励磁调节器中的过励限制器解释说明
8-NES6100励磁调节器介绍
接口 说明
NES6100励磁调节器介绍
型号 功能 接口
RP1783A、RP1783B — 脉冲电源板 产生24V脉冲电源和24V开出电源
RP1783 脉冲电源板
220或110V（交直流兼容）输入，脉冲、开出电 源输出，脉冲、开出电源故障节点输出 • RP1783A为220V电源板、RP1783B为110V电源板 • 脉冲电源24V/3A，开出电源24V/2A
软件技术
NES6100励磁调节器介绍
• 过励反时限限制器
反时限特性符合以下公式：
T=
A ⎛ I ⎞ ⎜ ⎟ −1 ⎝ IP ⎠
a
软件技术
其中 • I为转子电流标幺值； • Ip为长期运行值，默认为1； • a为2； • A为反时限常数，国标GB7064要求发电机满足33.75； • 启动值一般设置为1.1，高于该值才开始热量累积。
NES6100励磁调节器介绍
型号 功能 接口
RP1982 — 分压盒 励磁电压采样前进行降压处理 励磁电压输入，分压电压输出 • 输入电压±1500V • 输出电压±100V • 满足安规要求
RP1982 分压盒
说明
NES6100励磁调节器介绍
RP1701 系统电源板
型号 功能 接口
RP1701A、RP1701B — 系统电源板
软件技术
∑
NES6100励磁调节器介绍
• 低励限制
机端电压平移：
软件技术
NES6100励磁调节器介绍
• 低励限制
P(MW) Q(MVar) 点1 0 -81.48 点2 170 -27.16 动作点 121 -42.8 -0.14622 11.91433 -30.8857 -31
励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析
励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析[摘要] 励磁系统限制器与发变组保护定值的配合问题在现场应用时，有时容易忽略，致使励磁系统发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作。
为了避免这样现象的发生，有效的将励磁系统限制器与发变组保护定值实施配合至关重要。
文章主要分析了励磁系统与发变组保护配合原则，及励磁系统限制器与发变组保护定值配合事例。
[关键词] 发变组保护；励磁系统限制；配合整定；0引言发变组保护和励磁系统在电站中为两个关键的自动控制系统。
假如这两个重要系统出现故障，不仅仅会损害机组本身，同时还会严重影响电网正常工作。
为切实加强并网机组安全管理，提升网源协调运行水平，需重点核查励磁系统过励限制于保护的配合关系。
大多数电厂进行发变组保护计算时，关于励磁系统限制器与发变组保护定值的配合非常容易忽略，致使励磁系统一旦发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作,为机组的安全稳定运行埋下隐患。
1 励磁限制与涉网保护协调配合校核原理发电机组励磁限制与涉网保护的协调配合主要包括低励限制与失磁保护之间的协调配合，过励限制与转子过负荷保护之间的协调配合，V／ Hz限制与过激磁保护之间的协调配合，定子电流限制器与定子过负荷保护配合等关系。
本章节分析这些涉网保护与限制配合关系的校核原理。
1.1 低励限制和失磁保护的协调配合低励限制检测到机组励磁水平降低动作值时，即产生控制作用增大励磁使机组运行点回到运行范围，提高机组和系统的安全稳定性。
低励限制线的设置通常依据发电机组进相试验的结果，在功率坐标系中进行整定，同时注意不能束缚发电机组的进相运行能力。
失磁保护是在发电机励磁突然消失或部分失磁时，采取减出力、灭磁解列或跳闸等方式确保机组本身安全。
失磁保护的动作依据是发电机的热稳定性和静态稳定极限等条件，通常在阻抗坐标系中整定。
发电机组低励限制应与失磁保护协调配合，在任何扰动下的低励限制灵敏度应高于失磁保护，先于失磁保护动作。
励磁基础知识--励磁限制单元
励磁基础知识--励磁限制单元励磁限制单元是励磁控制器的励磁限制环节。
这些励磁限制单元在正常情况下是不参与自动励磁控制的，而当发生非正常运行工况，需要励磁控制器投入某些特殊的限制功能时，通过综合放大单元的处理使相应的限制器起控制作用。
励磁控制器中的励磁限制单元主要包括对励磁输出进行限制和对励磁给定进行限制两部分，主要实现以下限制功能：1、最大励磁电流瞬时限制--瞬时过励限制2、欠励限制--最小励磁限制3、反时限延时过励磁电流限制4、功率柜最大出力限制5、空载强励限制6、伏赫限制7、无功功率过剩限制最大励磁电流限制：限制发电机励磁电流的顶值，防止超出允许的强励倍数，避免励磁功率单元以及发电机转子绕组超限制运行而损坏。
励磁电流的强励倍数一般不大于2。
欠励限制：防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相运行引起发电机定子端部过热。
反时限延时过励磁电流限制：主要作用是最大励磁延时限制，它按发电机转子容许发热极限曲线对发电机转子电流进行限制，防止发电机转子绕组因长时间过流而发热，该限制具有反时限限制特性。
功率柜最大出力限制：实质上是一个可变限制值的最大励磁电流瞬时限制，它根据功率柜的故障程度以及对出力的影响程度区别对待，并相应地设置一系列不同的限制值作为励磁电流瞬时限制的动作整定值。
