《电力工程技术》600MW发电机过激磁保护与VHz限制的配合分析.doc

600MW发电机过激磁保护与V/Hz限制的配合分析 何海波 （国家电投集团协鑫滨海发电有限公司，江苏 盐城 224000） 摘要：发电机过激磁保护与励磁调节器V/Hz限制在发电机过励磁异常运行时都可以灵敏可靠地动作，两者都是保障发电机安全稳定运行的重要技术手段。对于同时反应于过励磁状态的两种保护，之间的良好配合就显得十分重要。文章通过对发电机过激磁保护与V/Hz限制的原理和特性分析并结合相关文件，再根据实际工程应用总结出它们的配合关系即励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则。 关键词：发电机过激磁保护，伏赫兹限制，配合 1、前言 发电机发生过激磁故障时会导致磁通增大，漏磁增加，造成发电机铁芯的涡流损耗增大，铁芯发热，而使绝缘老化，降低设备的使用寿命；因此现代的大型发电机都配备有励磁调节器限制和发电机过激磁保护功能，从而能对发电机的各种过激磁运行工况做出及时反应，确保发电机组的安全稳定运行。并且两种保护之间存在着配合关系，所以更加完善了对发电机的保护。国家能源局必威体育精装版版二十五项反措也要求发电机过激磁保护整定计算应考虑发电机的过励磁能力，并与励磁调节器V/Hz限制特性相配合，按励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则进行整定和校核。因此对发电机过激磁保护和V/Hz限制的配合分析很有必要。 本文通过对发电机的过激磁保护及V/Hz限制的动作特性，再联系某厂发电机系统过激磁保护及V/Hz限制两者之间配合关系的改进完善，总结出它们的配合原则。 2、过激磁保护与V/Hz限制的动作特性与配合 2.1、动作特性的分析 发电机会因为电压升高或者频率降低而出现过激磁，V/Hz限制和过激磁保护能有效地防止发电机因过励磁造成的损坏。由于V/Hz限制与过激磁保护均反应过激磁倍数而动作，定义过激磁倍数N如下： 式中： 、Be 磁通量、额定磁通量； U、f 分别为电压、频率； Ue、fe 分别为基准电压、额定频率； 、分别为电压标么值、频率标么值。 V/Hz限制可以有效的防止发电机铁芯发生过磁通，当发生过激磁时，将会对发电机的安全稳定运行造成威胁，如果过激磁的倍数大于V/Hz限制的整定值，V/Hz限制将按照设定时间动作于降低励磁电动势减少铁芯内的磁通，从而确保机端电势在合理的允许值之内。过激磁保护则是用于当发电机发生过激磁时及时的断开发电机出口开关和励磁系统。 过激磁保护反时限动作特性如下图1：由反时限下限段、反时限段和反时限上限段三部分组成，每段都对应一个跳闸时间。 图1 过激磁保护反时限动作特性曲线 2.2、过激磁保护与V/Hz限制的配合 发电机过激磁保护的最小低定值应按照躲过发电机长期允许的最大过激磁倍数来进行，反时限过励磁保护定值整定过程中，需考虑一定的裕度，可以从动作时间和动作定值上考虑：从动作时间考虑时，可以考虑整定时间为厂家提供的发电机允许过励磁能力时间的60%-80%；从动作定值考虑时，可以考虑整定定值为厂家提供的发电机允许过励磁倍数值除以1.05，最小定值应与定时限低定值配合。当发生过激磁时，V/Hz限制功能应该先于过激磁保护而动作。如果V/Hz限制动作之后不能够有效的限制铁芯内的磁通继续增加，此时再由过激磁保护动作于跳闸停机。 励磁调节器中V/Hz限制的参数设置应与过激磁保护动作特性相配合，遵循励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则，即V/Hz限制的灵敏度要高于过激磁保护。为了保证发电机组发生过激磁时，励磁调节器上V/Hz限制功能与发变组的过激磁保护都能正确动作，两者的动作特性曲线配合应如下图2所示：（图中实线1为过激磁保护反时限动作曲线，虚线2为V/Hz限制动作曲线。）V/Hz限制动作曲线必须一直在过激磁保护反时限动作曲线下方，二者位置不能倒换，也不能有重叠交叉区域。 图2 过激磁保护与V/Hz限制配合曲线 3、两种保护配合关系的校验 某厂2号机的运行参数如下：额定功率600MW，视在功率666MVA，定子额定电压20kV，定子额定电流19245A，两种保护的动作定值如下表： 3.1、原配合参数校核 2号发电机过激磁保护参数2号发电机反时限过激倍数N1.061.071.11.151.21.251.3动作时间t/S968549.81861.980.6 2号发电机V/Hz限制参数2号发电机V/Hz限制过激磁倍数/1.071.11.151.21.251.3动作时间t/S0通过软件画图将2号发电机的反时限过激磁倍数和V/Hz曲线画在同一平面内进行校核如下图3所示 图3 某电厂2号机反时限过激磁保护和V/Hz限制配合曲线 由上图可知，此电厂2号机有一部分V/Hz限制曲线在过激磁保护的上方。当机组发生过激磁时，如图所示当过激