发电机失磁保护的整定计算、功角
浅谈汽轮发电机失磁保护的整定及校验
浅谈汽轮发电机失磁保护的整定及校验作者：***来源：《机电信息》2020年第20期摘要：闡述了发电机失磁保护整定及校验的计算过程，并对失磁保护进行了模拟试验，以供电气工程技术人员参考。
关键词：汽轮发电机;整定计算;保护校验0 引言同步发电机失磁使得发电机以感应发电机模式运行，此时发电机的转子转速增加，输出的有功功率降低，发电机向系统吸收无功功率，从而在发电机转子中感应出大电流，定子电流值可能达到2倍的额定电流值，在短时间内引起发电机内部过热。
此外，发电机向系统吸收大量的无功功率，如果系统无功储备不足，差额越大，系统电压水平下降越严重，将严重威胁到系统的安全运行，甚至使系统因电压崩溃而瓦解[1]。
1 失磁保护逻辑云南先锋化工有限公司50 MW发电机失磁保护采用SEL-300G型微机保护装置，用一对带偏移电抗特性的姆欧阻抗圆来检测发电机的失磁故障，其动作特性为负向偏移电抗元件特性。
发电机失磁保护逻辑如图1所示，40XD1为一段失磁保护元件的偏移电抗;40Z1P为一段姆欧阻抗圆的直径;40Z1D为一段失磁保护动作出口元件;40Z1T为一段失磁保护的动作时限;40XD2为二段失磁保护元件的偏移电抗;40Z2P为二段姆欧阻抗圆的直径;40Z2D为二段失磁保护动作出口元件;40Z2T为二段失磁保护的动作时限;40ZTC为力矩控制方程，40ZTC=！60LOP。
2 失磁保护的整定计算SEL-300G型微机保护装置失磁保护的动作特性如图2所示，失磁保护二段阻抗元件的姆欧动作上边界圆与阻抗平面的纵轴交点为负向偏移电抗时，其一段姆欧阻抗圆的直径40Z1P等于-1.0 pu（即发电机额定阻抗），一段失磁保护的偏移阻抗40XD1等于发电机暂态电抗-Xd′/2，二段姆欧阻抗圆的直径40Z2P等于发电机的直轴电抗Xd，二段失磁保护的偏移电抗40XD2等于一段失磁保护的偏移电抗[1]。
Xd′、Xd为标幺值，需折算到二次侧有名值，即：式中：Uj为发电机二次侧额定电压基准值，变比为10.5 kV/100 V;Ij为发电机二次侧额定电流值;Xd′、Xd为发电机铭牌参数（标幺值）;Sj发电机额定视在功率。
保护定值计算方法
失磁保护下抛圆计算方法定值整定为：Xd 即发电机纵轴同步电抗'Xd 即发电机纵轴（瞬变）电抗 以上两个参数为标么值上端点Xa ＝－2'Xd *下端点Xa ＝－（ 2'Xd Xd ）*Ie 为发电机的额定电流1、 高压侧二次接线采用三角形接法，即A 相相的尾接B 相的头引出A 相，B 相的尾接C 相的头引出B 相，C 相的尾接A 相的头引出 C 相即可，低压侧采用星型接法。
2、 Y/△-11接线方式在二次侧相序和头尾不能搞错，否则30°的角不能补偿，另外平衡系数也要算对，不然的话差流会增大，平衡系数计算方法如下。
I=KLH U KJXP *3*其中：P:主变容量，U:各侧额定线电压，KJX ：接线系数， 电流互感器为星形接线的KJX=1,三角形为KJX=3,KLH:为电流互感器变比。
以计算出来的高压侧额定电流为平衡电流，高压侧平衡系数程序设定为1,其它各侧以高压侧为基准设定。
计算举例：某站一台10MVA 主变，110KV 侧CT 三角形接线，变比为100/5,10KV 侧CT 星形接线，变比600/5.高压侧额定电流为： I=KLH U KJX P *3*=4.54(A)？ 、 低压侧额定电流为： I=KLH U KJXP *3*=4.8(A)低压侧平衡系数为4.54/4.8=0.95KJX 为CT 接线系数若，CT 为三角形接线时KJX ＝3，CT 为星型接线时KJX ＝13、 差动单元箱设有比例制动，即在外部短路的情况下，避免变压器差动误动而采取的措施，有一个制动系数的设置，一般来讲，制动系数设置越大，则比率制动区越大，外部短路造成主变差动误动作的机率越小，具体公式如下：Id ＞Idmksv+Kr(Izd-Izdmksv) (Izd ＞Izdmksv)Id ＞Idmksv (Izd ＜Izdmksv)其中 Idmksv 为差动门槛，Kr=0.25～0.8,Idmksv=(0.2～1.6)Ie,Izdmksv=为制动门槛值，一般Izd=1.0Ie制动电流Izd ＝1/2*循环电流，差动电流Id=｜Il-Ih ｜循环电流Is=｜Il ＋Ih ｜Il为低压侧电流Ih 为高压侧电流从上式可以看出，制动门槛值设得比较小，Kr制动系数设得比较大，外部短路故障造成主变差动误动的可能性越小，这时外部故障短路距离主变比较短的情况下，这种设置就非常重要。
失磁保护整定计算实例
一、发电机失磁保护1、失磁整定原则（1）火电机组失磁保护采用异步阻抗，水电机组采用静稳圆阻抗；（2）水电机组应有纯阻抗判据出口逻辑；（3）若采用电压辅助判据，应采用机端电压判据；（4）不得采用转子电压直接出口逻辑；转子电压判据只能作为辅助判据。
2、相关参数最大运行方式下的系统阻抗（最小运行方式下的系统阻抗（主变阻抗（发电机同步电抗（）发电机暂态电抗不饱和值（）其他：额定空载励磁电压：168V。