空载强励限制：限制机组在起励升压过程中和空载运行时，发生意外的误强励作用。
它实质上是一个低限制值的瞬时电流限制器，在机组空载运行时投入，并网后退出。
伏赫限制：机组在解列运行时,确保伏赫比不超过规定的安全数值之外。
机组在解列时，其端电压上升，频率下降。
如果出现机端电压与频率的比值过高，磁通也随之边的过大，从而导致发电机与相连接的主变压器的铁心出现饱和，使空载励磁电流加大，损耗增加，造成铁心过热。
无功功率过剩限制：也称为定子过流限制。
发电机超出容量极限运行时，会使定子绕组过流而过度发热。
无功功率过剩限制在并网时投入，解列时退出，延时动作，瞬时复归。
励磁系统的过励限制和过励保护
励磁系统的过励限制和过励保护竺士章,陈新琪(浙江省电力试验研究院,浙江省杭州市310014摘要:对采用发电机和励磁机磁场电流实现的励磁系统,分别对其顶值电流瞬时限制和过励反时限限制提出了函数特性、启动值、限制值、限制动态过程要求,以及参数整定要求,确定了与发电机相关保护、定子过电流限制、励磁变保护的配合关系。
提出了对过励保护的技术要求。
对励磁机磁场电流作为信号的过励限制的函数形式提出了建议。
关键词:励磁系统;过励限制;过励保护;特性;整定收稿日期:2009206225;修回日期:2009211217。
0引言合理整定励磁系统过励限制和保护定值是一个关系到机组安全和电力系统稳定的重要问题。
美国1996年和2003年2次大停电,在电网瓦解的最后时刻都有过励保护动作。
说明在避免电网瓦解过程中需要大量无功支持,正确的励磁系统过励限制和过励保护可以在保证发电机组安全可靠运行的条件下最大限度地发挥发电机的作用,从而提高电网的稳定裕度。
本文对过励限制和过励保护特性、参数整定等方面进行分析,对励磁机磁场电流作为信号的过励限制的函数形式提出了建议。
1过励限制的主要特性励磁系统过励限制[1]包含顶值电流瞬时限制和过励反时限限制2种功能。
静止励磁系统和有刷交流励磁机励磁系统采用发电机磁场电流作为过励限制的控制量,无刷交流励磁机励磁系统采用励磁机励磁电流作为过励限制的控制量。
过励反时限特性函数类型与发电机磁场过电流特性函数类型一致。
因励磁机饱和难以与发电机磁场过电流特性匹配时宜采用非函数形式的多点表述反时限特性。
隐极式同步发电机转子过电流特性见G B/T 7064—2008[2]的4.29条。
特性表达式如下:(I 2-1t =33.75(1式中:I 为发电机磁场电流对额定磁场电流I fn 的比值;t 为许可的过电流持续时间。
水轮发电机转子仅有承受2I fn 的持续时间的描述,缺少过电流特性的函数描述。
励磁系统功率单元(励磁变压器、整流桥、励磁机等的过电流能力应保证实现发电机转子过电流能力,但是某些交流励磁机励磁系统的顶值电流可能小于发电机转子过电流能力,当两者不相同时按小者确定。
励磁调节器过励限制与发电机转子绕组过负荷保护的整定配合分析
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｅ ｔ ｇ Ｃｏ ｐ ｒ ｔｏ ｔ ｅ ｖ ｒ ｅ ｃｔ ｔｏ ｍ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｃｔ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｎ Ｓ ｔｉ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ Ｂｅ ｗｅ ｎ Ｏ ｅ －ｘ ｉａ ｉ ｎ Ｌｉ ｔ ｔｏ ｆＥｘ ｉａ ｉ ｎ ｎ
Ｒｅ ｌ ｔ ｎｄ ｖ ｒ ｏ ｄ ｏｔ ｃ ｉ ｆＧ ｅ ｒ ｔ ｒ Ｒｏ ｏ ｉ ｉ ｇｕ ａ ｏｒ ａ Ｏ ｅ ｌ ａ Ｐｒ ｅ ｔｏｎ ｏ ｎｅ ａ ｏ ｔ ｒ Ｗ ｎｄ ｎｇ
２１ ０ ２年 第 ７期
浙 江 电 力
ＺＨＥＪ Ｉ ＡＮＧ ＥＣＴ Ｃ ＥＬ ＲＩ ＰＯＷ ＥＲ ２ｌ
励 磁调节器过励限制 与发 电机转 子绕组过 负荷
保护 的整定 配合分析
黄 龙 ，方 昌 勇 ，胡 凯 波
（ 能 兰溪 发 电有 ０
浙 能 兰 溪 发 电 有 限 责 任 公 司 ３号 发 变 组 保 护 采 用 北 京 四 方 公 司 生 产 Ｃ Ｃ ３０ Ｓ 一 ０ Ｆ系 列 保 护 装 置 ，发 电机 转 子 过 负荷 保 护 包 括 定 时 限 部 分 与 反 时 限 部 分 ；励 磁 调 节 器 采 用 瑞 士 Ａ Ｂ公 司 生 产 Ｂ 的 Ｕ ｉｏ ０ ０调 节 器 ，发 电 机 额 定 励 磁 电 流 为 ｎｔ ｌ ０ ｒ ５
４３ 。 ８７ Ａ
４ ３ ５系 列 含 有 ４ ３ ５ １至 ４ ３ ５ ９不 同 的 子 版 １０ １０— １０— 本 其 中 ４ ３ ７ ５和 ４ ３ ７ ６两 个 软 件 版 本 采 用 １０ １０
摘 要 ：发 变 组 转 予 绕 组 过 负荷 保 护 与 励 磁 渊节 器 过 励 限制 保 护 正 确 的 动 作 配 合 关 系 ，应 该 是 励 磁 调 节 器 过 励 限 制 保 护 先 于发 变 组 转 子 绕 组 过 负 荷 保 护 动 作 。 通 过 对 四 方 Ｃ Ｃ ３ ０ Ｓ 一 ０ Ｆ发 变 组 转 子 绕 组 过 负 荷 保 护 与 Ｕｎｔ ｌ ０ ０励 磁 渊 节 器 过 励 磁 限 制 动 作 值 与 动 作 时 间 的计 算 与 分 析 。指 出过 励 磁 限制 保 护 ｉｏ ０ ｒ ５ 设 计 上 存 在 的缺 陷 并 提 出解 决 方 法
