发电机失磁保护中转子低电压判据的比较
发电机失磁保护的原理及调试方法
发电机失磁保护的原理及调试方法摘要:本文概述了60MW发电机失磁保护的原理及保护装置的调试方法。
[关键词]发电机失磁保护原理调试方法前言：东莞中电热电厂I期工程2×180MW机组,汽轮发电机采用无刷交流励磁机系统。
实践表明它容易产生失磁故障。
发电机失磁后，转入异步运行要从系统吸收大量的无功功率，如系统无功储备不足将引起系统电压下降，甚至造成电压崩溃，从而瓦解整个系统。
由于发电机从电网中大量吸收无功功率，影响并限制了发电机送出的有功功率。
失磁后，发电机转入低滑差异步运行，在转子及励磁回路中将产生脉动电流，因而增加了附加损耗，使转子和励磁回路发热。
因此，为了保证发电机安全运行增设了失磁阻抗保护。
该保护以机端视在阻抗反映低励失磁故障，不需引入转子电压（无刷励磁的发电机）。
根据失磁过程中的机端阻抗的变化轨迹，采用阻抗原理的保护作为发电机的低励或失磁故障保护，反映发电机励磁回路的部分失磁（低励）和全部失磁。
1.保护原理:1.1发电机发生低励，失磁故障后，总是先通过静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
根据这一原理，失磁保护由两个阻抗圆构成，一个为静稳边界阻抗圆，另一个为稳态异步边界阻抗圆。
失磁保护的阻抗继电器将位于阻抗平面的第三，第四象限，阻抗特性圆圆心在-X轴上，两个圆相切于-Xd。
特性曲线如图：1.2静稳阻抗圆通过+X轴的联系阻抗Xst和-X轴的-Xd，为防止非低励失磁工况下误动作，静稳阻抗圆只取图中实线的区域，消除第一，第二象限的动作区。
静稳阻抗圆动作后，经较长时间t1动作于信号。
1.3稳态异步阻抗圆的大小和位置是发电机的暂态电抗X’d和同步电抗Xd为基准的。
异步阻抗圆动作后，如果此时是单机与系统并列运行，系统无功储备又不足时，将会严重危害系统电压安全，系统电压下降，故此需引入系统三相同时低电压判据，Z2和三相同时低电压经“与”逻辑后，经短延时t3动作停机。
若多机运行，系统无功储备丰富，系统电压受影响不大，电压下降不多时，此时阻抗Z2动作经较长延时t2出口停机。
发电机保护配置
发电机保护配置一、发电机保护配置1、法电机差动保护：保护能在区外故障时可靠地躲过两侧CT特性不一致所产的不平衡电流，区内故障保护灵敏动作。
保护采用三相式接线, 由两侧差动继电器构成，瞬时动作于全停。
2、发电机定子接地保护：保护由发电机机端零序电压和中性点侧三次谐波电压共同构成100%保护区的定子接地保护，基波跳闸，三次谐波发信号。
设PT断线闭锁。
区外故障时不误动。
3、发电机过电压保护：过电压保护动作电压取1.3倍额定电压，延时0.5秒动作于全停。
4、低频保护：低频保护反应系统频率的降低，保护由灵敏的频率继电器和计数器组成，并受出口断路器辅助接点闭锁。
即发电机退出运行时低频保护自动退出运行。
保护动作于发信号或全停。
装置在运行时可实时监视定值，频率及累计时间的显示。
两套保护之间宜有连续跟踪和数据累计功能。
5、失步保护：保护由三阻抗元件或测量振荡中心电压及变化率等原理构成,在短路故障、系统稳定振荡、电压回路断线等情况下,保护不误动作。
能检测加速和减速失步。
保护通常动作于信号,当振荡中心在发电机变压器内部,失步动作时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于全停。
并装设电流闭锁装置,以保证断路器断开时的电流不超过断路器额定失步开断电流。
6、失磁保护：保护由发电机端测量阻抗判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据组成。
设PT断线闭锁。
闭锁元件动作，阻抗元件动作发出失磁信号经延时t1动作减出力。
闭锁元件动作，阻抗元件动作延时t2切换厂用电源。
闭锁元件动作，系统电压低于动作允许值时经延时t3动作于全停或程序跳闸。
7、发电机逆功率保护：保护动作分两段时限t1发信号，t2动作于全停，具备PT断线闭锁功能。
8、程序跳闸逆功率保护：保护为程序跳闸专用,用于确认主汽门完全关闭。
由逆功率继电器作为闭锁元件,其整定值为(1-3)%发电机额定功率。
保护动作分两段时限t1发信号,t2动作于全停。
9、发电机过激磁保护：过激磁是以V/HZ的比值为动作原理，设有两段定值。
失磁保护
发电机失磁保护的整定计算作者：佚名发布日期：2008-5-30 17:33:45 (阅631次)关键词: 保护电机目前，国内生产及应用的微机型失磁保护的类型主要有两类，一类是机端测量阻抗＋转子低电压型；另一类是发电机逆无功＋定子过电流型。
一、机端测量阻抗＋转子低电压型失磁保护的整定计算该型失磁保护用于判断发电机失磁或励磁降低到不允许的程度的判据主要有机端测量阻抗元件及转子低电压元件，失磁的危害判别元件只有系统低电压元件。
