基于空载误强励灭磁对发电机过电压保护整定的研究_吴跨宇
抽水蓄能机组最小励磁电流限制及其整定计算研究_吴跨宇
C
jX d I
EQ
e
eP
′)I j( X q − d
B
jX q I
Ei′
Vt
jX d I
A
V
Pe
2 1 0
2 1
jX l I
δ
δi
φ
I
O
d
30 60 90 σ 120 150 180 （曲线 1-考虑凸极效应；曲线 2-不考虑凸极效应）
图 2 单机无穷大静稳特性相位图
图3
发电机功角特性（静稳极限）图
[摘 要] 从电机静态稳定极限与励磁电流之间的关系出发，分析抽水蓄能机组发电和电动抽水工况下配置
最小励磁电流限制功能的基本原理和必要性。基于实际抽水蓄能机组算例，提出一种基于电机功率传输公式 的理论最小励磁电流的推算方法，进而给出了基于最小励磁电流理论计算值，并综合考虑限制动作稳定可靠 性和防止限制误动导致机端过电压的限制整定计算方法。 [关键词] 抽水蓄能；励磁系统；最小励磁电流限制；整定计算 [文献标识码] A [文章编号] 1000-3983(2015)04-0019-05 [中图分类号] TM312
单机无穷大静稳特性相位图如图 压 V 与 Eq 之间夹角， 2 所示。
Vt Xl
V
1 EqV (r cos δ + xq sin δ ) − V 2 r + V 2 ( xd − xq )sin 2δ （6） 2 Pe = r 2 + xd xq
一般串联的电阻相对于电抗来说很小， 可以忽略， 则
Pe =
根据机组电气向量图 2，发电机额定工况下，定子 电压 Vt=1.0p.u.， 定子电流 I=1.0p.u.， 纵轴阻抗 Xq=0.757， 功率因数角=arccos(0.9)=25.84°，则图 2 中：
发电机转子灭磁与过压保护装置的改进
发电机转子灭磁与过压保护装置的改进
杜久强;段振国
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2009(029)006
【摘要】介绍了某水电厂发电机组灭磁及过电压保护装置的设计原理:正常停机时不跳灭磁开关.利用晶闸管灭磁;事故情况下跳开灭磁开关,其常闭辅助接点接通,将转子能量主要消耗在电阻上.但在实际运行中会遇到灭磁开关触头烧毁,限压二极管损坏等问题.通过理论分析并进行了2次技术性改进:一次是利用非线性电阻及二极管的特性形成续流分流,但效果并不理想:第2次是采用高能氧化锌压敏电阻及DM4双断口灭磁开关,最终达到了灭磁及过电压保护装置快速可靠的效果.
【总页数】3页(P143-145)
【作者】杜久强;段振国
【作者单位】广东阳江市大河水力发电有限公司,广东,阳春,529600;中国水利水电科学研究院,北京,100038
【正文语种】中文
【中图分类】TM774;TM153+.5
【相关文献】
1.汽轮发电机转子灭磁及过压保护改造实例 [J], 李伯年
2.发电机转子灭磁及过压保护压敏电阻的选择 [J], 谢育享
3.万安水电厂同步发电机转子灭磁及过压保护存在的问题与改进 [J], 陈垣熙
4.发电机转子天磁及过压保护装置改进方案分析 [J], 黄林忠;杨军;田毅
5.秦山核电厂300MW发电机转子灭磁与过压保护的改进 [J], 陆安生
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发电机励磁变压器二次电压设计取值的探讨
发电机励磁变压器二次电压设计取值的探讨吴跨宇;卢岑岑【摘要】Control performance and operating reliability and safety of generator excitation system are influ-enced directly by secondary voltage of generator excitation transformer. In view of the recent new and modi-fied generator excitation system design review, the paper investigates design value of secondary voltage of ex-citation transformer. From aspects of strong excitation capacity of excitation system ensured by the design, voltage requirement on excitation test, the paper