火电励磁专业题库
第一章专业知识1.1 名词解释1）发电机励磁系统提供发电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件、励磁功率单元、磁场过电压抑制和灭磁装置以及其它保护装置。
2）发电机励磁控制系统包括发电机及其励磁系统的反馈控制系统。
3）励磁调节器指按照某种调节规律对同步发电机机端电压、无功功率、功率因数、转子电流进行实时闭环调节的装置。
4）自动电压调节器（A VR）指实现按恒机端电压调节方式的调节及相关的限制保护功能的装置，也称自动（调节）通道。
5）手动励磁调节器（FCR）指实现按恒励磁电流调节方式的调节及相关的限制保护功能的装置，也称手动（调节）通道。
6）过励限制器一种电压调节器的附加单元或功能，当发电机运行在滞相工况时，为防止励磁电流过度增大，通过减小励磁电流，将发电机运行点限制在发电机PQ曲线范围内的限制器，目的是防止发电机定子、转子过热。
7）欠励限制器一种电压调节器的附加单元或功能，当发电机进相运行时，为防止励磁电流过度减少，通过增加励磁电流，将发电机运行点限制在发电机稳定PQ曲线范围内的限制器。
目的是防止稳定破坏，防止发电机定子端部铁芯过热。
8）V/Hz限制器 2一种电压调节器的附加单元或功能，当机组频率降低到某一预定值后，根据频率减少而使被调电压按比例减少，目的是防止同步电机或与其相连变压器过磁通。
9）电力系统稳定器一种附加励磁控制装置或功能，它借助于自动电压调节器控制同步电机励磁，用以阻尼电力系统功率振荡，输入变量可以是转速、频率、功率，或多个变量的综合。
10）理想灭磁曲线在灭磁过程中，励磁电压反向并保持恒定，励磁电流按直线规律衰减，直到励磁电压和电流为零，即为理想灭磁曲线。
1.2 判断题1）同步发电机励磁系统的分类方法只有一种，即按同步发电机励磁电源的提供方式进行分类。
（×）2）提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定的要求在许多方面是不一致的。
（×）3）控制系统中把测量到的输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程称为反馈，若反馈的信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，则称为负反馈；反之则称为正反馈。
励磁调节器软件功能说明
EXC9000 用户手册第3章调节器软件功能说明用户手册功能说明广州电器科学研究院广州擎天电气控制实业有限公司目录1 .调节功能1.1给定值调节与运行方式 (5)1.2自动电压调节器和励磁电流调节器 (5)1.3电力系统稳定器（PSS (7)1.4调节器工作模式 (9)1.4.1发电模式 .......................................................................................................................................... 9..1.4.2电制动模式 (10)1.4.3恒控制角模式 (11)1.4.4短路干燥模式 (12)1.5有功和无功功率补偿 (12)1.6调差 (12)1.7叠加的无功功率或功率因数控制 (13)1.8软起励控制 (13)1.9通道间的跟踪 (14)2.限制功能 (15)2.1强励限制和过励限制 (15)2.2欠励限制 (16)2.3定子电流限制 (17)2.5低频 (19)3.故障检测及判断 (19)3.1同步故障 (19)3.2低励磁电流 (20)3.3励磁变副边CT故障 (20)3.4PT 故障 (20)3.5调节器故障 (21)4.防错功能 (21)4.1检测容错 (21)4.2控制容错 (22)5. ............................................................................................................................. 其它功能. (22)5.1R631 信号 (22)5.2R632 信号 (22)5.3开机令输出 (22)5.4复位 (23)5.6内部跟踪 (23)5.7系统电压跟踪 (23)5.8恒Q控制 (24)5.9恒PF控制 (24)5.10 人工操作增减磁 (24)6.调节器逻辑流程图 (26)6.1开机流程 (26)6.2停机流程 (27)6.3主CPU S序及中断服务流程 (28)6.4DSP采样程序及中断服务流程 (29)6.5通道切换流程 (29)6.6通道跟踪流程 (30)6.7系统电压跟踪流程 (30)1 .调节功能1.1给定值调节与运行方式利用开关量输入命令或者通过串行通讯，可控制励磁调节器给定值的增、减和预置给定值设有上限和下限。
励磁系统的过励限制和过励保护
制动 态过程 、参 数整定等，将励磁系统与发 电机相关保护、励磁变保护 、地 址定子过 电流限制之 间的配合 关系进行 了 确定 ，指 出了过励保护相 关的技术方面的要求与过励
