自并励励磁系统与发变组保护配合的技术解决方案

丁洪涛

河北华电石家庄鹿华热电有限公司，河北 石家庄 050200

作为发变组最重要的两个自动控制系统，就是发变组保护和励磁控制系统。如果这两个系统发生故障，不仅会对机组本身有损害，而且会对电网产生恶劣影响。本文对发变组保护与励磁调节器的配合问题进行具体的分析，希望能避免由于配合不当引起的事故。

1 励磁系统简介

在电力系统正常运行或事故情况下，发电机的励磁系统即励磁调节器（AVR）起着极为重要的作用。通常所说的自并励励磁系统是指整流装置电源取自发电机端部的静止励磁系统。

励磁调节器的主要功能为发电机出口电压控制、无功功率分配控制、提高发电机并列运行的稳定性等。自并励励磁系统由于其响应快、结构简单、可靠性高，运行维护方便，近年来得到广泛应用，我厂#21、#22发电机采用了德国ABB公司生产的全桥可控硅静态励磁系统，采用双套硅整流、双通道配置，一个通道故障退出，另一通道自动投入；另外，AVR内部除闭环运行的自动部分外，还有开环运行的手控部分。

静态励磁系统提高了电力系统动态及静态稳定，尤其是全网采用自并激励磁系统时暂态稳定水平更优于常规励磁。当发生三相短路时，除离故障点近的自并激励磁系统受电压降落影响外，其余机组端电压数值较高，自并励的快速调节提高暂态稳定的优势可充分发挥。

2 失磁保护与励磁调节器的低励限制功能的配合

发电机运行时，由于系统电压升高、运行人员误操作或励磁装置故障等原因，都有可能使发电机在低励磁状态下运行，当发电机功角增大到一定值时，发电机不能继续保持静态稳定运行，且随着进相功率的增加，发电机端部发热也愈严重。发电机的失磁保护就是对这种励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障的保护。

长期以来，国内外广泛采用机端测量阻抗构成低励、失磁保护阻抗继电器，我厂#22发电机保护采用美国BACKWICH公司生产的M3425型发电机微机保护，失磁保护采用异步圆原理，由发电机机端低电压元件、PT断线闭锁等元件组成。

发电机进相运行时，当机端测量阻抗到达曲线1时，则判断为低励状态，此时发出低励信号，AVR闭锁减磁，并自动执行增磁操作，直到低励故障消失。如果低励限制不住，发电机继续进相，当达到曲线2时，说明发电机由于失磁已失去同步，失磁保护动作执行解列发电机命令。由此可见，由于励磁调节器有低励限制功能，当发电机正常进相运行时，失磁保护不应误动作。

3 自并励系统对发电机电流型保护的影响

现代大型发电机大都经封闭母线到变压器，然后进入电网，一般不考虑机端故障。如果故障发生在差动保护范围内，0s保护动作切除发电机。而在高压母线短路时，至发电机端短路电流衰减比较小，有分析表明，约在0.5s内自并励励磁系统与常规励磁系统短路电流衰减情况基本相同，对主保护没有影响。

当近端永久性三相短路时，自并励发电机的短路电流会一直衰减到零，这种情况下可采用记忆过电流、低电压自保持过电流或阻抗保护，以保证保护正确动作。我厂后备保护原设计为低压闭锁过流保护，显然无法保证近端永久性三相短路时的正确动作，保护装置提供另一种过流保护，采用电压制动原理，即随着机端电压的降低，动作电流值也按一定的比例降低，这样就保证了后备保护在电流衰减的任何时间里均能够正确动作。

4 发变组保护与励磁调节器逆变接口的处理

目前，大多数机组采用跳开灭磁开关的快速灭磁方式，即发变组保护动作跳开主开关的同时联跳灭磁开关，灭磁开关的辅助接点启动励磁调节器灭磁信号，使可控硅逆变灭磁。灭磁开关的辅助接点在机组运行过程中接触不良，有可能造成灭磁开关已断开，调节器接收不到机端电压，造成强行励磁动作，使可控硅过流，对设备产生不必要的冲击。为了设备可靠工作，发电机保护动作应启动励磁调节器逆变灭磁回路。

5 结论

综上所述，作为发电机二次系统中最重要的两个组成部分，发变组保护与励磁控制系统是紧密关联的，继电保护人员在进行励磁和发电机保护整定时，应充分考虑两者的联系，以确保保护装置的正确运行。

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