refers to the relevant standard requirements to analyze the choice of secondary voltage parameters of excitation system and whatever needs proofread. Value of secondary voltage of excitation system needs to consider both limiting factors such as capacity investment of excitation transformer, deexcitation reliability, and grade requirement of rectifier bridge thyristor and insulation and with-stand voltage, etc. The paper suggests problems in design value of secondary voltage of excitation transformer.%发电机励磁变压器二次电压直接影响发电机励磁系统的控制性能和安全可靠运行。
发电机转子灭磁与过压保护装置的改进
１能源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册２电气二次部 分ｆＭｌ．北京：水利电力出版社，１９９１．
［７］刘风君．逆变技术及其在交流电源中的应用［Ｍ ３．北京：机壤工
业出版｛Ｊ：．２００３．
（责任编辑：李玲）
［８］谢育亭．发电机转子灭磁及过压保护压敏电阻的选择［Ｊ］．广西
电力，２００６ｆ５）：４２—４４．
度快、限压特性好的特点．且ＺｎＯ压敏电阻本身是 同体元件．动作叮靠．可自动恢复。投入运行后．总体 效果比较好。
４运行情况
２００２年上半年．１Ｆ、２Ｆ转子过压保护装置动作 计数器频繁动作达数百次．当时认为是计数器回路 故障．没有引起足够重视。２００２年９月，电厂遭受雷 击．１Ｆ灭磁装置烧毁之后．当时２Ｆ正在大修，因无 备品．故将２Ｆ的转子过压与保护装置移装至１Ｆ，开 机时出现过压计数器频繁动作．并伴有失磁现象，更 换尺№电阻后。机组运行才恢复正常。 对比新的备品ＺｎＯ电阻阀片．发现已损坏的ＺｎＯ 电阻阀片表面有电流烧蚀的弹状孔．表明ＺｎＯ已被 击穿短路。经过分析认为，原装于１Ｆ、２Ｆ上的ＺｎＯ阀 片已严重老化，压敏电压降低．而在运行巾频繁发生 可恢复性击穿．导致计数器频繁动作．在９月的雷电 压作用下．将ＺｎＯ电阻阀片击穿烧毁。 总结经验教训后．大河电厂加强了对转子灭磁 与过压保护装置的巡检和ＺｎＯ阀片耐压与泄漏电 流的定期检测丁作．一旦发现已趋老化的ＺｎＯ阀片 及时予以更换或退出运行。从２００３年至今。转子灭 磁与过压保护装置运行情况良好。 参考文献：
万方数据
流桥［６－，］输出电压波形在“０”线以下负尖脉冲时．此 电压通过Ｖ。形成转子电流的续流通道（电流从ＬＥ 下端出发终尺．、尺。、尺５、ＶＤ到ＬＥ上端）。 ｂ．在ＭＫ断开时．大部分电流进ＭＫ灭弧室，只 有很小一部分电流（大约为励磁电流的ｌ／２０）经上 述续流通道形成同路。由于此回路分流较小，实际 对ＤＭ２灭磁开关的火弧性能影响不大。 ｃ．灭磁开关ＭＫ分断瞬间．转子两端电压为弧 压和处在逆变状态的整流桥输出电压之和。弧压为 ４８片火弧栅片短弧电压之和．为１ ４４０ Ｖ。逆变电压 最大为２“。。即为４４０ Ｖ，所以分断瞬间的转子电压 不大于１ ９００ Ｖ。显然．此电压已经超过压敏电阻的 动作电压．为不使压敏电阻在跳ＭＫ时频繁动作．同 时为提高其电流承受能力．降低只是续流【旦Ｉ路形成 时的转子两端电压．故在压敏电阻两端并接二极管 Ｖ。（Ｖ。能承受ｌ
同步发电机励磁系统灭磁及过电压保护技术发展方向
电气技术高研班系列培训教材同步发电机励磁系统灭磁及过电压保护技术发展方向第一章引言1．1发展概况灭磁就是在发电机组的内部发生故障时，在转子绝缘允许的情况下，尽快地将发电机转子绕组中励磁电流所产生的磁场减弱到尽可能小的过程。
当发电机组内部发生短路或发电机出口变压器出现短路故障时，灭磁可使发电机的感应电势迅速下降至零，尽可能减少故障造成的损失。
八十年代以前国内由于发电机组容量小，主要是直流励磁机励磁。
随着发电机机组容量的增加，又出现了由直流励磁机带交流励磁机，再加二极管整流给发电机励磁的三机励磁系统。
这两种励磁系统的励磁电源输出电压平稳，电压纹波系数小，调节反应速度慢，强励倍数小，基本上采用灭磁开关串联灭磁。