3、发电机失磁保护的判据(1)定子判据（异步边界圆）式中:、——分别为发电机暂态电抗和同步电抗标幺值，取不饱和值；、——为发电机额定电压和额定视在功率；、为机端电流互感器TA变比和电压互感器TV变比。
（2）无功反向判据按发电机正常运行允许的进相无功整定。
式中:——可靠系数，取1.1；——发电机正常运行允许的进相无功，取。
（3）转子低电压判据A、转子低电压定值式中:——可靠系数，取0.7；——发电机额定空载励磁电压，为168V，尽量采用实测值。
B、转子低电压判据系数得：＝0.8×（1.7826+0.1318+0.0604）＝1.58式中:——可靠系数，取0.8。
（4）机端低电压判据本判据取发电机机端电压，按不破坏厂用电安全和躲过强励起动电压条件整定。
＝0.87×100＝87（V）以发电机失磁时的机端电压进行校验发电机带额定有功失磁时的机端电压：=(1-5%)-11.2%=0.838式中：——系统等值电势标么值，为1；——系统电压损失，大容量系统<5%，取5%；——主变高压侧分接头处于额定分接头位置时，；——发电机失磁时主变上的电压降，可估算为则失磁时的机端电压此时发电机失磁已危及到厂用电的安全。
（6）减出力判据按发电机失磁时允许的异步功率整定。
取（7）失磁保护异步阻抗圆校验以下均按标量进行计算。
＝2.18；＝30.3等有功圆半径：=10 异步边界圆半径：两圆的圆心距：L1＝＝21.9两圆的半径和：L2＝+＝14.06+10＝24.06由于L1<L2，失磁后机端测量阻抗将落在异步圆内，因此失磁保护能可靠动作。
发电机保护整定计算
4. 发电机外部故障引起旳定子过流(1)过流保护用于1WM下列旳小容量发电机保护(2)复压开启旳过流保护用于过流保护敏捷度不足旳发电机保护(3)负序过电流及单相低电压起动旳过流保护用于用于50WM及以上旳发电机保护5. 发电机旳其他保护定子绕组过负荷/过电压发电机失磁保护 发电机失步保护
按条件(2）整定，有： Iop= （0.40.6)Ign 动作更敏捷；但LH二次回路断线、同步区外故障将造成保护误动Iop< Ign (如上) 不使用1)中旳LH二次回路断线闭锁: 保护定值不能躲过 断线故障机率很小,且加强运营维护,可大大降低断线旳可能性:倾向于条件(2）整定保护定值微机保护具有更强旳装置故障监测手段,可按条件2）整定保护定值,辅下列述条件区别故障或断线:任意一相电压工频变化量元件起动任意一相正、负、零序电压元件起动起动后任意一相电流不小于1.1Ign 满足任一条件为故障
100%定子绕组接地短路旳保护
四、定子、转子绕组旳电流保护涉及：定子、转子绕组过负荷保护发电机旳负序过电流保护对于大容量发电机，因为热容量降低，过负荷能力下降，需考虑反时限动作特征： 动作时间与故障电流成反比
（一）定子、转子绕组过负荷保护（1）中小机组：单相定时限过电流保护 （2）大型机组：发电机旳热容量明显下降，过负荷能力随之下降发电机过电流倍数越大，允许运营时间越短：过负荷能力具有反时限特征应使用具有反时限特征旳过负荷保护 t = K/[(I/Ign)2–(1+)]K:与发电机热容量ຫໍສະໝຸດ 关旳常数=0.010.02,修正系数
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。
基于导纳测量原理的发电机失磁保护定值整定
出功率
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文 献 标 志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ １—９ ８ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４—０ ０ ４ ４—０ ４
定于檄限
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稳 定 极 限
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出 功 率
发 电机失 磁 保 护可 以采 用不 同的 原理 和 判据 ， 其 中， 基 于 阻抗测 量 原 理 的失 磁 保 护 在 工程 中 已经 得 到广 泛应 用 ， 在 定 值 整 定 和保 护 校 验 方 面有 着 丰 富 的经验 。而基 于 导纳 测 量 原 理 的失 磁 保 护 ， 在 近 几年 才得 到一定 范 围 的应 用 ， 在 定 值 整 定 和保 护 校 验方 面没有 太 多 的参 考案 例和经 验 。 以下 结合 失磁
Ｖｏ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ４
Ａｕｇ ． ２ ０ １ ３
河 北 电力 技 术
ＨＥＢＥＩ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ０Ｗ ＥＲ
第 ３ ２卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
基于导纳测量原理的发 电机失磁保护定值整定