此外，为提高失磁保护动作可靠性（例如，躲系统振荡），还设置有时间元件。
对于该型失磁保护的整定，主要是对机端测量阻抗元件、转子低电压元件、系统低电压元件及时间元件的整定。
1、机端测量阻抗元件的整定（1）失磁保护阻抗元件动作特性的类别。
截至目前，国内采用的失磁保护阻抗元件在阻抗复平面上动作特性的类型主要有：异步边界阻抗圆、静稳边界阻抗圆及通过坐标原点的下抛阻抗圆。
圆内为动作区。
2、动作阻抗圆的选择及整定理论分析及运行实践表明：发电机失磁后，机端测量阻抗的变化轨迹，与发电机的结构、发电机所带有功功率及系统的联系阻抗均有关。
运行实践表明：按静稳边界构成的动作阻抗圆，在运行中容易误动。
目前国内运行的阻抗型失磁保护，多数采用异步边界阻抗圆、下抛阻抗圆。
在确定阻抗元件的整定值时，应首先了解发电机在系统的位置，与系统的联系阻抗及常见的运行工况等。
动作阻抗圆的整定阻抗一般按下式确定：XA=-0.5X’d(或XA=0)XB=-1.2XdXA、XB分别为异步边界阻抗圆的整定电抗。
Xd为发电机的同步电抗X’d发电机的暂态电抗另外，对于与系统联系阻抗较大的大型水轮发电机，动作阻抗圆应适当增大；而对于与系统联系阻抗较小的大型汽轮发电机，动作阻抗圆可适当的减小。
对于经常进相运行的发电机，应保证在发电机进相功率较大时（但未失步），机端测量轨迹不会进入动作阻抗圆内。
另外，若阻抗元件采用静稳边界阻抗圆，则必须由转子低电压元件进行闭锁。
热电部发电机失磁保护不能正确动作的原因分析
热电部发电机失磁保护不能正确动作的原因分析天津石化热电部一期工程有4台25婀发电机，其中#1、#3发电机经双卷变压器接入1IOKV母线，#2、#4发电机经三卷变压器接入1IOKY母线与35KV母线，2005年这4台发电机保护均更新为国电南自有限公司的DGT-801A型微机保护。
#1发电机、113线路与1IOKV4母线相连，#2，#3发电机、114线路与IIOIG'5母线相连，IIOKV母线通过113、114两条线路与上古林220KV变电站相连。
2008年7月4日23时50分，#3发电机接带20胂有功，12MVAR无功负荷，正常运行中突然跳闸，瓤开关及1IOKV断路器断开，汽轮机及发电机停运。
电气主控室光字显示为发电机“失磁保护”动作。
1IOKV故障录波器显示114A相电流突变．一、曩因分析保运继电保护人员到达现场后，根据当时现象以及发电机微机保护装置记录判断确实是发电机“失磁保护”动作。
但是具体原因是什么呢?动作行为是否正确呢?下面做具体分析：(一)发电机阻抗型失磁保护原理与定值。
正常运行时，若用阻抗复平面表示机端测量阻抗，则阻抗的轨迹在第一象限(滞相运行)或第四象限(进相运行)内。
发电机失磁后，机端测量阻抗的轨迹将沿着等有功阻抗园进入异步边界园内。
失磁还可能进一步导致机端电压下降或系统电压下降。
阻抗型失磁保护，通常由阻抗判据(Zg)、转子低电压判据叩(Vfd)、机端低电压判据(Ug)、系统低电压判据(Un)及过功率判据(P)构成。
保护输入量有：机端三相电压、发电机三相电流、主变高压侧三相电压(或某一相间电压)、转子直流电压．其保护逻辑图如图一．发电机失磁保护(阻抗原理)定值如下表一：定值名称定值符号定值簟位阻抗圆心Xc一12O阻抗半径Xr12Q’7转子低电件定值Vfdl140V转于低电监判据系敷砌0．3反应功率Pt0■动作时间t12S注：失磁保护中．其计算阻抗为三相综合阻抗(二)电气值班人员反映，事发当时系统电压稳定，发电机运行正常：经值长与上古林变电站联系，当时上古林变电站内145母联断路器跳闸。
发电机失磁保护判据分析及改进措施
发电机失磁保护判据分析及改进措施作者：芦玉柱任玉宝成玉峰来源：《硅谷》2014年第20期摘要研究了某电厂发电机失磁保护判据出现拒动的问题，发电机失磁对设备本身和电力系统造成影响。
介绍了发电机失磁保护判据的现状，提出了失磁保护配置改进方案和防范措施。
关键词发电机；失磁保护；措施中图分类号：TM716 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0146-02某电厂2012年5月，发电机励磁整流柜及AVR调节柜主控板进水严重，造成励磁调节器通讯故障及数据自动丢失，发电机励磁电压瞬间降为零，无功功率为负值，发电机进入失磁运行。
该电厂失磁保护判据自调试以来一直采用阻抗判据+转子电压低判据+系统电压低判据方式。
发电机失磁后，由于此时系统电压未低于设计动作值，失磁保护未可靠动作，发电机开始进相运行，一方面从系统电网吸收部分无功功率，另一方面发电机端电压突降，定子电流突升，厂用电压下降较快，对机组的安全运行直接造成威胁。