三机励磁系统的灭磁电路接线简单，灭磁速度较直流励磁机系统的要快，因开关动作次数少，开关本身一些问题未能暴露出来。
到八十年代，发电机单机容量越来越大，三机励磁的缺点越明显，如发电机体积庞大，机轴长，震动大，造价高，顶值倍数低，调节反应速度慢等等。
随着硅元件技术的不断成熟，出现了可控硅静止励磁系统即自并励系统。
该系统具有：功耗小，机轴短，震动小，厂房小，造价低，调节反应速度快，顶值倍数大的优点。
随着发电机单机容量的增加，可控硅快速励磁系统的采用以及励磁功率的加大，耗能型的短弧栅片灭磁系统能力不足，灭磁开关拒动及小电流不能吹弧等问题越来越充分地暴露出来，尤其是上个世纪八十年代初期，曾多次发生DM2灭磁开关烧毁事故，甚至因此而导致发电机定子或转子烧伤的事故。
1983年白山电厂投运的300MW水电机组是当时国内水轮发电机组中单机容量最大，转子时间常数最长，阳极电压最高，采用了可控硅自并励系统的机组。
转子灭磁是用两台DM2-2500型灭磁开关串联灭磁方式。
正常灭磁时，灭磁速度快；而强励、误强励时，灭磁速度慢，每次灭磁，灭磁开关的弧触头、灭弧室烧损严重；逆变时，威胁转子绝缘电压，甚至导致转子绕组绝缘击穿；而由于阳极电压达1300伏，换向尖峰电压可达4200伏，致使励磁系统常常出问题，引起误强励，导致灭磁开关动作次数增加，开关动作次数的增加，使得开关本身的许多问题暴露出来。
大型汽轮发电机励磁系统灭磁异常原因分析及反措建议
660 20 21169 0.0755 0.701 8.61 0.956 4534 445 1480 139 150 15 <4000 6000A 0.2 1440
磁实现了对转子耀的腿灭磁，的异常 意味着2号机组灭磁回路存在某种缺陷，在缺陷消除 之前她继续试验与髓面临未知的风险。
2号融变
图2定子绕组三相短路试验接线图
ZHANG Jiancheng, WU Kuayu (State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute, Hangzhou 310014, China) Abstract: The abnormality of excitation voltage and current waveform during the de-excitation test of a 660MW turbine generator is analyzed in this paper. The fault which causing the de-excitation abnormality is preliminarily located by comparing the timing control design of the de-excitation circuit and the actual fault waveform. The fault point is confirmed through on-site investigation and corrected at the same time. Based on the recording feult wavefonn data, the potential damage caused by the fault is evaluated. The fiirther counter-measures suggestions for improving the de-excitation test are proposed at last. Key words: turbine generator; excitation system; de-excitation test; abnormal waveform
发电机转子灭磁与过电压保护装置的应用
过 容许值 Ｕ （ ｍ 其值通 常 为转 子额 定励 磁 电压 的 ４～ ５倍 ）
前 提下 ， 灭磁 过程 时间越短 越好 。 由于 转子感应 电压 与转 子 电流 的变化率成 正 比 ， 因此 ， 想 的灭磁过 程也可 以描 述 为 ， 理
在整 个灭磁过程 中 ， 子电流的衰减率 保持 不变 ， 由衰减率 转 且
而 引起 的转子感应 电压 等于 Ｕｍ。
０ 前言
同步 电机 的快速灭磁是 限制 电机 内部故障扩大 的唯一方
１ 工 作原 理
我 公司发 电机 灭磁 系统 为 ５ ０年代访 苏产品主 要 由灭磁
法。 当发 电机 内部 故 甯 如定 子 接地 、 匝问短路 、 子相 问短 电阻、Ｄ 定 Ｍ２磁 场 断路器组 成 ， 以及 ＤＭ２的控 制 电路和 信号