Ｌ ｏｓ ｓ － － ｏ ｆ － － ｅ ｘ ｃｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｖａｌ ｕ ｅ Ｓｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ａｄｍ ｉ ｔ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｐｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ
整 定 结 果及 校 验 方 法 ， 认 为该定值 整定 方法合理 可行 ， 可 以 保 证 失磁 保 护 的 正确 动作 。 关键词 ： 失磁保护 ； 导纳测量； 定 值 整 定 ； 校 验
基于导纳平面的发电机失磁保护整定计算
基于导纳平面的发电机失磁保护整定计算第一部分：导纳平面发电机失磁原理导纳平面发电机是一种采用导纳平面概念设计的新型发电机，其特点是能够有效地提高发电效率和降低能源损耗。
在导纳平面发电机中，失磁是一种常见的故障现象，可能导致发电机无法正常工作，因此需要进行失磁保护。
第二部分：导纳平面发电机失磁保护整定计算方法导纳平面发电机失磁保护的整定计算是确保发电机能够在失磁情况下及时保护自身的重要环节。
具体计算步骤如下：1. 确定保护整定值：根据发电机的额定容量和设计参数，确定失磁保护整定值。
一般来说，整定值应根据发电机的容量和负载情况进行合理的选择。
2. 计算发电机的导纳：根据发电机的电路参数，计算发电机的导纳。
导纳是描述电路元件对电流和电压的响应能力的物理量。
3. 确定失磁保护整定值与导纳的关系：根据导纳与失磁保护整定值的关系，确定失磁保护整定值与导纳之间的数学关系。
这个关系可以通过实验或模拟计算得到。
4. 进行失磁保护整定计算：根据已知的导纳值和失磁保护整定值与导纳的关系，进行失磁保护整定计算。
计算得到的整定值应能够在失磁发生时及时启动保护。
第三部分：实例分析以某导纳平面发电机为例，假设其额定容量为1000千瓦，设计参数如下：电压等级为10千伏，电流等级为100安培，频率为50赫兹。
根据实际测量得到的导纳值和导纳与失磁保护整定值的关系，进行失磁保护整定计算。
计算结果表明，在该发电机中，失磁保护整定值应设定为10%的导纳值。
第四部分：总结通过以上的计算分析，我们可以得出导纳平面发电机失磁保护整定计算的方法和步骤。
在实际应用中，我们应根据具体的发电机参数和工作条件，选择合适的失磁保护整定值，并进行相应的计算和调整，以确保发电机能够在失磁情况下及时保护自身。
同时，我们还需根据实际情况进行实验验证，以进一步优化整定计算方法。
通过本文的介绍，读者可以了解到基于导纳平面的发电机失磁保护整定计算的相关知识和方法。
这对于工程师和研究人员来说，具有一定的参考价值和实际应用意义。
浅析发电机失磁保护原理及整定计算
浅析发电机失磁保护原理及整定计算1 概述同步发电机在运行过程中，可能突然全部或部分地失去励磁。
引起失磁的原因不外是由于励磁回路开路（如灭磁开关误跳闸、整流装置的误跳开等）、短路或励磁机励磁电源消失或转子绕组故障等。
发电机发生失磁故障后，将从系统吸收大量无功, 导致系统电压下降,甚致系统因电压崩溃而瓦解；引起发电机失步运行，并产生危及发电机安全的机械力矩；在转子回路中出现差频电流,引起附加温升等危害。
由此可见发电机失磁故障严重影响大型机组的安全运行。
2 失磁保护的主判据及整定计算目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是：a.转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd 是否小于动作值；b.机端低阻抗判据Z＜；c.系统低电压判据Um＜。
三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。
2.1 转子低电压判据Ufd目前浑江发电公司采用国电南自的DGT801微机型发电机保护，失磁保护采用变励磁电压判据Ufd（P），即在发电机带有功P 的工况下，根据静稳极限所需的最低励磁电压，来判别是否已失磁。
正常运行情况下（包括进相），励磁电压不会低于空载励磁电压。
Ufd（P）判据十分灵敏，能反映出低励的情况，但整定计算相对复杂。
因为Ufd 是转子系统的电气量，多为直流，而功率P 是定子系统的电气量，为交流量，两者在一个判据进行比较。
如果整定不当很容易导致误动作。
但是勿容置疑的是，该判据灵敏度最高，动作很快。
如果掌握好其整定计算方法，在整定计算上充分考虑空载励磁电压Ufd0 和同步电抗Xd 等参数的影响，或在试运行期间加以实验调整，不仅可以避免误动作，而且是一个十分有效的判据。
能防止事故扩大而被迫停机，特别适用于励磁调节器工作不稳定的情况。
主要对转子低压元件进行整定。
