提高设备的可靠性和运行效率。
在未来的发展中，可以进一步优化失磁保护原理，提高其响应速度和稳定性，以满足不断变化的工程需求。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是：本文将按照以下方式进行讨论。
首先，在引言部分，将概述起重机行走电动机失磁保护原理的重要性和目的。
接下来，在正文部分，将详细介绍起重机行走电动机失磁问题以及失磁保护原理的背景和原理。
最后，在结论部分，将总结起重机行走电动机失磁保护原理的重要性，并展望未来的发展方向。
通过这样的文章结构，读者将能够全面了解起重机行走电动机失磁保护原理的相关知识，并对未来的发展方向有所认识。
1.3 目的本文的目的是探讨起重机行走电动机失磁保护原理，旨在解决起重机行走电动机失磁问题。
通过研究和分析失磁保护原理，我们可以深入了解失磁问题的根源，并提供一种有效的解决方案，以确保起重机行走电动机的正常运行。
首先，我们将针对起重机行走电动机失磁问题进行详细的概述和分析，了解其可能产生的原因和可能造成的影响。
浅谈发电机失磁保护
浅谈发电机失磁保护摘要：发电机失磁时会对发电机和电力系统产生巨大危害；本文分析了发电机失磁时对系统和发电机本身所产生的危害，介绍了发电机失磁保护的原理，使我们对发电机失磁及失磁保护有了一个系统的了解，为深入研究发电机失磁保护提供一定的帮助。
关键词：发电机；失磁保护；危害1发电机失磁的危害发电机失磁是指正常运行的发电机励磁电流全部或部分消失的现象。
引起发电机失磁原因有：励磁机故障、灭磁开关误跳闸、转子绕组以及转子回路发生故障、运行人员误操作、半导体励磁系统中某些元件的损坏等等。
失磁是发电机常见故障形式之一，特别是大型发电机组，由于励磁系统环节较多，因而也增加了发生失磁的机率。
发电机发生失磁以后，励磁电流将逐渐衰减至零，发电机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而不断减小，电磁转矩将小于原动机的转矩，因而使转子加速，导致发电机功角增大。
当发电机功角超过静稳极限角时，发电机将会与电力系统失去同步。
发电机失磁后将从系统中吸取一定的感性无功，转子会出现转差，在定子绕组中感应电势，并且定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，而无功功率反向并不断增大，在转子上会有差频电流产生，整个系统的电压可能会下降，某些电源支路也会产生过电流，发电机的各个电气量不断摆动，严重威胁发电机和整个电力系统的安全稳定运行。
1.1 失磁对电力系统的危害，主要表现在以下几个方面（1）低励或失磁的发电机，从系统中吸收无功功率，引起系统电压下降，如果电力系统中无功功率储备不足，将使电力系统中邻近的某些点电压低于允许值，破坏负荷与各电源间的稳定运行，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。
（2）当一台发电机发生低励或失磁后，由于电压下降，电力系统中的其他发电机，在自动调整励磁装置的作用下，将增加其无功功率输出，从而使这些发电机、输出变压器或线路过电流，其后备保护(过电流保护)可能动作而跳闸，使故障范围扩大。
（3）一台发电机低励或失磁后，由于该发电机有功功率的摆动，以及系统电压的下降，可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间，或电力系统的各部分之间失步，使系统产生振荡甩掉大量负荷。
发电机失磁保护实验
实验五 发电机失磁保护一、实验目的1. 理解失磁保护的动作原理；2. 掌握失磁保护的逻辑组态。
二、实验原理发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，从而导致发电机与系统间失步，对机组本身及电力系统的安全造成重大危害。
因此大、中型机组要装设失磁保护。