（ 可靠 的监控 系统 将更 有利于 对系统 的及时优化 ， ２ ） 降低 系统运 行风险和 系统 损耗 ， 降低 员工维护工作 强度 ， 提高事故 情况 下对事故 的及 时、 准确 判断和 正确处理 ， 从而提 高了系统
运行 的可靠性。
参考文 献
【 １ 惠刚． 变电站综合 自动化原理 与 系统 【 ． 】张 Ｍ】北京 ： 中国电
统 的监控 任务 ， 处位置 十分 关键 。将 原有 的单机单 网结 构 所
改为双机双 网结构 ， 设备构成到软 件机制方面 的改 进 ， 从 使得
系统 的运行可 靠性 得到提高 ， 为生产 装置 的长 稳优 运行提供 可 靠的 能源保 证。 同时 ， 为今后 我厂 变 电站综 合 自动化 系 也 统 的组 建提供 良好 的技术借鉴。
力 出版 社 ，０ ４ ２０．
（） ３ 双机双 网的统一 规划 ， 为各 分变 电站 节省 了一 大笔用
发电机励磁系统调差对PSS参数整定的影响与对策_吴跨宇
图中，Us 为发电机定子电压相量；Is 为发电机定 子 电 流 相 量 ；RC 为 有 功 电 流 补 偿 系 数 ；XC 为 无 功 电 流补偿系数；KR 为检测环节放大倍数；τR 为检测环 节 时 间 常 数 ；Uref 为 发 电 机 电 压 给 定 值 ；UERR 为 电 压 偏差。 发电机定子电压与定子电流补偿通过相量相 加合成，经过一个检测环节的延时，与发电机电压 给定 Uref 的偏差，即为 AVR 中 PID 环节的输入［6］。 由 图 1 可见，XC 与定子电流矢量相乘，当 XC 为正时，发 电机电压随着定子电流无功分量增加而降低，即为 正调差；当 XC 为负时，发电机电压随着定子电流无 功分量增加而升高，即为负调差。 其特性如图 2 所 示，其中 IQ 为发电机无功电流。
Δω
ΔTPSS
ΔT ′E
O
Δδ
ΔT E
图 3 AVR 及 PSS 产生的转矩 Fig.3 Torques generated by AVR and PSS
图 3 中，ΔTE 为AVR 产生的转矩；ΔTPSS 为 PSS 产 生的附加转矩；ΔT ′E 为合成转矩。 常规快速励磁系统 产生的转矩 ΔTE 在 Δω 轴上产生负的投影，负的阻尼 转矩；在 Δδ 轴上产生正的投影，正的同步转矩。 经 过正确整定后的 PSS 产生的附加转矩 ΔTPSS 则在 Δω 轴上产生较大的正阻尼转矩，在 Δδ 轴上产生较小的 同步转矩。 可见，经过合成的转矩 ΔT ′E 有了正的阻 尼转矩和更大的同步转矩，从而抑制发电机由于阻 尼转矩不足产生的振荡失步和由于同步转矩不足产 生的滑行失步 。 ［11］
电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol．30 N数整定的影响与对策
励磁系统误强励工况下发电机保护逻辑优化
励磁系统误强励工况下发电机保护逻辑优化卢嘉华;陈新琪;王珍女;吴跨宇;杨涛【摘要】分析了现有发变组保护在励磁系统负载误强励典型事故时的动作行为,提出了保护逻辑优化设计方案.该方案充分利用现有保护装置与励磁系统之间的故障信息,优化设计了误强励相关判据,并调整了现有保护动作行为.采用该方案可避免发电机在负载误强励状态下先行解列而引发电压飞升现象,有效缓解误强励等严重事故的危害程度,降低了大容量发电机励磁系统特别是磁场断路器在负载误强励等极端工况下的灭磁风险.相关研究表明,采用静止励磁系统的大容量机组继电保护装置如能在机组发生负载误强励事故时先行灭磁,可以有效降低对磁场断路器的弧压要求,提高事故灭磁的可能性.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】6页(P18-23)【关键词】误强励;磁场断路器;发变组保护;逻辑优化;动作行为【作者】卢嘉华;陈新琪;王珍女;吴跨宇;杨涛【作者单位】国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014;浙江省浙能技术研究院, 杭州 311121;中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司, 上海200063;国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014;国网浙江省电力公司电力科学研究院, 杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TM621.7+1近年来，随着制造业技术水平的不断提高和电网的日益发展壮大，大型发电机组所占比重越来越高，机组容量的增大使得部分关键一次设备的过载能力及安全裕度有所下降。