限制 的函数形 式。
【 关键词 】励磁 系统；过励 限制；过励保 护
对 于励磁系统 的过励 限制和过励保 护的值 进行整定 有着非 常重 要 的作用 ，对机组 安全和 电力系统 稳定有着重 大的影响 。在 对 电网瓦解 的避免过程 中 ，需要 大量的无 功支 持 ，只有拥 有 正确 的过 励限制和过 励保护才 能够最大程度 的保护机组 的运行安全 可靠 ，才 能够将发 电机 的作用实现最大化 ，将 电网的稳 定度 提高。 １ ． 过励限制的特性 励磁系统 中的过励限制具 有两种功能 ，一
…
…
……ຫໍສະໝຸດ …………
…
…
一
窭 一 Ｉ
励 磁 系 统 的过 励 限 制 和迓 励 保 护
国电大渡河瀑布沟水力发 电总厂 徐基航
【 摘要】励 磁系统是通过发电机和励磁机磁场电 流实现曲， 对励 磁系 统的顶 值电流瞬时限制和 过励 反时限限制 提出了 要求， 这些要求 包括函数 特性 、启动值、限 制值、限
一
４ ． ２过励反 时限限制的最大过热量 在过 励反 时 限 限制 最大 过 热量 的确 定 过 程 中可以忽略发 电机磁场 回路 的时间常数 。具 体 的过 励反时 限限制的最大过 热量确定 的步骤 包括 ：第一步 ，以励 磁机负载特 性为依据 ，分 析发 电厂磁场 电压倍 数与励磁机 磁场嗲留倍数 之 间的关 系 ；第 二步 ，设最 大过 热量为 Ｒ ，励 磁机 的最 大磁场 电流 为Ａ ，励磁机 连续 运行最 大磁场 电流 为Ｂ ，发 电机 的顶值 电流持 续时 间 为Ｔ ，通过 这三 个因素 来对 最大过 热量进 行计 算：Ｒ ＝ ［ （ Ａ ／ Ｂ ） １ ］ ；第三步 ，对励磁 机磁场 过电流持续 时间与发 电机 磁场过 电流 持续时 间 的配合情况进 行检查 ，如果两者 出现不 配合的 情 况组 需要对 最大过热量 进行调整 ：第 四步 ， 依照最大过 热量整定发 电机转子过负荷 保护； 第 五步 ，在 级差为 ２ 秒情 况下 ，对过励 限制 最 大过热量进 行选取 。 ４ ． ３建议 励 磁机饱和系数 的不断增大将会 导致顶 值 电流 的持续时 间不断降低 ，因此，励磁机磁场 电流 为限制控制量 的过励 限制特 性的反时 限特 性 的描述要采用 多点描述 的方式。 ５ ． 无发 电机转 子过负荷保护的情况 当发电机的转子不采 用过负荷保护 的情况 下 ，过励 限制依 旧可 以通过上述 的方法来进行 确定 ，即过励 限制与发 电机特性 留有级差。 ６ ． 过励保护 ６ ． １顶值 电流保护 对 于高 顶值的励磁系统而 言，励磁调节器 的顶值 电流 保护是必 备的功能 。要对 运行通道 和非运行通 道实现 同时检 测能够提 高检 测的可 靠性 。当顶 值 电流瞬 时限制不能够发挥 作用而 发出失效 的信 号之后 ，通 过通道 的切换 来实现 在 备用通道 中对顶值 电流 进行限制 。其 中，备 用通道可 以选 择 自动通道 也可 以选择独 立手动 通 道 。顶值 电流瞬时 限制 是否失效要通 过越 过 限制值 的百分 比与延时来进 行判断 ，企划 的发 电机磁 场 电流 要在 ３ ５ ０ ％ Ｉ ｆ ｎ 之 下 ，并且要就 附 加 的发热反应 忽略掉 Ｊ 。此外 ，高顶值励磁 系 统 还可 以独立采 用过励反 时限保护 ，设置 的特 性 与参数 是相 同的。 高顶值励磁系 统有着励磁系统 内部过 电流 切 除调节器停机功 能和外部 过电流切除调节器
什么是发电机过激励限制、低励、过励
1什么是发电机过激励限制、低励、过励1、过激磁限制：当发电机出口V/f值较高时，主变和发电机定子铁芯将过激磁，从而产生过热、损坏。
为了避免这种现象的发生，当V/f超过整定值时，通过过激磁限制器向AVR综合放大回路输出一降低励磁的调节信号。
为了防止发电机低频下出现过激磁，此时可能出现过磁通现象（尤其是主变压器），从而对机组及变压器造成损坏，过激励限制器可限制给定，使发电机退出过激磁，防止过热事故。
其实最简单的概述就是：1.1低励限制：发电机易失去稳定，发电机定子端部漏磁增大，端部发热增加。
1.2过励限制：发电机的转子绕组过热而损坏。
1.3过激磁限制：主变和发电机定子铁芯将过激磁，从而产生过热、易损坏设备。
2、低励限制：发电机低励运行期间，其定、转子间磁场联系减弱，发电机易失去静态稳定。
为了确保一定的静态稳定裕度，励磁控制系统（AVR）在设计上均配置了低励限制回路，即当发电机一定的有功功率下，无功功率滞相低于某一值或进相大于某一值时，在AVR综合放大回路中输出一增加机端电压的调节信号，使励磁增加。
限制无功功率，使机组在进相运行时不能超过限制曲线，因为当机组超出了允许的运行范围时，机组将会失去稳定，为了保证机组的稳定运行，低励限制器必须在机组超过限制区之前将定子电压升高，以使机组运行点回到允许的允许范围之内。
3、过励限制：为了防止转子绕组过热而损坏，当其电流越过一定的值时，该限制起作用，通过AVR综合放大回路输出一减小励磁的调节信号。
当有倒闸操作，或者系统发生短路故障，以及系统电压降低要求机组增加无功功率时，励磁调节器将增加励磁电流以维持机端电压的恒定；若出现线电压大幅度降低时，如果电压设定值没有及时减小，或者主变的变比（分接头）没有调整到合适的位置时，将导致转子过载。