对机端有单独断路器，较小容量的机组，失磁保护采用静稳阻抗发信号，异步阻抗出口跳机端断路器的保护方案，直接针对发电机运行情况减少异常运行时对外部系统的影响，保护带TV 断线闭锁。
(1) 失磁静稳阻抗a. 静稳边界阻抗主判据阻抗扇形圆动作判据匹配发电机静稳边界圆，采用0 接线方式(ab .U、ab .I )，动作特性见图2-2所示，发电机失磁后，机端测量阻抗轨迹由图中第I 象限随时间进入第Ⅳ象限，达静稳边界附近进入圆内。
静稳边界阻抗判据满足后，至少延时1s ～1.5s 发失磁信号、压出力或跳闸，延时1s ～1.5s 的原因是躲开系统振荡。
扇形与R 轴的夹角10 ～15 为了躲开发电机出口经过渡电阻的相间短路，以及躲开发电机正常进相运行。
需指出，发电机产品说明书中所刊载的xd值是铭牌值，用“xd(铭牌)”符号表示，它是非饱和值，它是发电机制造厂家以机端三相短路但短路电流小于额定电流的情况下试验取得的，误差大，计算定值时应注意。
b. 稳态异步边界阻抗判据发电机发生凡是能导致失步的失磁后，总是先到达静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
该判据的动作圆为下抛圆，它匹配发电机的稳态异步边界圆。
保护方案的特点是：全失磁或部分失磁失步，Z1<动作，经t1=1s~1.5s延时发失磁信号，尚不跳闸，允许失磁发电机较长时间运行继续向系统输出一定有功，Z2<动作后经长延时t2=1s~300s跳闸。
框图中，虽然Z2<经t2延时单独跳闸，但不会发生因整定误差而在正常进相运行时误跳，因Z2<动作圆小，启动电流取0.3A。
t1出口发失磁信号，t2动作后作用于跳闸。
发电机失磁保护原理
发电机失磁保护原理
发电机失磁保护原理是指当发电机磁场消失或降低时，保护装置将自动切断发电机与电网之间的连接，以防止发电机损坏。
发电机的磁场是由励磁系统提供的，一般由励磁电源和励磁绕组组成。
当发电机工作时，励磁电源通过励磁绕组产生磁场，进而激励转子产生电压。
如果由于某种原因导致励磁电源故障或励磁绕组开路，励磁电流就会中断，发电机的磁场将会消失或降低。
失磁保护装置通常是安装在励磁绕组回路中的保护继电器。
当励磁电流异常或中断时，保护继电器会检测到这种变化，并立即发出信号。
该信号可以用来切断发电机与电网之间的连接，或者触发其他措施，例如启动备用电源。
失磁保护装置的原理是基于励磁电流的监测。
一般来说，励磁电流应该维持在一个合适的范围内，如果励磁电流异常高或低，就说明励磁系统可能存在问题。
保护继电器会对励磁电流进行检测，一旦检测到异常情况，就会触发相应的保护措施。
失磁保护是发电机保护中的重要一环，可以有效地防止发电机在失去磁场的情况下继续工作，并保护发电机不受损坏。
它在发电厂、电力系统中应用广泛，提高了发电机的安全性和可靠性。
发电机失磁(逆无功)
发电机失磁保护（逆无功原理）一、保护原理发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志，是逆无功和定子过电流同时出）。
失磁的危害判据有现。
逆无功原理的失磁保护主判据是逆无功（-Q）和定子过电流（I＞系统低电压（Us＜）和机端低电压（Ug＜），用来判别发电机失磁对系统及对厂用电的影响。
另外，为减少发电机失磁运行时的危害程度，采用发电机有功功率判据（P＞）。
减有功图一发电机逆无功原理失磁保护逻辑图二、一般信息2. 1 输入TA/TV定义注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。
2.6投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视点击进入发电机逆无功原理式失磁保护监视界面，可监视保护定值，有功功率、无功功率、发电机机端电压、系统低电压等有关信息。
三、保护动作整定值测试3.1逆无功定值测试外加三相电流和三相电压，满足过有功和过负荷条件，通过改变电流和电压的夹角来改变无功达动作值使保护出口。