2.1.1 转子低电压的动作方程:Ufd＜Ufdl ………………………Ufd＜UfdlUfd＜125(P- Pt)/Kfd×866 ………Ufd＞UfdlUfd- 转子电压计算值P—发电机有功功率计算值Ufd、Ufd1、Pt- 保护整定值2.1.2 转子电压的动作特性如下图:2.1.3 转子低电压特性曲线系数Kfd 整定:Kfd=(Kk/XdΣ)×(125Se/866Ufd0)XdΣ= Xd＋XsXd………发电机电抗Xs………为升压变压器及系统等值电抗之和Kk………可靠系数2.1.4 转子低电压定值整定:一般取发电机空载电压的(0.6～0.8)倍Ufd1=(0.6～0.8)Ufd02.2 低阻抗判据Z＜反映发电机机端感受阻抗，当感受阻抗落入阻抗圆内时，保护动作。
发电厂继电保护整定计算[详细]
![发电厂继电保护整定计算[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb475eb6b52acfc788ebc932.png)
Zloa.Q 0.9
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nTA
j arctan QG
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PG2 QG2 nTV
三、失磁保护整定计算
式中 QG ——发电机进相感性无功功率，因为发 出感性无功功率时，QG 0 ，因此进相运行时 QG 0 PG——发电机发出的有功功率，一般情况下取
PG PN 对静稳阻抗边界圆，在 arctan QG 角方向上
2）校核躲进相jX运B 行 时jXd负USB荷N2 nn阻TTVA (抗)的能力 发电机正常运行时的负荷阻抗
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三、失磁保护整定计算
对下抛圆定子阻抗特性，在 arctan QG 角方向上
（ 0）的动作阻抗 Zop为
一 概述
整定计算前的准备工作
1、掌握发电厂主电气系统、厂用系统及所有电 气设备情况并建立资料档案； 2、收集并掌握全厂主设备及厂用设备继电保护 及有关二次设备技术资料； 3、绘制全厂电气设备等效阻抗图； 4、有关的短路电流计算；
二、短路电流计算
1、概述 1）短路故障的原因
①自然方面的原因； ②人为方面的原因； ③设备本身原因； 2）短路种类 ① 单相接地短路 ②两相接地短路 ③ 两相及三相短路 ④ 断相或断相接地 ⑤绕组匝间短路
一 概述
③ 主系统和主设备保护的安全可靠性、配合选择 性、灵敏性、快速性都必须满足要求。 ④ 必要时可以牺牲某些三类负荷保护保护的动 作选择性，以保证主系统或主设备保护的安全可 靠性、配合选择性，特别是快速性的要求。 两者不同之处：
由于被保护设备性能、运行状态、故障类型 有很大不同，从而其保护方式、动作原理判据、 整定计算要求、整定计算方法就有很多不同。
发电机失步保护的整定计算
发电机失步保护的整定计算郭晓平;杨硕;许海标【摘要】针对某电厂220 kV出线(同杆双回线),阐述了电网调度为确保电网系统稳定投入发电机组失步保护的必要性,并着重介绍了基于双遮挡器原理的发电机组失步保护整定值计算方法,指出正确的整定计算是继电保护能真正发挥作用的基础.【期刊名称】《电力安全技术》【年(卷),期】2015(017)002【总页数】4页(P17-20)【关键词】振荡;失步保护;双遮挡器;整定计算【作者】郭晓平;杨硕;许海标【作者单位】南海发电一厂有限公司,广东佛山 528211;南海发电一厂有限公司,广东佛山 528211;南海发电一厂有限公司,广东佛山 528211【正文语种】中文2013年年中，广东电网中调转发了电网总调《电厂安全稳定防线优化方案讨论会议纪要》，并要求南海发电一厂有限公司在具体时间内完成对机组失步保护定值优化调整工作，具体原则如下：(1) 机组失步保护整定范围延伸至电厂送出线路对侧变电站，即延伸至220 kV 对侧变电站；(2) 分散动作风险，将机组滑极次数定值分2轮整定。
即不重要机组定义为第1轮跳闸对象，重要机组定义为第2轮跳闸对象，且后者滑极次数需比前者大。
由于该厂未装设失步解列装置，2台机组发变组保护亦未配置失步保护(机组为200 MW发电机，可不配置发电机失步保护)，按中调通知要求需进行机组失步保护定值整定并投入。
广东电网调度对全网电厂送出线路(同杆双回线)故障的稳定性进行核算，对该厂220 kV出线(新南甲线、新南乙线为同杆双回线)进行分析研究，当2回线路同时或相继出现一回线路三相永久性故障与另一回线路单相瞬时故障时，线路电抗增加，回路的综合电抗XΣ变大，且根据公式PE=U×EA/XΣ(EA为发电机电动势；U为无穷大系统母线电压； XΣ为包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗；δ为发电机电动势EA与无穷大系统电压U之间的功率角；PE为功率极限值)可知，功率极限值将变小，功角特性将由图1的曲线1变为曲线2，如图1所示。
发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究.
