发电机失磁保护与低励限制的整定配合

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1、万方数据第32卷第18期2008年9月25日电力系统自动化AutomationofElectricPowerSystemsV01．32No．18Sept．25，2008发电机失磁保护与低励限制的整定配合刘伟良，荀吉辉，薛玮(湖南省电力公司试验研究院，湖南省长沙市410007)摘要：针对发电机失磁保护和自动电压调节器(AVR)中低励限制环节的整定存在不能统一在同一坐标系、两者整定配合不尽合理的现象，提出了一种适合于工程实际应用的配合整定方法。首先分析了3种低励限制曲线随机端电压变化的偏移情况，根据电工理论推导低励限制线与失磁保护阻抗圆之间的映射关系，得出了标

2、准的映射方程；在此基础上，提出了基于标幺值和机端最低允许电压两者配合整定及校核的方法、原则和工程应用注意事项，最后给出了具体的计算示例。关键词：低励限制；失磁保护；保护整定中图分类号：TM772；TM7610引言发电机失磁保护中大多按发电机的静稳圆或异步圆整定动作阻抗圆，而在自动励磁调节器中设有低励限制环节，又称P／Q限制单元，两者之间存在一定的配合关系。文献E13要求“最低励磁限制的动作应能先于励磁自动切换和失磁保护的动作”。文献[2]要求验证低励限制与失磁保护整定是否正确。但是，失磁保护的动作方程一般采用RX平面坐标描述，而低励限制的动作方程一般采用P

3、_Q平面坐标描述，分别属于不同的坐标系，无法直观地比较两者的配合关系，由于整定时未考虑两者的配合或机组运行参数等造成配合不合理而导致失磁保护误动时有发生，特别是机组带较轻负荷进相运行时，如果低励限制整定得过于保守，既限制了发电机进相能力的发挥，也可能使失磁保护误动[3]，为此，有必要对失磁保护和低励限制整定进行配合整定和核算，以提高机组和电网安全稳定运行水平。不少文献讨论了低励限制和失磁保护的整定配合问题[4’6]，但基本上是针对单台机组或某个单一型号自动电压调节器(AVR)中的低励限制方程。本文通过分析常见的低励限制曲线与电压变化的关系，推导出低励限制与

4、失磁保护之间相互映射的转换公式，在此基础上归纳出适应性较强的配合整定和校核的原则及方法。1低励限射线与失磁保护阻抗圆映射关系1．1低励限制动作方程映射至R-X平面发电机励磁系统的低励限制方程一般可分为直收稿日期：2008—05—14；修回日期：2008—06—29。线型、模拟静稳圆型和功角型，分别表示为：QA+U2R。(2)fQ<(KP—A)U2⋯{K：cot艿(3’式中：K为限制线的斜率；A>0，B>0为常量；Qo为圆心；R。为半径；P和Q为以发电机额定视在功率为基准的标幺值；U为机端线电压标幺值。式(

5、1)～式(3)表示的曲线与P轴和负Q轴各有一个交点，随机端电压的下降曲线作相应的偏移(偏移后的曲线用虚线表示)，由图1可知，随着机端电压的下降，低励限制更容易动作，可以有效地防止机端电压进一步降低。掣伊裔模览≮荔够强剃。图1机端电压变化对低励限制曲线的影响F唔1Effectofvoltagechangeonlowexcitinglimitcarve以式(1)为例将其映射到BX坐标系，式(2)和式(3)以此类推。首先将P=UIc08拳，Q=UIsin≯，(．『为发电机相间电流，下同，此处为标幺值)代入式(1)得：Ujsin乒

6、将(Ucos≠)／I=R，(Usin≠)／I--X代入式(4)得：一77—万方数据电力纛统自动代J2X

7、式(7)为模拟静稳圆，与失磁保护的阻抗圆方程形式相同，可以较为直观地反映机端阻抗的变化，所以低励限制采用式(2)较为合理，也便于与失磁保护进行配合整定。1．2失磁保护动作方程映射至pQ平面1．2．1静稳圆设失磁保护阻抗圆的圆心坐标为(O，X。)，半径为R。，圆内为动作区，其方程为：R2+(X—X。)2

8、百2QXo