例如目前国家标准对发电机励磁系统强励倍数的要求是：汽轮机一般为1.8倍、水轮发电机组一般为2.0倍，且静止励磁系统需按照80%机端电压核算[1，2]。
上述要求给大容量静止励磁系统的灭磁设计带来了一定难度，尤其是在励磁系统因内部调节器故障出现误强励且基本控制功能失去的严重工况下，理论上的最大强励电流将达到3～5倍额定励磁电流，对应的空载机端电压达到1.4～1.5倍，大大超过了机组的设计允许运行范围[3-5]。
励磁系统误强励时发电机过电压保护的研究和仿真
励磁系统误强励时发电机过电压保护的研究和仿真王宇强1尹柏清1李基成2（1.内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特010020；2.清华大学电力系统国家重点实验室，北京海淀区100084）【摘要】误强励是励磁系统中最严重的事故, 而现行的继电保护整定没有专门针对误强励的保护,在继电保护整定理论研究的基础上，采用RTDS仿真分析的方法研究在空载及负载情况下误强励对发变组保护、励磁系统安全灭磁的影响。
根据仿真结果，对发电机过电压保护提出一种新的整定思路。
【关键词】误强励；RTDS仿真；发电机过电压保护；定值Research and Simulation of Overvoltage Protection of Generator forFaulty Reinforced ExcitationAbstract：Faulty reinforced excitation is the most serious accident in the excitation system,but the current relay protection setting have no specifically for faulty reinforced excitation protection. Based on set theory of relay protection, research the effect of faulty reinforced excitation on generator-transformer unit protection and safe deexcitation for excitation system under load and without load with method of simulation analysis. Put forward new setting ideas for generator overvoltage protection on the basis of the simulation results.Key words: Faulty Reinforced Excitation; RTDS simulation; Generator Overvoltage Protection; Fixed value0 前言误强励是励磁系统中最严重的事故。
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第39卷第2期电力系统保护与控制Vol.39 No.2 2011年1月16日Power System Protection and Control Jan.16, 2011 基于空载误强励灭磁对发电机过电压保护整定的研究吴跨宇1，周 平2，高春如3，杨 涛1（1.浙江省电力试验研究院，浙江 杭州 310014；2.浙江浙能嘉兴发电有限公司，浙江 平湖 314201；3.望亭发电厂，江苏 苏州 215155）摘要：为研究发电机过电压保护设定值在空载误强励灭磁过程中对发电机本体和灭磁系统安全性的影响，分别对采用自并励励磁的300 MW和600 MW汽轮发电机组在不同发电机过电压保护设定值下进行空载误强励灭磁仿真。
对比仿真结果可见，过电压保护设定值较低时相应的发电机最高定子电压、灭磁电流、灭磁电阻能耗和灭磁时间也较小，有利于发电机本体和灭磁系统的安全。
为论证降低过电压保护定值的可行性，分析说明了该定值降低后并不影响励磁系统V/Hz限制、发电机过激磁保护和发电机正常运行。
基于以上结论，提出了减小发电机过电压保护整定值和增设发电机空载专用过电压保护的建议。