发电机失磁保护的动作分析和整定计算的研究殷建刚,彭丰(湖北电力调度通信局,湖北武汉430077摘要:就发电机失磁保护U L -P 判据部分发生误动作的原因进行分析,对现行整定计算办法中所使用的发电机参数提出了自己的观点,并提出实用的整定计算的修正办法。
关键词:失磁保护;整定计算;同步电抗X d中图分类号:T M772文献标识码:A 文章编号:1003-4897(200007-0035-021引言WF B 2100型发电机保护,在滞相和进相运行两种工况时,失磁保护U L -P 判据部分都发生过误动作,发“失磁”信号并切换厂用电源。
本文正是针对这一现象,分析失磁保护误动作原因,并提出整定计算的修正办法,在实际运行中得到较好运用。
2保护动作分析2.1该厂WF B 2100微机发变组保护的失磁保护主要由随有功功率变化的励磁低电压判据U fd (P 和静稳极限圆Z <组成。
本文主要讨论前一判据。
励磁低电压判据U fd (P 的K 值整定计算过程如下:发电机输出功率P =E 0U s Sin δ/X d ∑(1式中:E 0———发电机空载电势;U s ———无限大系统母线电压;X d ∑=X d +X t +X s ;X t :变压器阻抗;X s :电厂母线至无限大系统的联系电抗得:E 0=PX d ∑/(U s 3sin δ(2在静稳极限状态下,δ=90°,sin δ=1此时E 0=PX d ∑/U s对上式两边取标么值,励磁电压以发电机空载励磁电压U fd0为基准,定子方以发电机额定容量S n 为基准,E 0的标么值与励磁电压U fd 的标么值相等,取U s =1.0得E 0=U fd =PX d ∑,P 和U fd 用有名值表示为K =U f d /P =U fd0X d ∑/S n(32.2根据发电机、变压器厂提供参数・发电机同步电抗X d =1.997・发电机容量S N =353MVA ・变压器电抗X t =0.144・变压器容量S T=370MVA・发电机空载励磁电压U fd0=159.7V・CT :15000/5PT :20000/100系统电抗X s (大方式为:X s =0.0283(以100MVA 为基准则整定计算过程如下:以发电机容量353MVA 为基准X dsx =X d +X t +X s =1.997+0.144×353/370+0.0283×353/100=2.234(4将S N =353MVA 折算到二次值为:S N =353×106×5/15000×100/20000=588VA将S N 、X ds 、U fd0代入(3式中得:K =2.234×159.7/588=0.612.31999年2月28日,襄樊电厂300MW 的2#发电机失磁保护误动作,发“2#机失磁”信号,厂用电切至备用电源,并减出力。
发电机失磁保护的原理及整定计算
发电机失磁保护的原理及整定计算1. 发电机失磁保护的重要性发电机是电力系统中至关重要的设备，一旦发生失磁现象，将导致发电机无法正常输出电能，严重影响电力系统的稳定运行。
发电机失磁保护是保证电力系统安全稳定运行的重要保障。
2. 失磁保护的原理失磁保护是指当发电机励磁系统出现异常或失效时，及时切断发电机励磁，以防止发电机失去励磁电流而导致失磁。
失磁保护装置通常采用电流互感器来监测发电机励磁电流，一旦检测到励磁电流异常，立即启动失磁保护装置，切断励磁系统。
3. 失磁保护的整定计算失磁保护的整定计算是保证失磁保护装置动作可靠的关键，其主要包括两个参数的确定：失磁保护动作时间和动作电流门槛值。
动作时间的确定需要考虑发电机的励磁系统特性和运行条件，一般可通过实际测试和仿真计算来确定。
动作电流门槛值的确定则需要综合考虑发电机的特性曲线、系统容量和保护装置的灵敏度，通常需要进行复杂的计算和分析。
4. 个人观点和理解作为发电机失磁保护的重要组成部分，整定计算的准确性直接关系到失磁保护的可靠性和灵敏度。
在进行整定计算时，需严谨对待，充分考虑发电机和系统的特性，尽可能保证失磁保护的动作精准可靠。
总结与回顾：发电机失磁保护作为电力系统保护的重要组成部分，在保障电力系统安全稳定运行方面具有不可替代的作用。
失磁保护的原理基于监测发电机励磁电流，及时切断励磁系统以防止失磁现象的发生。
整定计算则是保证失磁保护装置可靠动作的关键，需要综合考虑多种因素进行精确计算。
对于失磁保护，希望未来能进一步加强对于整定计算方法的研究，提高失磁保护的可靠性和灵敏度。
通过本文的深入探讨，相信读者能更全面、深刻地理解发电机失磁保护的原理及整定计算方法，从而更好地应用于实际工程中，保障电力系统的安全稳定运行。
以上是对发电机失磁保护的原理及整定计算的全面评估和深度探讨，希望对你有所帮助。
发电机失磁保护是电力系统中非常重要的一环，其原理和整定计算对于确保发电机正常运行和电力系统的稳定性至关重要。
失磁保护动作定值计算公式
失磁保护动作定值计算公式在电力系统中，失磁保护是一种重要的保护装置，用于保护发电机在失去励磁时不会失去同步运行。
失磁保护的主要作用是在发电机励磁系统出现故障或失去励磁时，及时切断发电机的励磁电流，防止发电机失去同步运行，从而保护发电机和电力系统的安全稳定运行。
失磁保护动作定值计算公式是确定失磁保护动作值的重要依据，下面将介绍失磁保护动作定值计算公式的相关内容。
