DETA蓄电池电厂发电机失磁保护对策研究
摘要：火力发电机组容量不断增加，其励磁系统功能持续完善，集成智能控制技术得以运用，火力发电机组自动化水平显著提升。高度自动化的励磁系统提升了火力发电机组自动化控制水平，然而其结构复杂，客观上加大了火力发电机组低励或失磁故障发生概率。据统计，所有故障中因失磁造成的发电机故障占比超60%.应针对600MW发电机组设置专门失磁保护。关于发电机失磁保护，其有着众多相关判据，还存有多种闭锁方式以及出口方式，并且相应的失磁保护配置方案种类处于最多的状态，最为错综复杂。而这繁杂的失磁保护配置方案，对发电机机组的运行安全产生了影响，带来了较大的安全隐患。鉴于这般情况以，文中针对更加规范的失磁保护配置方案展开了探讨，可供同行予以参考。
关键词：电厂；发电机；失磁保护；配置方案
引言
发电机失磁故障所指的是，发电机的励磁情况因转子绕组故障，或因为励磁机故障，会出现自动灭磁开关误跳闸，又或是半导体励磁系统里某些元件损坏，以及回路发生故障，还有误操作等诸多原因，从而猛然全部消失，或者出现部分消失那样的状况。
1发电机失磁保护动作的分析
1.1低阻抗判据Z＜
低阻抗判据Z＜所反映的是处于发电机机端的感受阻抗，要是感受阻抗处于阻抗圆范围之中的话，便会作出保护动作。失磁保护阻抗圆一般涵盖着异步圆、静稳边界圆以及处于它们两者之间的苹果圆。一旦发电机出现低励、失磁故障，常常先是经过静稳边界，接着再进入异步边界。所以，前者相较于后者更为灵敏。而静稳边界圆含有第一、二象限动作区，如若在进相运行时进相程度较深的话就存在一定概率发生误动。静稳边界圆跟纵轴存有A、B两个焦点，当中点A是系统阻抗Xs，点B是同步阻抗Xd，在开展整定计算之际系统阻抗Xs会随机选用最大运行方式、最小运行方式下对应的阻抗值，同步阻抗Xd的取值有可能因确保能够进行可靠动作而乘以系数K，要是发电机组不以进相运行当作正常运行状态，那么运用上述整定计算方法保护都不会出现误动作，相反的话，则要考虑进相运行所带来的影响以有效防止误动作。
1.2系统低电压判据
电厂高压侧母线之中的三相同时呈现出低电压的状况，是由系统低电压判据Um＜予以反映的，其主要起到的作用是避免失磁故障致使无功储备匮乏，从而引发系统电压崩溃。与此同时，在电厂高压侧母线容量相对而言较小，并且与电厂联系较为薄弱或者系统无功储备不足这样的情形下，系统低电压判据Um＜能够实现可靠动作。而上述这类情况一般会在坑口火电厂建设起始阶段出现。倘若高压侧母线的三相电压下降幅度太大，就会对系统运行的稳定性造成严重的威胁，所以，必须保证能够迅速跳闸。火电成建设完成之后，一般会以发电机组的形式运转，在这种情形下，要是其中一台发电机失去励磁，通常不会让高压侧母线电压Um降低到整定数值以下，系统低电压判据Um＜通常不会启动。鉴于此，在设计失磁保护逻辑回路时，应当设计成在满足其他判据的状况下，要是不满足系统低电压判据Um＜，那么经过一段时间后就要跳闸；要是也满足系统低电压判据Um＜，那就迅速跳闸。
2失磁动作原因的初步分析与排除
发电机在正常运行状态之时，励磁系统调节出现异常状况或者发生故障，致使励磁电压反常降低或者消失，进而造成发电机与系统之间失去同步，这就被称作发电机失磁。据现场运行的情况来看，有可能出现失磁的原因存在以下4种。
发电机转子清扫完毕后，发生器震颤加大招致炭刷打火出现，炭刷夹多个部位频繁出现断裂 。
（2）定值变更后，定值计算错误。
（3）励磁调节系统已使用多年，存在一定故障的可能性。