关键词：汽轮发电机；自并励励磁；空载误强励；过电压保护；过激磁；灭磁；整定Research on generator over-voltage protection setting based on no-load fault forcing excitationWU Kua-yu1，ZHOU Ping2，GAO Chun-ru3，YANG Tao1（1. Zhejiang Provincial Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2. Zhejiang Zheneng Jiaxing Power Generation Co., Ltd，Pinghu 314201，China；3.Wangting Power Plant，Suzhou 215155，China）Abstract：This paper simulates the de-excitation process of self shunt excitation 300 MW and 600 MW turbine generators on no-load fault forcing excitation condition with different over-voltage protection setting in order to study different setting value’s effect on the security of generator and its de-excitation circuit According to the simulation generator．，’s maximum stator voltage de，-excitation current resister，’s exhaust energy and de-excitation time would be reduced with smaller setting value. It is beneficial to the security of generator and its de-excitation circuit. After testifying that the smaller over voltage protection setting would not go against the V/Hz limit in AVR over excitation protection and generator normally operation to de，monstrate the feasibility of decreasing setting value this paper puts，forward to decrease the generator over-voltage protection setting values and subjoin an additional over-voltage protection specified for generator no-load condition．Key words：turbine generator；self shunt excitation；no-load fault forcing excitation；over-voltage protection；over excitation；de-excitation；setting中图分类号： TM77 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)02-0098-040 引言发电机空载误强励往往是由励磁系统故障引起，易导致发电机转子过负荷、定子过激磁和过电压[1]。
对于无发电机出口断路器的发变组单元则会同时导致高厂变、主变的过激磁和过电压。
空载误强励发生后，励磁控制器中各限制往往已失效，此时主要依靠定子过电压保护快速动作跳灭磁开关灭磁，防止事故扩大。
过电压保护的定值不仅需要考虑发电机、变压器的过电压和过激磁能力。
实际动作过程中如果切除时间过长，导致励磁电流和转子储能过大，将使灭磁系统的灭磁能力面临严峻考验，威胁转子绕组的安全。
《导则》[2]建议的过电压保护定值汽轮发电机为1.3U gn，0.5 s。
但采用自并励励磁的发电机如果发生空载误强励，其机端电压在过电压保护启动后是一个快速上升的动态值，根据发电机稳态过电压能力整定的定值显然过高。
考虑到励磁技术形态的变化和现代继电保护装置日趋成熟，误动作概率大大降低[3]。
从保护主设备和灭磁回路安全的角度出发，降低过电压保护定值的可行性值得探讨。