失磁保护动作定值计算公式一般包括两个方面的内容，即失磁保护动作电流定值和失磁保护动作时间定值。
失磁保护动作电流定值是指在发电机励磁系统出现故障或失去励磁时，失磁保护装置应该动作的电流数值。
失磁保护动作时间定值是指失磁保护装置在检测到励磁系统出现故障或失去励磁时，应该动作的时间。
下面将分别介绍失磁保护动作电流定值和失磁保护动作时间定值的计算公式。
首先是失磁保护动作电流定值的计算公式。
失磁保护动作电流定值的计算公式一般由以下几个参数来确定：发电机额定电流Ir，发电机额定短路电压Uk，发电机励磁电流If，发电机励磁电压Uf，发电机励磁系统的短路电流Ik。
失磁保护动作电流定值计算公式一般为：Ia = Ir (Uk/Uf) + If + Ik。
其中，Ia为失磁保护动作电流定值，Ir为发电机额定电流，Uk为发电机额定短路电压，Uf为发电机励磁电压，If为发电机励磁电流，Ik为发电机励磁系统的短路电流。
其次是失磁保护动作时间定值的计算公式。
失磁保护动作时间定值的计算公式一般由以下几个参数来确定：发电机额定电流Ir，发电机的电感L，失磁保护的时间常数T。
失磁保护动作时间定值计算公式一般为：T = L / (2 π Ir)。
其中，T为失磁保护动作时间定值，Ir为发电机额定电流，L为发电机的电感。
通过上述失磁保护动作定值计算公式的计算，可以确定失磁保护装置的动作值，保证失磁保护在发电机励磁系统出现故障或失去励磁时能够及时动作，防止发电机失去同步运行，保护发电机和电力系统的安全稳定运行。
发电机功角计算公式
发电机功角计算公式发电机功角是同步发电机运行中的一个重要概念，它在电力系统的稳定性分析和运行控制中起着关键作用。
那咱就来好好聊聊发电机功角的计算公式。
咱先来说说啥是发电机功角。
简单来讲，功角就是发电机内电势与端电压之间的相位差。
这个相位差可不得了，它能反映出发电机输出功率的大小和稳定性。
发电机功角的计算公式通常涉及到一些复杂的电学参数。
一般来说，功角δ可以通过以下公式计算：δ = arctan（Q*Xd - P*Xq）/（E*U）。
这里面，P 是有功功率，Q 是无功功率，E 是发电机内电势，U 是端电压，Xd 是直轴电抗，Xq 是交轴电抗。
要说理解这个公式，还真得费点脑筋。
就好比我之前在一个电力系统的实验课上，老师让我们通过实际操作去理解这个公式。
当时我们小组面对着一堆复杂的仪器和线路，头都大了。
我们小心翼翼地调整着各种参数，记录下每一次的数据变化。
特别是在计算功角的时候，那真是一个数字一个数字地仔细核对，就怕出错。
有个同学因为粗心把一个数据写错了，结果整个计算都错了，大家不得不重新再来。
经过好一番折腾，我们终于算出了功角，那一刻的成就感真是无法形容。
再回到这个公式，其中有功功率 P 就像是发电机在努力工作输出的“实际成果”，无功功率 Q 则像是在为系统提供“后勤保障”。
而内电势E 和端电压 U 就像是两个在拔河的队伍，它们之间的较量通过功角δ体现出来。
直轴电抗 Xd 和交轴电抗 Xq 则反映了发电机内部的电磁特性，就好像是发电机自身的“性格特点”。
不同型号的发电机，这两个参数也会有所不同。
在实际的电力系统运行中，准确计算发电机功角非常重要。
它能帮助工程师们判断系统的稳定性，提前发现可能存在的问题，并采取相应的措施来保障电力的稳定供应。
总之，发电机功角计算公式虽然看起来复杂，但只要我们深入理解其中每个参数的含义，再结合实际的操作和应用，就能更好地掌握它，为电力系统的稳定运行贡献一份力量。
希望通过我的这番讲解，能让您对发电机功角计算公式有更清晰的认识。
浅析西门子7UM622发电机失磁保护_吴建洪
通过具有相同延时的２条特性曲线的组合来模拟同步发 电机 的 静 稳 定 极 限。 这 ２ 条 特 性 曲 线 距 离 原 点 的 距 离 １／Ｘｄ ＣＨＡＲ．１ 和１／Ｘｄ ＣＨＡＲ．２ 不 同 ，同 时 具 有 不 同 的 倾 角α１ 和α２ 。 如 保 护 装 置 计 算 出 的 导 纳 值 超 出 了 失 磁 特 性 （１／Ｘｄ ＣＨＡＲ．１ ）／α１ 和 （１／Ｘｄ ＣＨＡＲ．２）／α２，即 会 通 过 整 定 延 时 发 出 告 警 信 号 或 跳 闸 命 令 。 整定这２段特性的延时是非常 必 要 的，可 以 确 保 励 磁 电 压 调 节 装置有足够的时间来提高励磁电压。
特性１和特性２动作延时应与励磁系统低励限制相互配 合 ，特 性 ３ 动 作 延 时 推 荐 按 ０．５ｓ整 定 。
２．２ 励 磁 电 压 监 视 功 能 定 值 整 定 计 算 励磁电压监视功能定 值 一 般 整 定 到 空 载 时 励 磁 电 压 的
３０％左右。同时注意，在保护装置 和 励 磁 电 压 之 间 需 接 入 电 压 分压器。故励磁电压监视功能定值可按以下公式计算得到：
５ 结 语
３ 西 门 子 ７ＵＭ６２２ 发 电 机 失 磁 保 护 的 校 验
校验失磁保护的导纳特性，固 定 通 入 保 护 装 置 的 电 压 为 三 相额定电压 不 变 ，取 ２ 个 有 功 功 率 Ｐ１ 和 Ｐ２，固 定 有 功 功 率 Ｐ１ 的值不变，改变无功功率 Ｑ 的值，直到失磁保护 动 作，这 时 得 到 一个与有功功率 Ｐ１ 相 对 应 的 无 功 功 率 Ｑ１；同 理，也 可 得 到 另 一个与有功功率 Ｐ２ 相 对 应 的 无 功 功 率 Ｑ２。 于 是 得 出 一 个 关 于 Ｐ—Ｑ 的动作特性直线方程：
