国电兰州范坪热电#2机低励限制与失磁保护的整定配合

王锡胜 郝智亮

（中国国电兰州范坪热电有限公司）



国电兰州范坪热电#2机低励限制与失磁保护的整定配合

王锡胜 郝智亮

（中国国电兰州范坪热电有限公司）

摘要：本文针对国电范坪热电公司#2发电机保护的失磁与励磁的低励限制进行整定，而后归算在同一平面进行比较，以确定其定值是否符合国家规定。

关键词：低励限制；失磁保护；阻抗圆；功率圆

0 引言

一般情况，无功欠励曲线为直线或折线，南瑞NES5100励磁调节器是建立在P-Q平面内的五点折线，用五个有功功率值对应五个无功功率值来设定限制曲线。在南自的DGT801保护装置中，根据不同的需要整定出不同的阻抗圆圆心和半径，可以得到静稳边界阻抗圆，或异步边界阻抗圆，或过原点的下抛圆，或用过原点的两根切线切去一部分阻抗满足进相运行。

因为NES5100的欠励曲线建立在P-Q圆内，而GDT801的失磁保护在阻抗圆内，因此下面首先将励磁欠励曲线与发电机失磁保护进行整定，然后把失磁圆影射到P-Q圆内进行比较，来确定范坪电厂#2发电机的失磁保护与励磁系统的欠励限制配合是否符合规定[1]。

1 发电机机组的进相试验与低励限制曲线

1.1 进相试验结果

从表1中，#2机组自带厂用负荷，在额定负荷下进相深度为－81.15Mvar，功率因数为0.970，已达到技术要求[2]。

表1　机组进相试验电气及功角数据

1.2 励磁系统低限限制的曲线的绘制

根据发电机的进相试验可以在P/Q面内得到一条进相曲线，而5100励磁系统采用的低励限制器是五点折线，利用进相试验数据用五个无功率值对应五个有功功率水平来设定这条限制曲线。励磁调节器A、B套低励限制曲线设置见表2。

表2　励磁调节器A、B套低励限制曲线设置

由表2所得四条直线的数学表达式：

L_1：P=8.71Q+2.61（－0.30≤Q≤－0.23）

L_2：P=15Q+4.06（－0.23≤Q≤－0.22）

L_3：P=15Q+4.06（－0.22≤Q≤－0.21）

L

_4：P=9Q+2.8（－0.21≤Q≤－0.20）

2 发电机的失磁保护

2.1 失磁后情况分析

根据以上推算可以看出，不论是静稳圆还是异步圆，失磁阻抗特性圆都在X轴上，而且两个圆的下边相切于Xd，静稳圆的上点边界交于X轴上(Xa+Xd)点处；异步圆上，为躲开震荡的影响，上点边界应交于X轴上的X'd点，如图1。

2.2阻抗圆映射到功率圆的折算

范坪#2发电机DEH具备快速减负荷的能力，失磁保护直接作用于跳闸采用异步边界阻抗圆较好。因此保护装置采用异步圆的失磁保护，及圆心为（0，-(Xd+X'd)），半径为Xd－X'd）。由于圆心只在阻抗轴上变化，由此可得出表达式

式中，R，X分别为发电机的测量电阻，电抗ZO为阻抗轴上的坐标，r为半径。

3 整定归算

3.1 配合参数整定

范坪公司发电机参数：P= 330 MW，SN=388MVA，cosφ=0.85，UN=20kV，Xd=198％，X'd=25％。

整定计算:由：ZO=－（Xd+X'd）=－1.1078，

取10％的静稳储备，U=0.9，Pu可得异步圆方程

3.2 绘图分析

将低励限制的五点拟合所得4条直线方程组成的曲线，异步圆方程（4），0进相试验数据点绘制在P-Q坐标里。从图2中可以清楚的看出，在P-Q坐标内，发电机发生进相，Q由正变负的过程中，首先经过发电机进相点，其次是低励限制曲线，然后是6.4％静稳储备点绘制的静稳边界曲线，最后再进入异步圆内。低励限制曲线，进相试验点，静稳边界全在异步圆外，之间的过渡过程合理。

图1　

图2　

4 结束语

从文献[5]中可得坪电厂#2发电机，励磁NES5100系统的低励限制与发变组保护装置DGT801的失磁保护配合符合电力系统相关标准。

参考文献：

[1] GB/T14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程[S].

[2] 国家电网公司文件.电力系统电压质量和无功电力管理规定[Z].2009-133.

[3] 许建安.继电保护整定计算[M].北京:中国水利水电出版社，2001.

[4] 竺士章.发电机励磁系统试验[M].北京：中国电力出版社，2005.

[5] 王娟.浅析ABB励磁系统低励限制与失磁保护[J].华北电力技术，2007(1)：10-12.

收稿日期：（2015-12-16）