过励限制器的作用就是：在上述的情况下，自动限制发电机励磁电流，降低发电机机端电压。
励磁调节器限制功能与发变组保护配合关系分析
励磁调节器限制功能与发变组保护配合关系分析批准：审核：初审：编制：励磁调节器限制功能与发变组保护配合关系分析一、转子电流过励限制器、定子电流过励限制器与励磁绕组过负荷保护、定子绕组过负荷保护的配合情况励磁调节器UNITROL5000中转子、定子过励限制器公式为 ：()()()10,2)1(30110000/110000/t 222==-=⨯--=T I I T II fMAX f ffMAX发变组保护中励磁绕组过励曲线为：()()5.311/t2=-=C I ICjzfd发变组保护中定子过励曲线为：()1.33/t tc 22*tc ==K I I K sr表一 转子过励限制器与励磁绕组过负荷配合情况表二 定子过励限制器与励磁绕组过负荷配合情况通过表一、表二可以看出：1、在发电机转子过励允许范围内，励磁绕组过负荷保护曲线高于转子电流过励限制器曲线2、在发电机定子过励允许范围内，定子绕组过负荷保护曲线高于定子电流过励限制器曲线。
二、欠励限制器与失磁保护的配合情况1、发变组保护中失磁保护取异步阻抗圆：220.35972250001.98221000220d N TA a B TV X U n X j j j S n '=-⨯⨯=-⨯⨯=-Ω220.35972250002.835833.17221000220d N TA b d B TVX U n X j X j j S n ∙∙'⎛⎫⎛⎫=-+=-+⨯⨯=-Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭定子阻抗特性圆半径R ：33.17 1.9815.622b a X X R --===Ω 定子阻抗特性圆圆心到坐标原点的阻抗15.595 1.9817.58X a X R X =+=+=Ω 进相运行测量阻抗不落入定子阻抗特性的最小负荷阻抗角min ϕ为 m i n 15.690arcsin 90arcsin 27.4617.58X R X ϕ⎛⎫⎛⎫=︒-=︒-=︒⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即进相功率因数不低于cos 27.460.89︒=时，不论有功功率大小，定子阻抗特性不会动作。
常用的几种励磁限制功能
常用的几种励磁限制功能励磁限制功能是一种常用的电力系统保护措施，用于控制发电机和变压器的励磁系统，保护系统免受过载和故障的影响。
常用的几种励磁限制功能包括过磁保护、欠励磁保护、励磁限制、励磁过载保护和励磁系统失效保护等。
过磁保护是一种用于保护发电机和变压器免受过度励磁的影响的功能。
过磁可能导致电气设备过载、损坏和故障，因此需要设置过磁保护功能来监测励磁系统的输出，并在超过设定值时立即切断励磁系统。
欠励磁保护是一种用于保护发电机和变压器免受欠励磁的影响的功能。
欠励磁可能导致发电机产生谐波、电压不稳定或电流过载等问题，因此需要设置欠励磁保护功能来监测励磁系统的输出，并在输出过低时立即切断励磁系统。
励磁限制是一种用于限制励磁系统输出的功能，可以根据系统负荷和电压情况自动调整励磁系统的输出，以保持系统稳定运行。
励磁限制功能通常是根据系统的静态和动态特性进行设计和调整的，可以保证系统在各种负荷和故障情况下都能够稳定运行。
励磁过载保护是一种用于保护励磁系统免受过载的影响的功能。
励磁过载可能导致励磁系统损坏和故障，因此需要设置励磁过载保护功能来监测励磁系统的负荷情况，并在超过承载能力时立即切断励磁系统。
励磁系统失效保护是一种用于保护励磁系统免受失效的影响的功能。
励磁系统失效可能导致发电机和变压器无法正常工作，因此需要设置励磁系统失效保护功能来监测励磁系统的运行状态，并在发现异常时立即切断励磁系统。
除了上述几种常用的励磁限制功能外，还有一些其他的辅助保护功能，如励磁系统故障指示、励磁系统故障录波、励磁系统自动重启和励磁系统远程监测等功能。
这些功能可以帮助运维人员及时发现和排除励磁系统的故障，并确保系统的安全和可靠运行。
在实际应用中，励磁限制功能通常与其他保护装置和自动化系统配合使用，以实现全面的励磁系统保护和控制。
通过合理设置和调整这些保护功能，可以有效地保护发电机和变压器，提高系统的可靠性和稳定性，保障电力系统的安全运行。
Unitrol 5000励磁调节器过励限制与励磁绕组过负荷保护的配合分析
（Ie*2-1）×t=33.75 Ie*＞1.1
（7）
GB/T 7064—2008《隐 极 同 步 发 电 机 技 术 要 求》规 定 发
电 机磁场绕组应具有式（7）规定的过电流能力，时间从10～
120 s。 而发电机厂家阿尔斯通给出的发电机磁场绕组过电流
的反时限计算公式为：
（Ie*2-1）×t=33.95 Ie*＞1.1
×T
（1）
式 中 ，Ie_max*为 顶 值 励 磁 电 流 标 幺 值 ；Ie_th*为 连 续 励 磁 电 流 标 幺
值；Ie*为实际励磁电流标幺值；T为强励时间；t为实际励磁电流
对应的反时限动作时限。
GB/T 7409.3—2007《同步电机励磁系统大、中型同步发
电机励磁系统技术要求》第5.2条规定：“当同步发电机的励磁
120