以上事件说明，该厂发电机失磁后由于电网系统有充足的无功储备，失磁对电网安全影响较小，系统电压未低于动作值，失磁保护拒动后系统电网电压下降，厂用母线电压下降较多，造成发电机组和电网线路事故扩大化。
1 发电机失磁的影响正常运行的发电机发生失磁现象后，会对发电设备本身、机组厂用设备的运行造成威胁，同时将会破坏系统电网的稳定运行甚至扩大事故。
发电机失磁后，由滞相运行方式变为异步运行，等效电抗降低，定子电流增大，发电机定子绕组、转子部分会出现过热现象，一旦发生局部超温，将会破坏设备绝缘。
同时发电机端电压下降，造成厂用电压下降过多。
发电机失磁后，从系统吸收无功功率，引起系统电网电压下降，相邻机组励磁自动调节，增大自身无功功率，引起发变组、线路过电流、导致系统电网事故扩大。
所以说，大型发电机必须配备完善的失磁保护判据。
当发生失磁运行时，失磁保护能可靠动作。
一旦发生失磁保护拒动时，应立即将厂用电源切至备用电源，将机组与系统电网解列，以保护发电机自身及系统的安全运行。
发电机失磁保护判据的应用_梁国艳
可能降低不到定值以下的情况， 设置一段不经母线低电
压闭锁的失磁保护，经稍长延时动作出口。 为了防止自并
励发电机区外故障时失磁保护误动作 w 不推荐只投转子
低 电 压 判 据 和 系 统 低 电 压 判 据 的 失 磁 保 护 方 案 。 RCS-
985 采用的处理异常工况的措施：主变高压侧母线 TV 断
2 发电机失磁保护判据的应用
2.1 逆无功判据 发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志是
逆无功和定子过电流同时出现。 并网运行的发电机失磁 之后由产生无功变为吸收无功， 无功功率由正值变为负 值，即出现了逆功率，此时若发电机维持的有功较大则定 子过电流， 该原理失磁保护直接反映发电机失磁后机组 从系统吸收无功的程度和定子过电流的情况。 该判据的 物理概念清晰，容易整定且不受系统运行方式影响。 有一 些 300MW 及以上的大型汽轮发电机采用无刷励磁方式， 运行效果比较好。 但无刷励磁发电机转子电压不直接引 出， 因此转子低电压判据不适合于无刷励磁发电机的失 磁保护， 而逆无功原理构成的失磁保护特别适合这种发 电机。 2.2 神经网络判据
基于保护原理的人工神经网络失磁保护配置方案中 输入量为：发电机高压侧电压、发电机机端电压、发电机 机端测量阻抗、发电机输出的有功功率、发电机输出的无 功功率、发电机励磁电压和发电机励磁电流；输出量为： 低励失磁故障、非低励失磁故障（区外故障）。 配置方案中 的决策系统采用 ANN。 网络的输入层使用成熟的保护原 理，并且通过网络的合理连接完成网络的第一层，该层网 络直接反应了保护原理。 该方案将现有失磁保护的保护 判据和人工神经网络智能化特点相结合， 充分发挥各自 优势，为实现高性能的继电保护装置提供了可能。
实际运行中发电厂在做进相试验之前。 最好将进相 试验方案中的有功功率与无功功率曲线的关系转化到阻 抗平面上与失磁保护的阻抗圆进行比较， 确保试验能够 可靠进行。 另外，合理的低励限制曲线与阻抗判据整定的 配合，也是防止失磁保护误动的一个重要方法。
低励与失磁危害比较
* 贴子主题： [讨论]部分失磁和全部失磁，那种工况对发电机更不利？zjs等级：职业侠客文章：65积分：1190注册：2006-10 -25楼顶[讨论]部分失磁和全部失磁，那种工况对发电机更不利？发电机部分失磁和全部失磁，那种工况更不利？对于电厂和电网来说分别有什么影响？汽轮、水轮机组有什么区别？和搞保护的同事讨论了好久，也没有非常准确的答案，希望有励磁、保护、发电机运行、电网运行等方面的高手指点......2008-1-2 20:05:48geng70等级：贵宾文章：325积分：7675注册：2006-3-15第2楼水轮机、汽轮机的转子不同，分别是凸极式、隐极式，允许的失磁运行时间不同：当系统无功功率储备充足时，汽轮发电机的失磁故障允许短时间（例如1 0～30分）减小有功功率出力转入异步发电运行，在此期间，需迅速排除故障，恢复励磁；如若不成再行切机。
对于水轮发电机组，由于它的异步力矩（功率）很小，而且起停方便，所以水轮发电机失磁故障时通常不作异步运行，失磁保护直接作用于跳闸停机。
发电机低励和失磁是常见的故障形式。
造成低励、失磁的原因，主要是励磁回路的部件发生故障、自动励磁调节装置发生故障以及操作不当或由于系统事故造成的。
对各种失磁故障综合起来看，有以下几种形式：励磁绕组开路引起的失磁、励磁绕组短路引起的失磁、励磁绕组经失磁电阻（自同期电阻、异步电阻）引起的闭路失磁以及励磁绕组经电枢或整流器闭路失磁。
不论是哪种形式，失磁的发电机将会过渡到异步运行，使转子出现转差、定子电流增大、定子电压降低、有功输出将下降。
电气量的这些变化，在一定条件下，将破坏电力系统的稳定运行、威胁发电机的自身安全。