1 发电机空载严重灭磁工况-空载误强励1.1 空载误强励及其危害励磁系统强励是发电机并网运行时因遭受较大扰动如短路故障而导致发电机电压大幅降低时，励吴跨宇，等基于空载误强励灭磁对发电机过电压保护整定的研究- 99 -磁整流桥全开放输出最大励磁电压的特殊运行方式。
发电机强励对保证发电机有功功率送出以提高暂态稳定性和维持系统电压水平以提高电压稳定性有重要作用，同时也为继电保护装置正确判断并切除故障提供条件。
但是由于励磁系统故障或人为误操作引起的误强励，则会导致严重后果。
自并励励磁系统的整流桥交流电源来自并联于发电机机端的励磁变压器，如图1所示。
在发生空载误强励时将出现机端电压-励磁电压-励磁电流-机端电压的正反馈。
由于发电机未并网，机端电压的上升得不到系统电压的牵制，在正反馈作用下，励磁电流和机端电压将同时快速上升。
随着励磁电流升高，铁芯磁路进入深度饱和，等效电抗减小，加上阻尼绕组的去磁效应，励磁电流将以比机端电压更快的速度上升。
图1 自并励励磁系统灭磁主回路Fig.1 De-excitation main circuit of self shunt excitation在定子侧，发电机铁芯易出现局部漏磁磁密过高而发热甚至烧损，同时使发变组单元接线的主变和高厂变过励磁和过磁通。
而过电压将对因发热而降级的绝缘带来更严重威胁。
在转子侧，要保证灭磁瞬间励磁电流I f顺利转移进入灭磁电阻R x进行灭磁，图1必须满足式（1）。
U FCB－U E≥U Rx（1）式中：U FCB为灭磁开关弧压；U E为整流桥输出电压；U Rx为当前转子电流下的非线性灭磁电阻电压。
由于灭磁开关是在误强励时跳闸，整流桥往往在跳闸瞬间不仅不能通过逆变提供反向电压，反而输出了正向强励电压U E，大大提高了对灭磁开关的弧压要求。
一旦开关弧压不能满足要求，无法实现转子电流的转移，长时间在弧压下通流必将导致灭磁开关烧毁，引起事故扩大。
由于空载误强励发生后转子电流急剧上升，灭磁开关跳开瞬间，转子电流已远大于发电机额定励磁电流，过大的转子电流亦对灭磁开关的断流能力提出严峻挑战[4]。
同时，一大部分高转子电流带来的巨大转子磁场能量要在灭磁电阻上快速消耗，如果灭磁电阻能容量不足亦会引起灭磁失败。
1.2 两例误强励事故（1）1997年9月，某发电厂3号机组起动升压过程中，脉冲触发板故障导致整流桥全开放。
由于励磁V∕Hz限制失效，过激磁保护动作时间太长。
导致发电机严重过电压，变压器严重过激磁，直至变压器空载电流超过0.7I n，由发变组纵差动保护动作后灭磁[5]。
（2）2006年1月，采用全进口自并励励磁系统的某电厂新投产600 MW汽轮发电机组，在进行PSS试验时出现误强励。
灭磁开关跳开前最大励磁电流约为3倍发电机额定励磁电流。
跳开瞬间来自灭磁开关的电弧导致整流桥的交流侧铜排短路，进而事故扩大，励磁控制柜和邻近整流柜烧毁，几乎整套励磁系统报废。
上述事例可见：空载误强励必将导致发电机电压快速上升，并且容易引起灭磁失败。
因此必须认真分析空载误强励与过电压保护动作的配合。
2 空载误强励仿真分析2.1 空载误强励仿真及主要参数利用Matlab/Simulink搭建结构如图2所示的汽轮发电机空载误强励灭磁仿真系统[6]。
图2 Matlab/Simulink灭磁仿真系统示意图Fig.2 De-excitation simulation system of Matlab/Simulink仿真采用ABB公司Unitrol5000励磁配套的M&I公司SiC非线性灭磁电阻，600 MW和300 MW 汽轮发电机分别采用5组和3组并联。
M&I公司提供的单组特性公式和典型参数如式（2）所示。
0.435U I=×（2）5组并联后的灭磁电阻阻值计算公式为式（3）。
0.40.4fx f f f35(/5)/18.3857R I I I=×=×（3）其中，I f为实时灭磁电流有名值。
空载误强励发生后的励磁电压则由式（4）决定。
E PPT f PPT31.35cos15πgU U k I Z=×××°−××（4）其中：U E为励磁整流桥电压；U g为发电机机端电压；K PPT为励磁变变比；15°为整流桥最小触发角；Z PPT为励磁变短路阻抗折算值。
- 100 - 电力系统保护与控制2.2 空载误强励仿真结果及其分析采用自并励励磁系统600 MW 汽轮发电机组空载误强励灭磁仿真波形如图3所示。
图3 发电机空载误强励灭磁仿真波形Fig.3 De-excitation simulation of no-load forcing excitation图3可见，误强励开始时，U E 瞬间因整流桥全开放而达到高限值。