Sheji yu Fenxi◆设计与分析
表1 过励限制、保护和励磁绕组过负荷动作值与动作时限
励磁电 第一代过励 第二代过励 第三代过励 励磁绕组过 励磁绕组过 流倍数Ie* 限制器t1/s 限制器t2/s 限制器t3/s 负荷保护t4/s 负荷能力t5/s
2.08
8.59
8.95
9.02
10.15
1.46
46.18
30.27
26.51
29.83
1.25
150.90
79.15
53.33
60.00
1.13
520.46
417.04
108.34
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（4）
Байду номын сангаас
如果Ie_th*取1，式（3）就和第三代过励限制器反时限计算公
式式（5）相同，但它同时是过励限制器的启动值，不满足“当同
发电机低励、过励、过激励限制的作用
发电机低励、过励、过激励限制的作用1、低励限制：发电机低励运行期间，其定、转子间磁场联系减弱，发电机易失去静态稳定。
为了确保一定的静态稳定裕度，励磁控制系统（A VR）在设计上均配置了低励限制回路，即当发电机一定的有功功率下，无功功率滞相低于某一值或进相大于某一值时，在A VR综合放大回路中输出一增加机端电压的调节信号，使励磁增加。
限制无功功率，使机组在进相运行时不能超过限制曲线，因为当机组超出了允许的运行范围时，机组将会失去稳定，为了保证机组的稳定运行，低励限制器必须在机组超过限制区之前将定子电压升高，以使机组运行点回到允许的允许范围之内。
2、过励限制：为了防止转子绕组过热而损坏，当其电流越过一定的值时，该限制起作用，通过AVR综合放大回路输出一减小励磁的调节信号。
当有倒闸操作，或者系统发生短路故障，以及系统电压降低要求机组增加无功功率时，励磁调节器将增加励磁电流以维持机端电压的恒定；若出现线电压大幅度降低时，如果电压设定值没有及时减小，或者主变的变比（分接头）没有调整到合适的位置时，将导致转子过载。
过励限制器的作用就是：在上述的情况下，自动限制发电机励磁电流，降低发电机机端电压。
3、过激磁限制：当发电机出口V/f值较高时，主变和发电机定子铁芯将过激磁，从而产生过热、损坏。
为了避免这种现象的发生，当V/f超过整定值时，通过过激磁限制器向A VR综合放大回路输出一降低励磁的调节信号。
为了防止发电机低频下出现过激磁，此时可能出现过磁通现象（尤其是主变压器），从而对机组及变压器造成损坏，过激励限制器可限制给定，使发电机退出过激磁，防止过热事故。
其实较简单的概述就是：1低励限制：发电机易失去稳定，发电机定子端部漏磁增大，端部发热增加。
2过励限制：发电机的转子绕组过热而损坏。
3过激磁限制：主变和发电机定子铁芯将过激磁，从而产生过热、易损坏设备。
励磁系统过励限制与发电机转子过负荷保护整定的配合
励磁系统过励限制与发电机转子过负荷保护整定的配合摘要：本文以EXC9100励磁系统的过励限制和PCS985-RS保护系统的过负荷保护整定的配合为例，研究二者之间的配合关系，结合实际运行情况，验证了发电机励磁过励限制动作优先于转子过负荷保护动作，提高系统的安全稳定性。
关键词：励磁系统；过励限制；过负荷保护1引言随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化建设的进程也不断加快，人们对电力的需求量越来越多，对电力系统的稳定性的要求也越来越高，近年来我国的电网规模在不断扩大，发电系统的规模及发电机组的容量在迅速增长，各种新型的电力设备和技术不断研发和应用，使得目前的电力系统动态行为更加复杂，而在暂态过程之后的中长期动态稳定问题引起了电力部门的关注。
目前的大型发电机组都配备励磁系统，其过励限制功能起到防止励磁回路过负荷的作用，并为了防止其出现异常而失效，又加装了励磁绕组过负荷保护系统，二者互相配合共同维护电力系统运行的安全和稳定。
本厂所用励磁系统为广科所发明的EXC9100励磁系统，发电机保护为南瑞继保公司生产的PCS985-RS保护系统。
2励磁系统过励限制发电机励磁系统的过励限制指的是顶值电流瞬时限制和过励反时限限制两种功能，即为了保护发电机励磁绕组不会因过热而损坏，设定一个电流限制值，当电流超过这个限制值，励磁系统的过励限制功能启动，并通过励磁调节器将磁力电流控制在允许的范围之内。
其中静止励磁系统和有刷交流励磁系统通常采用发电机磁场电流作为过励限制的控制量，而无刷交流励磁系统则采用励磁电流作为过励限制的控制量[1]。
3发电机转子过负荷保护分析发电机转子过负荷通常是由于励磁绕组发生短路故障或其他故障而引起的，而过负荷保护则分为定时限过负荷保护和反时限过负荷保护两种。
前者的整定是按照正常的励磁电流下能够可靠返回的条件而确定的，后者则是由生产厂家提供的转子绕组允许的过热条件来确定反时限过电流背书与相应允许持续时间的关系曲线。
UNITROL6800励磁系统中各限制器的功能及调试
UNITROL6800励磁系统中各限制器的功能及调试摘要：UNITROL6800励磁系统是瑞士ABB公司最新推出的数字式静止励磁系列产品，在国内大中型汽轮发电机组中应用广泛。
本文结合昌江核电660MW机组励磁设备现场调试及运行过程中的实际情况，详细介绍了UNITROL6800型数字式自并励励磁系统的控制方式及各限制器，并重点总结了系统内各种限制器的功能及调试方法、注意事项等，为大型机组静止励磁系统的功能调试提供了相关参考。