失磁的危害主要表现在以下几个方面（1）低励或失磁的发电机，从电力系统吸收无功功率，引起电力系统电压下降。
若电压下降幅度太大，将可能会导致电力系统电压崩溃而瓦解。
（2）对于大型发电机组，在失磁后系统将要向其输送大量的无功电流，这将可能会引起电力系统的震荡。
发电机失磁故障典型判据分析
作者简介 ： 冯岩（９４ ， ， １７ 一）男 黑龙江阿城人 ， ． 大唐云南东南亚经济技术投资实业有限公 司工程师 ． ．
第 １期
的误 动 ．
冯
岩 ： 电机 失磁 故 障 典型判 据分析 发
６ ３
限于异 步阻抗 圆和 静稳 边 界 圆 ， 程实 际使 用 可 以 工 选择两种特性 之 间的阻抗 圆 ， 可靠性 和快 速性 ． 兼顾 静 态阻 抗 判 据 的 缺 点 ： 于静 稳 边 界 圆 比较 由 大， 某些 非失 磁 故 障 如 机端 三 相 短 路 、 系统 振 荡 也 可能使 得测 量阻 抗 进 入 动 作 区 ， 引起 保 护误 动 ． 因
期性变化， 发电机周期性地严重超速 ， 直接威胁着
机 组 的安全 ；４定 子端 部漏磁 增加 ， （） 引起定 子端 部 部 件 和边段铁 芯过热 ． 由于发 电机失 磁对 电力 系统 和 发 电机 本身 的上述危 害 ， 为保 证 电力系统 和发 电 机 的安全 ， 必须装 设 低励 一失磁 保护 ， 以便 及 时发 现低 励和失 磁故 障并采取 必要 的措施 ．
故 障的原 因及 采取 的方案措施 ．
关键 词 ： 发 电机 ； 失磁 ； 判据 ； 分析 中图分类 号 ： Ｔ ０ ． Ｍ３７ １ 文 献标识 码 ： Ａ
Ｏ 引 言
随着 电力行业 的发 展 ， 电机 的单机 容量 越来 发
２ 失磁故障对发电机本身的不利影响
（） １由于滑差的出现 ， 转子表面和励磁 回路 中
感应 出差 频 电流 ， 产生 附 加损 耗 和 转 子表 层 过 热 ； （） 入异 步运行后 ， 电机等效 电抗 降低 ， 系 统 ２进 发 从
中吸 收的无 功功 率增加 ， 由于 过 电流将 使发 电机定
发电机保护整定计算技术规范
定子绕组内部故障主保护一、纵差保护1 固定斜率的比率制动式纵差保护1）、比率差动起动电流I op.0：I op.0= K rel K er I gn ／n a 或 I op.0= K rel I unb.0一般取I op.0＝(0.1～0.3) I gn ／n a ，推荐取I op.0＝0.2 I gn ／n a 。
2）、制动特性的拐点电流I res.0拐点电流宜取I res.0＝(0.8～1.0)I gn ／n a ，一般取I res.0＝0.8I gn ／n a 。
3）、比率制动特性的斜率S ： 0.r max .r 0.op max .op I I I I S es es --=① 计算最大不平衡电流I unb.max ： I unb.max ＝K ap K cc K er I k.max ／n a式中：K a p ——非周期分量系数，取1.5～2.0； K cc ——互感器同型系数，取0.5； K er ——互感器比误差系数，取0.1； I k.max ——最大外部三相短路电流周期分量。
② 差动保护的最大动作电流I op.max按躲最大外部短路时产生的最大暂态不平衡电流计算： I op.max ＝K rel I unb.max式中：K rel ——可靠系数，取1.3～1.5。
③ 比率制动特性的斜率S一般I res.max ＝I k.max ／n a ，则 0.r a max .k 0.op unb.max rel 0.r max .r 0.op max .op I n /I I I K I I I I S es es es --=--≥2、变斜率的比率制动式纵差保护1）、比率差动起动电流I op.0：同4.1.1.1“比率差动起动电流”的整定。
2）、制动特性的拐点电流I res.1： 对于发电机保护，装置固定取I res.1＝4I gn ／n a 。
对于发电机变压器组保护，装置固定取I res.1＝6I gn ／n a 。
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2013年继电保护十八项反措调考题库一、判断题1.电力系统重要设备的继电保护宜采用双重化配置。
（╳）正确答案：电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置.出处:条文15.2.12.双重化配置的两套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组；其保护范围应交叉重叠，避免死区。
(√)出处：条文15.2.1。
13.双重化配置的两套保护交流电压应分别取自电压互感器互相独立的绕组.其保护范围应交叉重叠，避免死区.（╳)正确答案：双重化配置的两套保护交流电压宜分别取自电压互感器互相独立的绕组.其保护范围应交叉重叠，避免死区。