记录数据。
3.2 有功功率定值测试外加三相电流和三相电压，满足逆无功和过负荷条件，增大电流达有功功率动作值使保护出口。
记录数据。
3.3 高压侧低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时，在高压侧电压输入端子CA相加电压，改变电压幅值，使t3出口灯亮。
记录数据。
3.4 机端低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时，改变机端三相电压幅值，使t2出口灯亮。
记录数据。
3.5 过负荷电流定值测试在满足逆无功和过有功功率条件的同时，增大电流达过负荷定值使t1出口灯亮。
记录数据。
3.6 过电流定值测试在满足逆无功和机端低电压条件的同时，增大电流达过电流定值使t2出口灯亮。
记录数据。
3.7 负序电压定值测试降低逆无功、过负荷、过电流及有功功率定值，同时提高低电压定值，外加三相电流和三相电压，在满足保护动作条件并有出口灯亮时，改变某一相电压幅值使负序电压计算值达整定值使保护出口灯熄灭。
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一种失磁保护原理88第31卷第22期2019年11月25日Vol. 31 No. 22Nov. 25, 2019同步发电机失磁保护的改进方案林莉1, 牟道槐1, 孙才新1, 马超2, 成涛3(1. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆市400044)(2. 重庆市电力公司调度通信中心, 重庆市400014; 3. 重庆市电力公司北碚供电局, 重庆市400700)摘要:在电力系统继电保护中, 同步发电机失磁保护是最为重要的保护之一。
励磁故障涉及发电机的大干扰稳定性, 也是一个较为复杂并难以解决的问题。
目前所用的励磁保护的动作效果并不理想, 尚需进一步改进。
分析了目前所用的3种励磁保护判据存在的不足, 指出这些保护判据或基于小干扰稳定性原理而未考虑发电机动态功角特性的严重变形, 或未考虑发电机完全失磁后的测量阻抗与正常励磁下扰动后的测量阻抗具有较大的公共区间, 从而可能使保护误动或拒动。
基于对同步发电机失磁后动态行为的仿真分析, 提出了同步发电机失磁保护的改进方案, 通过直接测量功率角判断同步发电机的失磁故障, 提出了其整定条件和计算方法。
仿真计算证明该方案能可靠、快速地反映各种励磁故障, 动作稳定且整定灵活、方便。
关键词:同步发电机; 励磁系统; 失磁保护; ; 中图分类号:TM614; TM7720 引言磁, , 。
统计数据表明, 励磁故障约占发电机总故障的60%以上[122]。
因此, 更深入地研究发电机励磁故障特征, 提高发电机励磁保护与控制水平, 对保证机组本身和电力系统的安全稳定具有十分重要的学术意义与工程实用价值。
在电力系统继电保护中, 发电机失磁保护是最为重要、复杂的保护。
目前, 以定子回路参数特征为判据的失磁保护通常在阻抗平面上实现, 用机端测量阻抗来反映励磁故障仍是当前同步发电机失磁保护的主流, 具体可反映励磁故障后出现的如下3种状态:①发电机大量吸收无功; ②功率角越过静稳定边界; ③发电机进入稳定的无励磁运行状态, 机端测量阻抗的轨迹进入异步边界。
由此可鉴别发电机是否失磁。
目前, 大容量发电机失磁保护判据有3种[228]:①静稳极限阻抗圆判据; ②静稳极限有功与最小励磁电压关系判据; ③异步边界阻抗圆判据。
本文通过对励磁故障后发电机端的相关参数的变化进行仿真计算分析后发现, 这些判据都存在一些不足。
现行发电机失磁保护的阻抗分析, 其实质也在于反映功率角和转差率的变化。
这种间接测量功率角和转差率的方法使保护的灵活性下降, 受到很多限制。
收稿日期:2019203222; 修回日期:2019207201。
