发电机失磁保护与欠励保护配合分析

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1、独立电网发电机失磁与欠励限制整定配合探讨山东魏桥铝电有限公司李现宝周继红【摘要】针对某电厂发电机失磁保护及励磁调节器低励限制保护功能的配合问题，本文根据独立电网不同发展时期的不同情况在励磁低励限制特性及失磁保护定值两方面细致分析、精确调整，保证了电网电压稳定和机组安全运行。【关键词】发电机组失磁异步运行励磁系统低励限制及保护1.前言发电机保护中设有失磁保护，而励磁系统设有欠励限制及欠励保护，一般要求在动作过程上低励限制要先于失磁保护动作，两者之间存在整定配合问题。现将某电厂7#发电机失磁保护与欠励限制整定配合问题进行分析。某电厂7#发电机为南京汽轮机电机有限公司所生产，机组型号为QFW-60

2、-2。额定参数Pn=60MWQn=45Mvar，Un=10.5kV,同步电抗为Xd=2.17,电流互感器变比为5000/5A。励磁系统为无刷励磁配有DVR-2000A数字式励磁调节器且A、B双通道冗余配置。励磁调节器中配有直线型欠励限制保护。发电机保护为许继集团WFB-810微机型发变组保护装置，设有根据测量发电机机端阻抗轨迹变化作为判据的失磁保护。2.事件简要过程2008年10月10日17:30分，#7机有功负荷为47MW，无功由25Mvar突升至52Mvar，运行人员手动降无功至26Mvar左右，#7机恢复正常。19：48分，监盘人员发现#7机无功突升至61Mvar，电压由10.3kV升

3、至10.9kV，立即降#7机无功，同时倒#7机厂用电至备用段运行，此时#7机无功在40Mvar至60Mvar之间摆动，19:49分，#7机无功负荷由40Mvar突甩至-15Mvar，同时#7机A通道手动励磁指示灯闪亮后消失，接着#7机励磁屏A通道欠励指示灯亮，“#7机励磁系统CHA故障”光字牌亮，同时警铃响、喇叭叫，发电机出口开关绿灯闪光，“#7机失磁保护动作”光字牌亮，#7机失磁保护动作跳机，异常发生后派人去#7机励磁机就地检查无异常。3.原因分析#7机从正常运行到失磁保护动作以及事故处理完毕恢复运行，励磁调节装置一直运行在A通道。3.1.#7机在运行中出现无功增大现象，运行监盘人员发现后

4、，做出手动降无功的处理思路是正确的，另外监控录像中记录的运行人员降无功的操作过程操作正确。3.2.从故障现象和发电机保护动作报告可以判断发电机失磁保护动作正确。3.3.失磁跳机后，检修人员对励磁机接线盒进行检查后即并网运行，运行中未发现异常；10月14日，#7机停机后，对#7发电机励磁回路及相关设备接线进行了检查，未发现有异常现象，因此可以排除装置外部接线松动或回路故障引发的无功突增。3.4.从故障现象及光字牌可以发现，在励磁装置欠励动作后很短时间（几乎同时），发电机失磁保护就动作，说明励磁装置欠励限制未起作用，机组励磁电流仍继续减少。3.5.10月10日19时48分，#7机无功突增时，发现

5、#7机励磁屏通道B的5脉冲放大板上+A、+B、-A、-B指示灯闪烁，由于在事故前B通道显示屏花屏无法显示采样参数，运行人员在机组跳机后将B通道电源关断。为了查明通道B电源模块故障是否会影响无功的变化，10月14日早上7点30分，将通道B电源投上，在08点40分时，发现#7机无功由26Mvar突增至34Mvar，同时到#7机励磁屏处检查，发现B通道脉冲放大板上+A、+B、-A、-B指示灯闪烁。由此判明B通道电源模块故障引起了机组无功波动。1.1.在进行欠励限制试验时，在通道B电源模块故障情况下，发电机退出失磁保护后，发电机带有功负荷30MW进行手动降无功，当无功降至-10.8Mvar时,欠励动

6、作,但无功没有反向增加；当把通道B电源模块更换后，在通道B工作正常后进行相同试验，发现在欠励动作后无功能够反向增加，此时欠励限制发挥作用。说明通道B电源模块故障时对通道A的运行有一定的影响。1.2.为检测#7机失磁保护与欠励限制的配合情况，将#7机有功负荷降至2MW，将#7机失磁保护投入，操作人员缓慢手动降#7机无功功率，在无功功率降至-21.4Mvar时#7机失磁保护动作跳机，而此时励磁机欠励保护未动作。在#3机上同样进行了低有功负荷情况下的进相运行试验，将有功功率降至5MW，人员缓慢降低无功功率，在无功功率降至-19.6Mvar时励磁机欠励限制保护动作，但几乎同时#3机失磁保护动作跳机。

7、综合以上现象及试验结果认为#7机励磁机B通道电源模块故障是造成发电机无功大幅波动进而引起跳机的主要原因。另外双通道冗余的励磁调节器设计的最基本目的是当任一通道故障时不影响另一通道运行，但本次跳机事件却由于备用B通道电源模块的故障引起的。通过检查发现B通道的电源模块中的一个电容器故障，使CPU的工作电源电压波动从而引起装置多次重新启动，在启动过程中无法与A通道数据同步比较，根据不正常工作状态下采集到的数据进行调