发电机失磁及失磁保护分析
发电机失磁及失磁保护分析作者：李越冰;赵欣来源：《价值工程》2011年第01期摘要：本文通过分析发电机的失磁原因，发电机失磁对电力系统产生的危害，分析了发电机失磁保护容易误动的原因，最后介绍了发电机失磁保护的传统判据和新的保护原理，有助于发电机失磁问题的深入研究。
Abstract: This paper analyzed the causes of easy to malfunction of excitation loss protection of generator, through the analysis of the reasons for loss of excitation and its harm to the power system, and finally introduced the traditional criteria and new protection principle of generator excitation loss protection, which is helpful to the in-depth study of the excitation loss of generator.关键词：发电机；失磁；失磁保护Key words: generator；excitation loss；excitation loss protection中图分类号：TM6 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0044-010引言发电机的安全可靠运行程度，对确保整个电力系统的稳定运行和和对用电客户提供持续可靠的电能意义重大。
因此对用于发电机的相关继电保护设备的功能和技术水平要求较高。
1发电机失磁现象发电机失磁[1，2]是指正常运行发电机的励磁电流全部的或部分的消失现象。
引起发电机失磁原因有：励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、转子绕组故障、回路发生故障以及误操作、半导体励磁系统中某些元件的损坏等等。
发电机失磁故障的判断及处理
发电机失磁故障的判断及处理作者：刘斌张俊超来源：《科技视界》2016年第25期【摘要】发电机失磁对发电机和电力系统有很大的影响，使发电机失步进入异步运行状态，系统电压降低甚至崩溃。
失磁保护判据能迅速判断故障，正确动作，保证机组和系统安全稳定运行。
【关键词】失磁；异步；判据引言：随着单台机组容量越来越大，一台机组出现电气故障如果不能快速处理，保护不能正确动作，很可能拖垮局域电网。
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对发电机和整个电力系统的安全稳定运行有着重要的影响。
统计表明，60%以上的发电机故障为励磁系统故障，失磁是其中非常严重的一种电气故障。
失磁分为部分失磁和全部失磁两种情况，绝大多数情况下属于部分失磁，人为原因和设备原因都可能导致机组部分失磁。
发电机组在正常运行情况下，即发有功功率，也发无功功率。
由于有功电流磁场的交轴电枢反应，定子电流对转子磁场有很大的削弱，转子电流产生的磁场有很大一部分被抵消。
当发电机励磁系统出现某些故障时，励磁电流快速下降，与失磁保护配套的低励限制动作，如果动作成功，励磁电流电压被限制在低励状态，发电机部分失磁，从系统吸收少量无功，发电机失步，进入异步发电机状态。
如果低励限制不动作或者动作不成功，励磁电流直接降低到零或者接近于零，发电机将完全失磁，从系统吸收大量无功，进入深度异步运行状态。
发电机异步运行时，定子电流升高，转子出现转速差，转子表面感应出差频电流，引起转子的额外发热，异步运行越深，转差越大，发热越明显。
异步运行同时引起机组振动增大，发电机各部漏磁增加，温度升高。
发电机失磁，从系统吸收大量的无功功率，对电力系统有很大的影响。
由于无功功率是分层分区就地平衡，一台机组失磁，首先附近并网运行的机组无功输出增加，电流增大，可能导致定转子的过负荷；如果局部电网无功储备不足，将直接导致电压下降，甚至局域电压崩溃。
由此可见，失磁故障对发电机和整个电力系统有着巨大的破坏性。
失磁保护作为发电机主保护，必须在第一时间判断失磁故障正确，做出正确的动作方式，才能确保机组和电力系统的安全稳定运行。
发电机失磁保护介绍
发电机失磁保护介绍1 概述同步发电机是根据电磁感应的原理工作的，发电机的转子电流（励磁电流)用于产生电磁场。
正常运行工况下，转子电流必须维持在一定的水平上。
发电机失磁故障是指励磁系统提供的励磁电流突然全部消失或部分消失。
同步发电机失磁后将转入异步运行状态,从原来的发出无功功率转变为吸收无功功率。