发变组保护原理与整定(失步失磁)
s s
XJ Group Corporation
二、失磁保护
失磁后机端阻抗变化特性
jX
P3 P2 P1
P1
jX st
P2
R
U s2 2P
XJ Group Corporation
失磁开始到静稳边界之间等有功圆
2 2 Us Us U s j 2 Z jX s jX s e 2P 2P 3I s
E
g s
机端测量阻抗为一圆周，半径为： |
E g 与 E s 同相时，Z
B
Z E g 与 E s 反相时，
A
E (Z Z ) | E 1 E E Z 1 EZ E Z E Z Z E E E 1 E E Z 1 * EZ E Z E Z *Z E E E 1 E
E
0
g
ΔE E E
g
I
s
s
E Z
E
I
zd
XJ Group Corporation
I
fh
180°
g s
360°
540°
720°
I
zd
E E 2E sin Z Z 2
Σ Σ
一、失步保护
振荡过程中电压有效值变化过程
U E
g
g
E
A
U
K
A
发电机暂态稳定
f'
f e a h d c b g
e' e a h d c' c b
WFBZ-01型水轮发电机失磁保护的构成与整定计算
＝
其 中
Ｓ ——发 电机额定 电压及额定容量 ｂ
— —
发电机 同步电抗及暂态电抗
—
可靠系数 ， １２ 取 ． ｎ ｎ——电压及 电压互感器的变比 ，
维普资讯
２０ ０６年第 １ ２期
《 贵州 电力技术》
（ 总第 ９ ｏ期 ）
ＷＦ Ｚ一 １ Ｂ ０ 型水轮发 电机失磁保护 的 构成与整定计算
东风发电厂 李家常
摘 要
［５４８ ５ １０ ］
介绍 ＷＦ Ｚ ０ 型微机发变组保 护失 磁保 护的构成 与整定计算 Ｂ 一１
保护逻辑框图如下 ：
２ 整定计算
由于每种装置 的构成有不 同的方式 ， 有些具体
无 限大 系统
的整定值是装置所特有的， 的整定值还 与其调试 有
方法有关 。 ２ １ 系统图殛设备参数 ．
・
图 １ 系统图
纵轴同步电抗 ： ＝ ．３ Ｘ ． ０９６
３ ． ０
维普资讯
ｂ ＝０ １ ． ． ３×１ Ｏ ２ Ｏ＝０ ０ ５ Ｏ／ Ｏ ．６
２２ ３ ． ． 整定计算
阻抗元件 ：
Ｘ ＝一ＫＫ ： ＩＳｅｙ Ｂ ｄ ｎ ｆ ／ ｎ
＝ 一１ ２ ×０ ４ ８×１ ． ２ ×２ Ｏ ／ Ｏ ． ．６ ３８ ４ Ｏ ２ ０×１ ８ ３
一
２５ 转子低电压判据系数 Ｋ ． 转子低 电压系数 ， 用于整定 转子 电压动作曲线 斜率。
发 电机（ 折算至 １０ Ｖ ０ Ｍ Ａ下 ） ：
一起大型发电机失磁保护整定计算
Calculation of a Large Generator Loss Excitation Protection
DAI Gang （NanJing SAC Valmet Automation Co.,Ltd.，NanJing JiangSu 211800）
Abstract: As the protection of the generator's excitation current falling or disappearing, the generator loss protection can detect whether the generator loses static stability due to the loss of magnetic flux. In this pa⁃ per, a large generator loss of excitation protection based on static stability, three-phase low voltage and ro⁃ tor static stability limit and low voltage criterion was set up, and the sensitivity of the protection was checked under equal operation mode, with a view to provide reference for unrelated scholars. Keywords: exciting current；contact reactance；static impedance；in phase operation；static stability limit
发电机失磁保护的整定计算、功角
发电机失磁保护的整定计算 1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。
此时，动作阻抗XA、XB 可按下式决定XA=XC XB=-Xd目前，国内生产及应用的微机型保护装置，阻抗型失磁保护的转子低电压元件多采用其动作电压随发电机有功功率的增大而增大的UL-P元件。
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发电机失磁保护的整定计算 1