关键词：励磁系统；限制器；UNITROL6800；调试1 引言图2.1 自动电压调节方式AVR的原理框图UNITROL6800静止励磁系统是瑞士ABB公司最新研发的UNITROL系列第六代产品。
在自动电压调节方式AVR下，控制器具备完全的控制、限制、保护功能：包括自动电压PID调节、软起励、V/Hz限制、励磁电流限制、定子电流限制、低励限制等；在手动励磁电流调节方式FCR下，系统还具备手动PI调节、PQ限流器、手动VHz限制等。
本文结合昌江核电660MW机组励磁设备现场调试及运行过程中的实际情况，详细介绍了UNITROL6800型数字式自并励励磁系统的控制方式及各限制器，并重点总结了系统内各种限制器的功能及调试方法等，为大型机组静止励磁系统的功能调试提供了相关参考。
2 自动电压调节方式AVR励磁系统自动电压调节方式AVR的原理框图如下图2.1，AVR方式的主要组成模块如下：2.1 AVR定值模块（AVR Setpoint）：该模块主要包括：电压参考值设定（voltage reference）、附加参考值的修正（Additional value）、V/Hz限制器、软起励功能（Softstart）、最大电压限制（voltage limitation）、MIN门功能等。
由图2.1可见，AVR的参考值（修正后）、V/Hz-Limiter输出、Softstart输出、Voltage Limitation输出进入MIN门，比较后，四者中最小的一个作为AVRSetpoint 模块的输出值AVRPIDOut，进入PID调节，并参与到AVR主环的控制，通过改变控制电压Uc而改变励磁电压和电流。
励磁调节器过励限制的原理
调节器
以励磁电流过励限制为例，传统的模拟调节器中励磁电流过励限制器是定时限制，初期数字式调节器则改为励磁电流与限制时间一一对应的有级限制。
限制曲线不平滑，影响了发电机最大出力和限制器运行的稳定性。
河北工业大学电工厂在引进ABB公司产品技术的基础上，开发了新的限制器。
用励磁电流过励限制计算转子的允许发热量与实际发热量E的差值，差值小于零则限制器动作；以I2的积分来计算转子的发热。
以E-C计算散热，C为转子散热常数。
如果在转子充分冷却前继续发生强励（即二次强励），使得转子再次过热，这时E尚未减至零，进入限制要比第一次快。
这样设计的限制器模拟了发电机实际的发热过程，由于限制曲线光滑，只需改变允许发热值就可改变限制曲线，适应性更强。
感性定子电流限制器与励磁电流过励限制器原理相同。
用这种理论设计出的励磁电流过励限制器和感性定子电流限制器已经投入工业运行，实践证明，它们完全可以模拟实际的发热和散热过程。
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励磁调节器参数设置说明
EXC9000调节器参数设置1、COMM1控制码：输入参数：菜单选择输出参数：Data1[0]：“0000”――修改运行参数，不写入EEPROM。
“1000”――修改运行参数，并写入EEPROM。
“2000”――读入EEPROM数据为运行参数。
“3A00”――请求发送录波数据。
A＝0，发送本命令前到本命令时刻止记录的录波数据。
A＝1，发送由IPC触发或阶跃试验记录的录波数据。
“40BC”――阶跃试验。
先上跃后下跃，间隔由B值（秒）确定。
C为阶跃量（％）。
“50AA”――修改单个运行参数，不保存，AA＝参数编码（序号）。
2、电压放大系数Kavr输入参数：Kavr＝？(倍)输出参数：Data1[1]=1000*Kavr3、PID调节器参数T1、T2传递函数：W(S)=(1+T1S)／(1+T2S)输入参数：T1＝？(秒)，T2＝？(秒)输出参数：Data1[2]=1000*T1Data1[3]=1000*T24、PSS隔直参数Tq传递函数：W(S)=TqS／(1+TqS)输入参数：Tq＝？(秒)输出参数：Data1[4]=1000*Tq5、PSS放大系数Kpss输入参数：Kpss＝？(倍)输出参数：Data1[5]=1000*Kpss6、PSS第一级参数T1、T2传递函数：W(S)=(1+T1S)／(1+T2S)输入参数：T1＝？(秒)，T2＝？(秒)输出参数：Data1[6]=1000*T1Data1[7]=1000*T27、PSS第二级参数T3、T4传递函数：W(S)=(1+T3S)／(1+T4S)输入参数：T3＝？(秒)，T4＝？(秒)输出参数：Data1[8]=1000*T3Data1[9]=1000*T48、电流放大系数Kair输入参数：Kair＝？(倍)输出参数：Data1[14]=1000*Kair9、恒IL调节参数T1、T2传递函数：W(S)=(1+T1S)／(1+T2S)输入参数：T1＝？(秒)，T2＝？(秒)输出参数：Data1[15]=1000*T1Data1[16]=1000*T210、PI调节器参数Kp、Ti（用于过励限制）传递函数：W(S)= Kp+1/(TiS)输入参数：Kp＝？，Ki＝？