对于无功功率容量小的电力系统，大型机组失磁故障首先反映为系统无功功率不足、电压下降，严重时将造成系统的电压崩溃,使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。
在这种情况下,失磁保护必须快速可靠动作，将失磁机组从系统中断开，保证系统的正常运行。
引起发电机失磁的原因大致有:发电机转子绕组故障、励磁系统故障、自动灭磁开关误跳闸及回路发生故障等。
2 发电机失磁过程中机端测量阻抗分析发电机从失磁开始进入稳态异步运行，一般分为三个阶段：（1）失磁后到失步前（2）临界失步点（3）异步运行阶段２.1隐极式发电机以汽轮发电机经联络线与无穷大系统并列运行为例，其等值电路与正常运行时的向量图如图1所示。
图1 发电机与无限大系统并列运行图中,d E 为发电机的同步电势，f U 为发电机机端相电压，s U 为无穷大系统相电压,I 为发电机定子电流,d X 为发电机同步电抗,s X 为发电机与系统之间的等值电抗，且有s d X X X +=∑ ,ϕ为受端的功率因数角,δ为d E 与s U 之间的夹角（即功角）。
若规定发电机发出有功功率、无功功率时，表示为jQ P W -=,则δsin ∑=X U E P sd (1) ∑∑-=X UX U E Q ss d 2cos δ(2） 功率因数角为PQ1tan -=ϕ （３） 在正常运行时,090<δ。
090=δ为稳定运行极限,090>δ后发电机失步。
1. 失磁后到失步前在失磁后到失步前的阶段中,转子电流逐渐减小，E ｄ随之减小，随之增大,两者共同的结果维持发电机有功功率P 不变。
与此同时,无功功率Q 随着Ed 的减小与的增大迅速减小,按(2)式计算的Ｑ值由正变负，发电机由发出感性无功转变为吸收感性无功。
火电厂发电机失磁保护阻抗判据的探讨
火电厂发电机失磁保护阻抗判据的探讨摘要：火电厂供电系统中，发电机失磁是一种常见的故障。
为了保护发电机，需要设置失磁保护阻抗判据。
本文对失磁保护阻抗判据的选择、设定以及应用进行了探讨，分析了不同失磁保护阻抗判据的特点和适用范围，旨在提供一种有效的失磁保护方法。
关键词：火电厂；发电机；失磁保护；阻抗判据引言火电厂供电系统中，发电机作为主要的电力源，承担着供应电力的重要任务。
然而，发电机在运行过程中可能遇到各种故障，其中失磁是一种严重的故障类型。
如果发电机失磁，将导致供电系统失去电力供应能力，造成严重后果。
因此，发电机失磁保护是保证供电系统正常运行的重要措施之一。
在失磁保护中，阻抗判据是一种常用且可靠的保护方式。
本文将对失磁保护阻抗判据进行详细的探讨，以期提供一种有效的失磁保护方法。
一、失磁保护阻抗判据的选择受激励电流判据是失磁保护阻抗判据中常用的一种方法。
该方法通过监测电机绕组中的激励电流来判断电机是否失磁。
一旦电机失磁，激励电流将会急剧下降或消失。
因此，通过监测激励电流的变化情况，可以及时判定失磁事件的发生。
增量法判据是另一种常用的失磁保护阻抗判据。
该方法通过计算标准电机和实际电机之间的阻抗差值来判断电机是否失磁。
当电机失磁时，其阻抗将会发生明显变化，与标准电机之间的阻抗差值将会增大。
通过设置合适的阻抗差值阈值，可以有效地判定电机失磁的发生。
伏安特性判据是通过电机的伏安特性曲线来判断电机是否失磁。
电机的伏安特性曲线是描述电机输出电压和电机输入电流之间关系的曲线。
当电机失磁时，其伏安特性曲线将会发生明显变化，输出电压和输入电流之间的关系将会变得不稳定或失去线性关系。
通过监测伏安特性曲线的变化情况，可以判定电机是否失磁。
阻抗滑差判据是一种基于电机运行状态参数的失磁保护阻抗判据。
该方法通过计算电机的阻抗和滑差之间的关系来判断电机是否失磁。
当电机失磁时，其阻抗和滑差之间的关系将会发生明显变化。
通过设置合适的阻抗和滑差的关系阈值，可以判定电机失磁的发生。
失磁保护中系统判断(U3φ〈)的再议
则 “ 相 同时低 电压” 三 判据 Ｕ ＜的 机端 阻 抗动 作 特
２
继 电 器
电抗 （ 包 括 升 压变 压 器 电抗 ） 越 大 ， １越 上 不 圆
移。
节性停 机 、 划 外 检 修 、 计 自动 电压 调 节 器 因 故 停 用
等 ） 对 于特 定 的局 部 电 网 ， 是 有 可 能 发生 上 述 内， 还 不应 有 的事故 扩 大现象 。 因此一 切可 能发 生上 述危
极 限失 步之前 这段 时 间 内有 功 基 本不 变 的前 提下 ， 圆 １ 表示 机端 阻抗 的变 化轨 迹 。发 电机 失磁前 有 功 Ｐ越 大（ ２中 Ｐ＝１ 画 出 ） 圆 １ 图 未 ， 越小 ； 系统 等 值
Ｋ ＝ｌ ｌＩ ＝ ／Ｕ Ｉ 常数（ 即动作电压与额定电
５ｃ 功 方同 无 准静稳 １ 静稳）
作 电压 Ｕ ＝０ ８ ０ ９ Ｕ （ ．５～ ．０ 由系 统决 定 ） 后 者 ，