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=-1.2Xd
XA、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。
此时，动作阻抗XA、XB 可按下式决定
XA=XC XB=-Xd
目前，国内生产及应用的微机型保护装置，阻抗型失磁保护的转子低电压元件多采用其动作电压随发电机有功功率的增大而增大的UL-P元件。
对转子低电压元件的整定，实际上是对Ufd0（最小转子动作电压）及K=tga的整定。
此外，对于水轮发电机，还需要决定曲线的拐点（即确定反应功率）。
（1）最小转子动作电压Ufd0的整定。
Ufd0＝（0.8～0.9）Ufdx
Ufdx：发电机空载时的动作电压
（2）特性曲线斜率K=tga的整定。
K=(Xall*Ufdx)/S
Xall：发电机电势与无穷大系统之间的标幺值电抗，Xall=Xd+XT+XL(Xall为发电机的同步电抗，XT为变压器的电抗，XL为发电机高压母线对系统的等值阻抗）。
Ufdx：发电机空载时的转子电压（有名值）。
S：发电机额定视在功率（有名值）。
（3）水轮发电机UL-P曲线的拐点。
等于水轮发电机的反应功率。
3、系统低电压元件的整定
在发电机失磁保护中，所谓系统低电压元件，实际接入的是发电厂高压母线的电压。
该元件的动作电压通常按高压母线实际额定运行电压的85%~90%来整定，通常整定为85~90V（TV二次值）。
4、动作时间的整定
为了确保系统振荡时失磁保护不误动，失磁保护动作后应经延时作用于出口。
另外，当发电机失磁失步后，机端阻抗的测量轨迹有可能交替地进入阻抗圆内又出来，再进入圆内又出来........。
为使保护能可靠出口，其动作延时不宜过长。
考虑到上述两种因素及目前系统振荡的最长振荡周期，失磁保护的动作延时应取0.75~1s。
二、逆无功＋过电流型失磁保护的整定
该型保护有失磁检测元件、失磁运行危害判别元件、躲系统故障元件及时间元件构成。
1、失磁检测元件的整定
失磁检测元件有过电流、过负荷元件及逆无功元件组成。
（1）逆无功元件。
逆无功元件按发电机的额定无功功率来整定。
Qdz=-(5%~10%)×QN
Qdz：逆无功元件的动作功率。
QN：发电机的额定无功功率。
（2）过电流、过负荷元件。
过负荷元件
Idz1=Krel×（IN/Kr)
Idz1：过负荷元件的动作电流。
Krel：可靠系数，取1.05。
IN：发电机的额定电流（取TA的二次电流值）。
Kr：返回系数，取0.95。
过电流元件的动作电流应大于过负荷元件的动作电流，即
Idz2=1.1Idz1
Idz
功角的概念
◆图17.7 画出了同步电机的时空相量图。
图中忽略了定子绕组的漏磁电势，认为≈+，对应于转子磁势
，对应于电枢磁势，所以可近似认为端电压由合成磁势=+所感应。
和之间的空间相角差
即为和之间的时间相角差。
◆可见功角δ在时间上表示端电压和励磁磁势之间的相位差，在空间上表现为合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。
并网运行时，为电网电压，其大小和频率不变，对应的合成磁势总是以同步速度旋转，因此功角的大小只能由转子磁
势的角速度决定。
稳定运行时，和之间无相对运动，δ具有固定的值。
功角特性
◆功角特性指的是电磁功率随功角δ变化的关系曲线=f(δ)的。
◆凸极电机令可以求出对应于最大电磁功率
的功角,一般来说凸极电机的在45～90之间。
◆隐极电机
◆最大功率与额定功率的比值定义为同步发电机的过载能力。
对隐极电机来说
有功功率的调节
◆功角特性=f(δ)反映了同步发电机的电磁功率随着功角变化的情况。
稳态运行时，同步发电机的转速由电网的频
率决定，恒等于同步转速，即，发电机的电磁转矩和电磁功率之间成正比关系：电磁转矩与原动机提
供的动力转矩相平衡其中为空载转矩因摩擦、风阻等引起的阻力转矩）。
◆可见要改变发电机输送给电网的有功功率，就必须改变原动机提供的动力转矩，这一改变可以通过调节水轮机的进水量或汽轮机的汽门来达到。
◆当功角处于0到范围内时，随着δ的增大，亦增大，同步发电机在这一区间能够稳定运行。
而当δ >时，
随着δ的增大，反而减小，电磁功率无法与输入的机械功率相平衡，发电机转速越来越大，发电机将失去同步，故在这一区间发电机不能稳定运行。
◆同步发电机失去同步后，必须立即减小原动机输入的机械功率，否则将使转子达到极高的转速，以致离心力过大而损坏转子。
另外，失步后，发电机的频率和电网频率不一致，定子绕组中将出现一个很大的电流而烧坏定子绕组。
因此，保持同步是十分重要的。
◆综上所述：并联于电网的发电机所承担的有功功率可以通过调节原动机输入的机械功率来改变的。
而且电机承担的
有功功率的极限是。
当0<δ<时发电机可以稳定运行；δ<发电机不能稳定运行。
◆应当注意，当发电机的励磁电流不变时，δ的变化也将无功功率的变化。
无功功率随着有功功率的增加而减少，甚至可能导致无功功率改变符号，这是应当避免的。
因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率时，应该在调节发电机有功功率的同时适当调节发电机的无功功率。