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3种失磁保护定子侧判据性能比较分析
浏览: 发布日期:2019-06-11

中国南方电网电力调度控制中心、西安热工研究院有限责任公司的研究人员陆明、薛磊、兀鹏越,在2019年第5期《电气技术》杂志上撰文,通过一次发电机失磁事故,对目前实际中用到的3种失磁保护定子侧判据性能进行分析,指出了这几种判据之间的本质联系以及在实际应用中的选择方法,有助于深入了解失磁过程中各电量的变化过程,对保护装置的整定计算具有指导意义。


对于大型发电机失磁保护,行业标准推荐了低电压判据、定子侧阻抗判据和转子侧判据三类保护判据,其中低电压判据和定子侧阻抗判据都可归类于定子侧判据。在实际工程上,保护装置定子侧判据有3种方式:定子侧阻抗判据、定子侧导纳判据和定子侧有功无功判据,分别对应了R-X坐标平面、G-B坐标平面和P-Q坐标平面。


这3种判据在国内外不同厂家的保护产品中均有应用,对这三者进行比较分析,厘清相互的关系,有助于提高技术人员对失磁保护的认识,更好地实现不同保护原理的应用。本文结合一起实际发生的失磁事故案例,分析比较了这3种坐标平面下失磁事故特征和失磁判据的特点。


1失磁保护分析


1.1失磁过程


以隐极发电机为例,本文介绍发电机失磁过程。设发电机与无穷大系统相连,则机端电压在失磁过程保持恒定不变。设发电机电势为Eq,定子电流为I,功率因数角为φ,发电机功角为δ。

3种失磁保护定子侧判据性能比较分析

图1发电机失磁过程


发电机正常滞相运行,定子电流滞后于机端电压,发电机发出有功功率和无功功率。失磁后,发电机励磁电流逐渐减小,Eq随之减小,定子电流超前于机端电压,发电机进入进相运行状态,发电机发出有功功率,吸收无功功率。若励磁电流进一步衰减,发电机功角越过90°,则发电机失去同步运行状态,此时,定子电流超前于机端电压45°左右,为维持有功负荷不变,定子电流比正常运行增加很多。之后,发电机会进入稳定异步运行状态。


1.2定子判据动作时间较长


发电机从失磁到失步一般要经过2~6s,与机组的容量及转子回路的时间常数有关。发电机失磁之后,必然经历一个进相运行的状态。如果根据定子侧的状态量判定发电机是否失磁,就必须保证发电机进相运行时不误动,因此定子侧判据动作速度较慢,这是现在失磁保护普遍存在的问题。