（4）微机继电保护装置已使用多年，存在一定故障的可能性。
基于上述那些缘由，借助改善发电机振动情况，来减少碳刷打火现象，以及减少碳刷夹断裂状况，让设计院再次计算保护定值，为励磁系统开展各项运行检查试验，再者微机继电保护装置进行试验之后，失磁动作仍旧没有消除。发生失磁动作时候的系统运行情况被重新梳理，依据现场运行人员所提供的情况，在没有更换变压器之前偶然也会出现失磁动作，只是次数比较少，每一次重新开机之后又能够正常使用一段时期，再借助对失磁动作那会儿无功变化的分析，找出其中规律，发电机处于高负荷运行以及系统内有大功率电动机启动那时容易发生失磁。基于这种现象，初步判定为微机继电保护方面存在问题，然而问题具体出在何处呢？进行了更进一步的分析。
3发电机失磁保护配置方案研究
3.1失磁保护配置方案的特点
反映励磁电压的变励磁电压判据Ufd(P)，能将全部的低励、失磁故障直观地予以反映，该判据无论是灵敏度还是动作速度，在本文所述的几个判据里都是最高的，是在几个判据中唯一能够精准且可靠地反映发电机低励故障的判据。所以，本文研究的失磁保护配置方案采用变励磁电压判据Ufd(P)，借助发信、减出力或者切换励磁等方式来让励磁恢复正常状态，它同样对跳闸而言是必要条件。发电机失磁保护存在三个主判据，其灵敏度排列顺序按降序依次是，转子低电压Ufd(P)，阻抗圆Z＜，系统低电压Um＜。鉴于系统低电压Um＜在诸多工况下不能够可靠地作出动作，所以不应当把它作为跳闸出口的必要条件，仅仅将其当作加速跳闸的因素 。本文所研究的失磁保护配置方案，把转子低电压判据“与”阻抗圆Z＜判据，历经一定的延时t3后出口跳闸；要是同时满足系统低电压判据Um＜，那就表明无功储备不足，在这种情形下，不经过延时t3，而是经过较短延时t2出口跳闸。该方案较为复杂，主要应用于大型机组以及系统里的关键机组。在实践当中，应当尽力简化失磁保护配置方案，比如对于和系统联系紧密的电厂能够去掉系统低电压Um＜判据，对于对系统影响较小的机组能够只采用阻抗圆Z＜判据。
3.2与其他失磁保护配置方案的对比分析
如今这个阶段的失磁保护配置方案数量是比较多的，数量不少于20种，然而这些方案的主要判断标准基本上全都采用了上文所讲的那几种判断标准，它们之间存在区别的主要方面在于失磁保护逻辑组合以及闭锁方式。除此之外的，除了本文所研究的失磁保护配置方案以外，现阶段在大型火电发电机组那里广泛被应用的失磁保护配置方案还有静稳边界圆发信、异步圆跳闸、低励失磁保护等。低励失磁保护方案主要是考虑到转子低电压判断标准因为灵敏度太高了，所以很容易出现错误动作情况。静稳圆跟异步圆的方案原理大体相同，体现的全是机端感受阻抗，仅仅静稳边界圆相较于异步圆的灵敏度要高些，它的动作速度也要快些。要是采用静稳边界圆发信然后到减出力或者采取措施就很难把励磁恢复到正常状态，停机事故没法避免。另外，静稳圆、异步圆都运用定子侧判据，可靠性欠缺。而转子侧判据是最直接的，任何低励失磁故障都是先源于转子侧接着影响定子侧最后波及系统侧 。
结语
当发电机处于正常运行状态时，若出现失磁现象，这会给发电机其自身、机组的安全以及电网系统带来较大的影响，而能够有效地防止运行机组发生失磁事件，此乃专业技术人员必须要面对且加以解决的技术问题。一方面，要从励磁装置的选型、一、二次回路备件的使用方面着手进行严格的检查与审慎的审核；另一方面，对于励磁系统改造之后的情况，要开展全面的检查以及定期的性能试验，以此来满足生产现场对于设备性能的要求。