, 励磁故障后发电机的行为是一个十分复杂的过程。
采用直接测量功率角的发电机失磁保护, 其优势不仅在于将间接测量改为直接测量, 而且是按稳定性原理, 在分析励磁部分消失或完全消失后发电机的行为特征基础上, 提出灵活的保护与控制策略, 因而可使发电机失磁保护更加完善。
1 同步发电机现行失磁保护判据分析1. 1 由等无功阻抗圆表达的静稳定边界判据此判据用于隐极发电机, 以临界功率角δcr =π/2为条件, 得到发电机静稳定阻抗边界见图1[1]。
图中:Z G 为临界状态下发电机端测量阻抗; φS 为临界状态下等效无穷大系统母线处的功率因数角; X t 为输电网络的等效电抗; X d 为发电机的同步电抗。
图1 静稳极限阻抗圆Fig. 1 Imped ance circle at the static stability limit・研制与开发・林莉, 等同步发电机失磁保护的改进方案89实际上, 由于汽轮发电机具有很强的产生异步功率的能力, 特别是对于大容量机组, 在1%转差率之内, 异步功率即可达到发电机的额定功率[9], 因此, 这种忽略了异步功率的判据存在相当大的误差。
附录A 给出了汽轮发电机失磁后动态功角特性的仿真计算结果。
仿真分析表明, 励磁衰减和异步功率的出现使发电机的动态功角特性已完全不是正弦曲线, 临界功率角已显著向前移动。
1. 2 由励磁电压与有功的函数关系表达的静稳定边界判据凸极同步发电机发出的有功功率P e 可分解为励磁功率分量P L 和反应功率分量P F :(1) P e =P L +P FP L =P Fsin δSX t +X d2图2 忽略X 2的等值电路Fig. 2 Equivalent circuit ignoring X 2(2) (3)δ=sin 2S2(X t +X d ) (X t +X q ) (d q ) P t =2(X t +d (t 2计算转差率变化时图2虚线框内测量阻抗的变化轨迹的方法是:对于一个给定的电压U , 当s 从0向∞变化时, 其有功P 变化而无功Q 不变, 因此, 虚线框内的阻抗轨迹是一个等无功阻抗圆, 该圆的直径是X a d , 圆心坐标是(0, -j X a d /2) 。
在圆心纵坐标上叠加-j X 1X 2记反应功率的峰值为P t , 其计算公式为:)P e [10212]:E q min =P e 3U S sin δcrδcr =arcsin 23321+22+227+(5)图3 忽略X 2的异步阻抗圆Fig. 3 Imped ance circle at the asynchronousbound ary ignoringX 2k =P t21-+显然, 此判据与前述由等无功阻抗圆表达的静稳定边界判据的保护原理相类似, 会产生相同问题。
此外, 此种保护判据还存在下述问题:1) 以励磁电压为判据, 不能反映励磁回路电阻异常(如接触不良或绝缘损伤) 引起的故障。
2) 励磁一定时, 发电机接入系统的等效电压和传输阻抗的变化将使发电机的临界功率发生变化。
1. 3 由等无功阻抗圆表达的无励磁异步运行状态的动作判据此种保护判据就是通常所说的异步边界阻抗圆判据, 是当前大容量汽轮发电机组失磁保护广泛采用的判据。
该判据原理中忽略了转子漏抗X 2, 则无励磁异步运行的隐极同步发电机的等值电路如图2所示。
图中:X 1为定子漏抗; R 2为转子电阻; X a d 为定、转子绕组之间的互感抗;s 为转差率, 定义发电为正。
计及X 2时, 仅需将图3中的-j X 1替换为-j X d ′, 即可得到通常采用的异步边界阻抗圆。
对于完全失磁故障而言, 此种保护判据具有明显的优点:1) 可保证在隐极发电机完全失磁后能可靠动作;2) 由于发电机侧在完全失磁后为无源端, 因此其机端测量阻抗不受系统运行参数的影响。
此种保护判据的不足之处在于:只证明了完全失磁后的发电机测量阻抗会进入该阻抗圆, 而未证明完全失磁之外的其他状态(包括不可能失步的状态) 下不会进入该阻抗圆。