输出参数：Data1[17]=100*KpData1[18]=1000*Ti11、电压预置值输入参数：ug=? (％)输出参数：data1[20]=100*ug12、过励限制值输入参数：I=? (％)输出参数：data1[21]=100*I13、强励限制值输入参数：I=? (％)输出参数：data1[22]=100*I14、最大电流允许时间输入参数：t=? (秒)输出参数：data1[23]=1000*t15、V/HZ限制值输入参数：V=? (％)输出参数：Data1[24]=100*V16、欠励限制值k、b欠励限制：Q＝k*P-b输入参数：k=?, b=?输出参数：Data1[25]=1000*kData1[26]=1000*b17、空载励磁电流系数值Kilo空载励磁电流系数＝额定空载励磁电流／额定励磁电流输入参数：Kilo=?输出参数：Data1[28]=1000*Kilo18、功率系数值Kpow功率系数值*功率测量值＝功率显示值调整Kpow，使功率显示值＝按PT、CT变比计算的实际输入有功或无功功率。
励磁调节器中的过励限制器解释说明
励磁调节器中的过励限制器解释说明
励磁调节器中的过励限制器解释说明
一、限制器说明解释
本调节器中的过励限制器采用的是一个积分模型。
励磁电流限制器设定:当积分输出小于0时限制器动作。
当实际励磁电流为If时可按下列方式计算动作时间： t=LU/(If-Ifmax)*TI t：动作时间；
LU：积分上限；
If：实际励磁电流值；
Ifmax：限制启动值。
限制启动值的对象是励磁电流,在软件中表现为励磁电流的标幺值；其既是启动值也是限制器的返回值。
二、实际使用参数
在逻辑中设定的参数如下
TI：10000ms；（PAR-A4-4_21A）
LU：0.9；（U-REGLER-A5-OVEREXCITIONLIM）
IFmax：1.1。
(PAR-A4-4_03A)
这组参数下限制器的理论动作值见下一章节。
三、实际实验结果与理论计算的比较
c)两条曲线的对比
通过对比可得知实际效果(蓝色点和线)与理论计算(红色点和线)相吻合,即实际输入的参数符合预期值。
四、限制器动作的理论值
由于励磁调节器内部逻辑均采用标幺值来显示计算,可以得知过励限制器将会在励磁电流达到2233A(2030*1.1)时启动。
过励磁限制电路原理和工作特征
过励磁限制电路原理和工作特征发电机(变压器)会由于电压升高或者频率降低而出现过激磁，如与系统并列运行的变压器，由于分接头连接不正确，使变压器的电压过高引起过激磁。
对于升压变压器的过激磁，大多数在未与系统并列的情况下发生，主要原因有:发变组在与系统并列之前，由于操作上的过失，误加了较大的励磁电流;发电机起动过程中，转子在低速下预热时，由于操作上的过失，误将发电机电压上升到额定值，使变压器由于频率低而产生过激磁;在切除机组的过程中，主汽门关闭，出口断路器断开，而灭磁开关拒动，此时原动机减速，但自动调节励磁装置力求保持机端电压为额定值，从而使变压器因频率降低而引起过激磁。
事实上，正常情况下突然甩负荷也要引起相当严重的过激磁。
因此，大容量变压器应装设过激磁保护。
对于300MW及以上发电机，当发电机与主变压器之间无断路器而共用一套过励磁保护时，其整定值按发电机或变压器过励磁能力较低的要求整定。
当发电机及变压器间有断路器而分别配置过励磁保护时，其定值按发电机与变压器允许的不同过励磁倍数分别整定。
过激磁保护反应过激磁倍数而动作，过激磁倍数n或定义如下: 过激磁保护由三段定时限部分和一段反时限部分组成，定时限T 动作于发信或减励磁,定时限长延时、定时限速断段短延时和反时限动作于跳闸。
反时限过激磁保护的动作判据为发电机过激磁保护的作用防止发电机励磁电流异常升高或发电机主变压器过电压以及低频下运行而引起发电机主变过磁通而损坏铁芯。
发电机产生过激磁保护动作原因1、发电机启动或停止过程中，转速降低，在输出电压不变的情况下频率降低，继而引起过励磁2、发电机突然甩负荷，造成发电机过电压，引起过励磁3、励磁自动调节系统故障。
4、人为过量调整。
发电机出现过激磁的现象1、过励限制报警信号发出。
2、励磁电压较正常值偏高。
3、励磁电流较正常值偏高4、“发电机过激磁”保护报警。
5、发电机过激磁保护Ⅰ段动作于自动降低励磁电流，Ⅱ段动作于跳闸。
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励磁调节器中的过励限制器解释说明
一、限制器说明解释
本调节器中的过励限制器采用的是一个积分模型。
励磁电流限制器设定:当积分输出小于0时限制器动作。
当实际励磁电流为If时可按下列方式计算动作时间： t=LU/(If-Ifmax)*TI
t：动作时间；
LU：积分上限；
If：实际励磁电流值；
Ifmax：限制启动值。
限制启动值的对象是励磁电流,在软件中表现为励磁电流的标幺值；其既是启动值也是限制器的返回值。
二、实际使用参数
在逻辑中设定的参数如下
TI：10000ms；（PAR-A4-4_21A）
LU：0.9；（U-REGLER-A5-OVEREXCITIONLIM）
IFmax：1.1。
(PAR-A4-4_03A)
这组参数下限制器的理论动作值见下一章节。
三、实际实验结果与理论计算的比较
c)两条曲线的对比
通过对比可得知实际效果(蓝色点和线)与理论计算(红色点和线)相吻合,即实际输入的参数符合预期值。
四、限制器动作的理论值
由于励磁调节器内部逻辑均采用标幺值来显示计算,可以得知过励限制器将会在励磁电流达到2233A(2030*1.1)时启动。