＝
０ ７ ～０ ８ Ｕ （ ．５ ．０ 由厂用 系统决 定 ） 。
今作 Ｕ ＜判据 的机 端 阻 抗 动 作 特 性 分 析 ， 目
的在 于将 失 磁保护 中的静稳 极 限或异 步边界 阻抗 动 作 特性 与 Ｕ ＜判据 在 阻抗 平 面上 作 比较 分析 。
停运 ， 台大 型发 电 机组 的失 磁 故 障酿 成 局 部 电网 一 例 １ 汽 轮 发 电机 ， ＝２ ５ Ｘ ＝０ ３ ， ＝ ，， ｄ ． ２
Ｉ
一
ｔ
Ｚ ０ ｉ
Ｚ
ｉ
标原 点在 无穷 大母线 处 ） 其 圆心 Ｚ 为 ， Ｚ ＝Ｚ ／ 。 （ 一１ ） Ｚ ＝ｅ … ｊ Ｋ Ｚ／ （ 一１ ）
浅谈发电机失磁保护
浅谈发电机失磁保护发表时间：2017-07-17T15:25:08.730Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：侯小利[导读] 摘要：发电机失磁时会对发电机和电力系统产生巨大危害；本文分析了发电机失磁时对系统和发电机本身所产生的危害（河南能源焦煤公司冯营电厂河南焦作 454173）摘要：发电机失磁时会对发电机和电力系统产生巨大危害；本文分析了发电机失磁时对系统和发电机本身所产生的危害，介绍了发电机失磁保护的原理，使我们对发电机失磁及失磁保护有了一个系统的了解，为深入研究发电机失磁保护提供一定的帮助。
关键词：发电机；失磁保护；危害 1发电机失磁的危害发电机失磁是指正常运行的发电机励磁电流全部或部分消失的现象。
引起发电机失磁原因有：励磁机故障、灭磁开关误跳闸、转子绕组以及转子回路发生故障、运行人员误操作、半导体励磁系统中某些元件的损坏等等。
失磁是发电机常见故障形式之一，特别是大型发电机组，由于励磁系统环节较多，因而也增加了发生失磁的机率。
发电机发生失磁以后，励磁电流将逐渐衰减至零，发电机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而不断减小，电磁转矩将小于原动机的转矩，因而使转子加速，导致发电机功角增大。
当发电机功角超过静稳极限角时，发电机将会与电力系统失去同步。
发电机失磁后将从系统中吸取一定的感性无功，转子会出现转差，在定子绕组中感应电势，并且定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，而无功功率反向并不断增大，在转子上会有差频电流产生，整个系统的电压可能会下降，某些电源支路也会产生过电流，发电机的各个电气量不断摆动，严重威胁发电机和整个电力系统的安全稳定运行。
1.1 失磁对电力系统的危害，主要表现在以下几个方面（1）低励或失磁的发电机，从系统中吸收无功功率，引起系统电压下降，如果电力系统中无功功率储备不足，将使电力系统中邻近的某些点电压低于允许值，破坏负荷与各电源间的稳定运行，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。
同步发电机失磁保护实现两级转子电压判据方案
同步发电机失磁保护实现两级转子电压判据方案
张连斌
【期刊名称】《继电器》
【年(卷),期】1990(000)003
【摘要】一前言近年来,国内对同步发电机失磁保护做了大量的研究工作,相继出现了一些新产品,其基本判据大都采用静稳极限角及励磁电压构成。
可用图1框图表示: 其中:I_f—机端电流 U_f—机端电压 U_(L0)—空载励磁电压δ_(jx)—静稳极限角δ—功角 U_L—励磁电压定子判据以功角δ大于静态稳定极限角δ_(jx)为动作条件,转子判据以励磁电U_L小于0.8倍的空载励磁电压为动作条件,两判据同时满足时保护动作。
【总页数】4页(P27-29,70)
【作者】张连斌
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM341.073
【相关文献】
1.同步发电机失磁保护新型辅助判据 [J], 韩笑;陈辉;邵美才;朱凯;洪晨;韩天博
2.发电机失磁保护闭锁电压判据的计算与选择 [J], 刘金涛;张兵海;崔彦丽
3.发电机失磁保护中系统低电压判据的探讨 [J], 殷建刚;彭丰;杨平;余保东
4.发电机失磁保护中转子低电压二判据的比较 [J], 郁涵
5.采用有功转子判据为主判据的新型发电机失磁保护 [J], 汪象侃;姚晴林
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锁。
３ 变 励 磁 低 电 压 判 据 ３１ 变励 磁 电压 的 检测 ． 如上所述 ，等励磁低 电压判据 存在重 负荷下低励 时可能 拒
