PocketCAS在发电机励磁系统低励限制与失磁保护配合中的应用

靳建坤　李兰文

摘要：发电厂励磁控制系统具有多种保护及限制功能，其中低励限制与发变组保护中的失磁保护都是反映发电机转子电流异常的保护方式，其定值的整定配合一直是发电厂继电保护专业的重要内容，配合不当可能造成保护误动作，给发电厂带来巨大损失。现针对低励限制与失磁保护之间配合的难点，利用数学公式进行坐标转换，得出一个简单通用的公式，然后利用PocketCAS在同一坐标下画出函数图形，可以直观看出两者间的配合关系，从而极大地提高现场整定工作的质量与效率。

关键词：低励限制;失磁保护;配合

0 引言

发电厂励磁控制系统中低励限制与发变组保护中失磁保护的配合一直是发电厂定值核查的一项重要内容。低励限制定值用P、Q描述，而失磁保护以阻抗形式描述，故在实际工作中给很多继电保护人员造成困扰。本文通过数学推导方式，得出通用公式，可以方便地将阻抗平面换算为PQ平面，然后利用PocketCAS在同一坐标系下对其进行比较，从而可以轻松完成定值核查工作。

本文的数学推导中所用电气量均为以发电机额定参数为基准的标幺值。

1 励磁系统低励限制定值

励磁系统低励限制定值是根据发电机实际进相能力，考虑静态稳定储备系数、参数误差及一定可靠性得出的，在励磁系统投运及参数复测试验中已证明其正确合理性。故本文不再分析发电机进相能力与低励定值之间的配合，仅考虑低励定值与失磁保护之间的配合关系。

本文以国家能源集团大港电厂1号机组为例，其低励限制定值如表1所示。

以横轴为P、纵轴为Q，利用PocketCAS编辑各点坐标并连线，生成如图1所示的图形，即励磁系统低励限制曲线。上述操作完成了低励限制定值在PQ坐标下的图形化。

2 发电机失磁保护定值

发电机失磁保护由多个判据组成，但是其主判据均为阻抗圆。根据发电机与系统的联系紧密程度，其阻抗圆特性分為静稳极限阻抗圆和异步边界阻抗圆。

发电机失磁运行后，其机端阻抗最终一定进入异步边界阻抗圆，其圆心在jX轴上，圆与jX轴的两个交点分别为Xa，Xb。

利用PocketCAS，在同一坐标系下画出静稳极限圆、低励限制曲线、异步边界阻抗圆及正常运行时的工作点，如图2所示。

从图2可以直观看出，发电机正常运行在工作点，在发电机发生进相，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，它们之间的过渡过程合理。

4 结语

通过推导得到的公式（8）或公式（10），可以方便地将阻抗圆映射至PQ坐标下的功率圆，然后可以利用PocketCAS直观地将之与低励限制曲线绘制在同一坐标系下进行比较，用以确定它们之间配合是否符合相关规程要求，具有很强的工程指导意义。

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[2] 刘伟良，荀吉辉，薛玮.发电机失磁保护与低励限制的整定配合[J].电力系统自动化，2008，32（18）：77-80.

[3] 王锡胜，郝智亮.国电兰州范坪热电#2机低励限制与失磁保护的整定配合[J].电工文摘，2016（1）：66-67.

收稿日期：2020-03-01

作者简介：靳建坤（1984—），男，河北石家庄人，高级工程师，从事继电保护方面工作。