由上述推证可知, 所谓异步边界阻抗圆, 就是一个整定值随电压变化的无功边界圆。
它实质上表达的是实时运行电压下完全失磁后, 异步运行的发电机吸收无功量的边界条件, 所对应的保护是在一定902019, 31(22)电压下以吸收无功量作为动作条件的过量保护。
因此, 凡在该电压下吸收无功量大于整定无功量的状态均可进入该圆而导致保护动作,这就是该判据的不足之处。
例如, 按汽轮发电机在同步状态下的无功表达π]区间时, 发电机的无式, 当功率角进入δ∈[π/2,功变化范围为:q G -≤Q ≤-X d X d22(6)汽轮发电机在额定运行状态下, 励磁电流所产生的同步电势E q ≈2. 5, 因而由式(6) 可见, 在一定电压下, 一旦功率角越过π/2, 发电机吸收的无功可大于无励磁异步运行状态下吸收的无功, 即可导致失磁保护误动。
令X 为等效电抗, 当δ∈[π/2π, ]时有:X d ≤X =-2≤E q 3+1U G(7)式中:E q 3=E q /U G 。
π]由此可绘制δ∈[π/2,功圆图, 如图4/2, 点为图4当, 缩。
图4>/2, 由于等无功圆与异步圆相交, 区段, 必然导致保护误动。
图4 异步保护误动图Fig. 4 Maloperation diagram of asynchronous protection当系统电压短时下降或发电机突然甩负荷时, 功率角会大幅前移越过π/2, 此时发电机不一定会失步, 但可启动失磁保护导致误动[6]。
以下情况将使机端测量阻抗反复进出异步阻抗圆, 使保护间断启动:1) 隐极发电机部分失磁, 或完全失磁但在励磁完全衰减之前;2) 凸极发电机失磁。
2 直接测量功率角的失磁保护方案前述分析表明, 有必要对失磁保护方案进行改进。
在当今电子技术高速发展的条件下, 功率角的直接测量已不再是一件困难的事情[13215]。
用直接测量功率角判断励磁故障可以消除上述保护判据的不足之处, 同时可使保护更为可靠、灵活, 可以针对不同故障做出相应决策, 实施报警与控制, 使励磁保护的功能更加完善。
励磁保护设计的关键在于对发电机组稳定性的判断。
根据发电机励磁故障后的行为分析, 从工程实用角度出发, 提出直接测量功率角的失磁保护方案(以下简称为失磁功角保护, 前述保护统称为失磁阻抗保护) 。
失磁功角保护的整定计算方法如下。
从发电机励磁正常和故障后的运行状态来看, 可以将发电机的运行功率角状态分为3个区域:δδ1) 正常区:对应的功率角区间为[0, Nmax ], Nmax。
) :, 稳定储备下降, [16]δ。
, ], U , 即>δU , 导致发电机第一摆稳定性破坏。
因此, 将失磁功角保护分为2级:1) δ>δNmax , 功率角异常报警; 2) δ>δU , 按规程规定, 针对不同的发电机类型进行相应的操作、控制, 如水轮发电机跳闸、汽轮发[17218]电机减载等。
确定发电机正常运行的最大功率角δGmax 的条件为:1) 发电机输出最大有功功率P Gmax ; 2) 发电机输出最小无功功率Q Gmin ;3) 发电机端正常运行允许最低电压U Gmin 。
将这3个条件代入发电机的功角方程即可解出δGmax 。
由于励磁电流的衰减和异步功率的出现, 导致动态功角特性严重变形, 从而使不稳定平衡点功率角δ从保护的要求来说, 需要U 难以实时计算确定。
采用一个简单的、在各种励磁故障后均能确定第一摆稳定已破坏的判据, 这就是δ>π。
实际上, 在功δ>率角越过δU 后, 到达δ=π的时间已经很短。
用π作为判据简单、可靠, 可以完全避免对发电机第一摆稳定性破坏的误判。
由仿真计算可知, 汽轮发电机在δ>π后可能出现很大的异步功率, 产生很强的阻尼力矩, 因此在一些失磁深度下, 汽轮发电机可能再进入第二摆, 即在δ>2π后重新拉入同步, 功率角稳定于2π・研制与开发・林莉, 等同步发电机失磁保护的改进方案91此宜将判断汽轮发电机稳定性破坏的整定值取为δ>3π。