等励磁 电压判据 ， 以一 个给定 的电压值 ， 为鉴别失磁 故 动 ， 是 作 在轻负荷下进相 运行时可能误动 的缺点 ， 虽然可 以按最低 运 障的依据 。实现这一判据的检测元件为一低 电压元 件 ， 当励磁 电 行负荷整定来减少拒动或误动 ， 但并未从根本上消除上述缺点。 压下降到低于这一给定值时 ， 电压元件动作 。上述励磁 电压 的 低 为了消除等励磁低 电压判据 的缺点 ，常采用变励 磁 电压 判
关键词 ： 失磁 保 护 ； 磁 电 压 ； 励 失磁
１ 概 述
感应 电流 ， 与励磁 电源所建立 的励 磁电流 Ｉ ｆ） ｆ ０相迭加 ， ｄ 导致励磁 对 于失磁保护 ， 以异 步边 界和静稳 边界 为判据 的低 励 、 失磁 绕组端电压 Ｕｄ发生波动 。 ｆ 继 电器 ， 它们 都能正确地鉴别正常运行和低励 、 失磁故障 。但是不 在重负荷下发 生振 荡过程时 ， 由于 Ｉ （） 当大 ， ｆ ｏ相 ｄ 励磁绕 组端 论 采用哪种 整定方式 ， 当外部 短路 、 系统振荡 、 长线 充电 、 自同期 电压 Ｕｄ的最小值不会下降到励磁低 电压元件的动作 电压 Ｕ ｚ以 ｆ ｄ 及 电压 回路断线时 ， 电器都会误动。因此 ， 继 必须利用其他特征量 下 。但是 ， 当轻负荷运行时 ， 由于 ｉ （ 比较小 ， ｆｏ ，） ａ 有可能使 Ｕｄ小于 ｆ 作为辅助判据 ， 增设辅助元件 ， 才能保证选择性 。励磁 电压下 降 ， ０ 此时励磁低 电压元件将抖动 ， ， 甚至误动作 。 是造成低 励 、 失磁故 障的直接原 因， 因此可 以把励磁 电压 的下 降 因此 ， 在重 负荷 下发生振荡 时 ， 磁低 电压元 件能够有 效地 励 作为低励 、 失磁故障的主要判据 。但是 ， 励磁 电压是一个多变的参 实现 闭锁 ； 而在轻负荷进 相运行发生振荡 时 ， 励磁 低 电压元 件可 数， 由空载到强行励磁 ， 变化 的幅度可达空 载励 磁电压的 ６ ８ 倍 能抖动或误动。 甚至更高 。此外 ， 在系统振荡 、 短路故 障的过程 中 ， 励磁 回路还会 ２ 其他异常情况下励磁低 电压元件 的行为 ． ５ 出现交变分量 电压 ， 与直流分量相迭加 ， 有时甚至过零 。在失磁后 异步运行过程 中， 在励 磁回路中也会产生很大 的感应 电压 。由于 这些原 因 ， 现代失磁保护通常不再把励磁低 电压 的变 化作 为主要 判据 ， 而仅把它作为辅 助判据之一加以运用 。 对励磁 电压下降 的运用 方法 ， 目前有 两种 ： 一是用 等励磁 电 压作 为判据 ； 一是用变励磁 电压作为判据 。下面是对这两种方 法 的分 析 和 比较 。 ２ 等 励 磁 电压 判 据 长线充 电时 ， 励磁 电压将下 降 ， 励磁低 电压元件可能误动作 ， 不能可靠闭锁。在发生 自励 现象时 ， 如无其他相应 的闭锁措施 ， 必 将导致保护装置误 动作 。 电压 回路断线时 ，励 磁低 电压 元件显然 能够有效地 实现 闭
民营 科技 ２１ 年第９ ０２ 期
科 技 论 坛
发 电机 失磁保护 中转子低 电压判据 的比较
王 东 ．
（ 华能新疆能源开发有 限公 司塔 什店发 电厂 ， 新疆 库尔勒 ８ ５ 介 ２ ＭＷ 及 以上 发 电机 失磁 保 护励 磁 电压 判 据 的 两种 构 成 方 式及 其 原 理 ， 并加 以 比较 。 什 店 发 电 厂 四期 扩 建 塔 工程 ２ １５ Ｗ 机组在 与西安热 工研 究院联合调试过程 中对 １ ２号机发一 ＂２Ｍ 号 变组保护进行 了更新 改造 ， 在试验 中发现其 失磁保护励磁 电压判据有缺 陷， 依据分析结果对其进行 了改进。
靠动作 。而在外部短路 、 振荡等情况下 ， 当可靠不动作 ， 都应 以便
可靠地实现闭锁。
设被研究的发 电机经联结 电抗 ｘ 接到 电压 为 Ｕ ： ｓ Ｘ １的母线 上。 将发电机定子 回路的电阻忽略不计 ， 则通过机端 的有功功率 Ｐ 如果低励 、 失磁继 电器按 静稳边界 整定 ， 当发 电机的工作 点 等于通过 Ｕ ＝ 母线处 的有功功率 Ｐ 对于隐极机 ， Ｘ １ Ｘ Ｉ Ｘ。 Ｕ ＝ 母线处 越过静稳边界后 ， 继电器就进入动作状态 。但 由于励磁低 电压 元 的静稳边界。 中坐标的原点对应 于 Ｕ ＝ 的母线处 ， 其 Ｘ Ｉ 静稳边界与 件周期性地返 回， 有可能导致保 护装 置拒动 ， 为此 ， 必须采 取防拒 纵轴的交点 Ｋ在处 ， 此时 ， 静稳边界在 Ｐ Ｑ平面上为一条直线。 — 静 动 的措施 ， 方法之一就是使励磁低 电压元件延时返 回。 稳边界上 的任 意点 Ａ， 有线段 Ｋ ＝ Ｘ， Ａ Ｐ 并且线段 Ｋ Ａ与励 磁 电压 ２３ 励磁低 电压元件在发生短路过程 中的行为 ． Ｕｄ成比例 。对隐极 同步发电机 ， ｆ 通过电压 为 Ｕ Ｘ处 的有功功率为 对于他励式发 电机 ， 当发生短路故障后 ， 磁电压将升高 ， 励 励 Ｐ Ｘ时 ， 对于给定的有功功率 Ｐ 在静稳边界上对应的励磁 电压 ： Ｘ，