第二十一讲发电机失磁保护

发电机失磁微机保护的研究摘要:介绍了现阶段的发电机失磁保护装置、发电机失磁保护的4种主要判据，并针对阻抗Ⅱ段和低电压判据延时较长的不足,提出利用发电机功率变化量作为失磁保护辅助加速判据。

还研究了失磁保护方案存在的问题，针对相应的问题提出微机失磁保护新方案，并对新方案进行了介绍。

关键词:失磁保护；失磁保护判据；功率变化量；辅助加速判据；微机失磁保护新方案。

0 引言中国历年来的发电机失磁故障率都比较高,因而,发电机失磁保护受到广泛重视。

近年来,国内在发电机失励磁分析和试验方面做了很多工作,取得了很大的成绩。

在失磁保护装置方面也已经开发出了多种型号的装置,其性能基本满足了电力系统的要求。

现阶段新型微机失磁保护判据组合及作用结果包括如下四方面的内容：a.失磁保护Ⅰ段:定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据、功率判据和无功反向判据组合。

失磁保护Ⅰ段投入,发电机失磁时,0.5 s降出力；b.失磁保护Ⅱ段:系统低电压判据、定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据和无功反向判据组合。

失磁保护Ⅱ段投入,发电机失磁时, 系统电压低于整定值,延时0.8 s 动作切发变组主断路器、灭磁断路器、厂用电源断路器及励磁系统各断路器；c.失磁保护Ⅲ段:定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据和无功反向判据组合。

失磁保护Ⅲ段保护投入,发电机失磁后,延时1.5 s,动作于“报警”,也可动作于“切换备用励磁”,或者动作于“跳闸”,有3种状态供选择；d.失磁保护Ⅳ段:定子阻抗判据和无功反向判据组合。

失磁保护Ⅳ段为长延时段,只判断定子阻抗判据,在减出力、切换备用励磁无效的情况下,5 min动作于“跳闸”。

1 发电机失磁后的基本物理过程及产生的影响发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。

对于失磁的原因有：转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。

当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。

浅谈发电机失磁保护摘要：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。

（2）当一台发电机发生低励或失磁后，由于电压下降，电力系统中的其他发电机，在自动调整励磁装置的作用下，将增加其无功功率输出，从而使这些发电机、输出变压器或线路过电流，其后备保护(过电流保护)可能动作而跳闸，使故障范围扩大。

（3）一台发电机低励或失磁后，由于该发电机有功功率的摆动，以及系统电压的下降，可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间，或电力系统的各部分之间失步，使系统产生振荡甩掉大量负荷。

发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。

对于失磁的原因有：转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。

当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。

由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小，因此，其励磁转矩也将小于原动机的转矩，因此引起转子加速，使发电机的功角δ增大。

当δ超过静态稳定极限角时，发电机与系统失去同步。

发电机失磁后将从系统中吸取感性无功供给转子励磁电流，在定子绕组中感应出电势。

在发电机超过同步转速后，转子回路中将感应出频率为ff－fs（fs为系统频率、ff为发电机频率）的电流，此电流产生异步制动转矩，当异步转矩与原动机转矩达到平衡时，即进入稳定的异步运行。

当发电机异步运行时，将对发电机及电力系统产生巨大的应影响。

⑴需要从系统中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。

⑵由于从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降，如果电力系统的容量较小或无功储备不足，则可能使失磁的发电机端电压、升压变压器高压侧的母线电压、及其它的临近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与电源间的稳定运行，甚至引起电压崩溃而使系统瓦解。

⑶由于失磁发电机吸收了大量的无功功率，因此为了防止其定子绕组的过电流，发电机所发的有功功率将减少。

⑷失磁发电机的转速超过同步转速，因此，在转子及励磁回路中将产生频率为ff－fs的交流电流，因而形成附加的损耗，使发电机转子和励磁回路过热。

对于水轮机，①其异步功率较小，必须在较大的转差下运行，才能发出较大的功率。

②由于水轮机的调速器不够灵敏，时滞大，乃至可能在功率未达到平衡时就以超速，使发电机与系统解列。

③其同步电抗较小，异步运行时，则需要从电网吸收大量的无功功率。

④其纵轴和横轴不对称，异步运行时，机组震动较大等因素的影响，因此发电机不允许失磁。

因此必须加装失磁保护。

1 发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。

由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。

发电机失磁保护的典型配置方案第一篇：发电机失磁保护的典型配置方案发电机失磁保护的典型配置方案1 引言励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。

由于励磁系统相对较为复杂，主要包括励磁功率单元和励磁控制部分，因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。

加强失磁保护的研究，找到一个合理而成熟可靠的失磁保护配置方案是十分必要的。

由于失磁保护的判据较多，闭锁方式和出口方式也较多，因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂，种类也最多。

据国内一发电机保护的大型生产厂家统计，2000年中，该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。

如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。

不仅业主和设计部门难以作出选择，而且整定、调试、运行、培训都变得复杂。

这样，现场运行经验和运行业绩不易取得，无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平，也不利于保护的成熟和完善。

从电网运行中反映，失磁保护的误动率较高。

湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组，首次在300MW发电机组上采用国产WFB－100微机保护，经过近3年的现场运行，其失磁保护在试运行期间发生过误动作，在采取一定措施后，未再误动。

近年来，失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相运行实验，都正确动作。

本文将分析该厂失磁保护方案的特点，并以此为典型方案，以供同行借鉴参考。

2 失磁保护的主判据目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种，分别是1）转子低电压判据，即通过测量励磁电压Ufd是否小于动作值；2）机端低阻抗判据Z＜；3）系统低电压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早期的整流型和集成电路型保护，采用定励磁电压判据，表达式为：Ufd＜K·Ufd0，Ufd0为空载励磁电压，K为小于1的常数。

目前的微机保护，多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。

1.发电机失磁保护失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。

由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。

励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。

静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。

TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A<Ia<Iset(电流门坎)时判为TV二次回路断线，将失磁保护闭锁。

│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset用于判别TV单相或两相断线，低压判据判断三相失压。

在电力系统短路或短路切除等非失磁因素引起系统振荡时，保护采取措施闭锁Ufd(P)，可防止保护误出口。

励磁低电压Ufd(P)判据动作后经t1（2s）发出失磁信号。

励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗判据均满足且无TV二次回路断线时经t2（6s）发出跳闸指令。

励磁低电压Ufd(P)判据、静稳阻抗、系统低电压判据均满足且无TV二次回路断线时经t3（1s）发出跳闸指令。

2.发电机过激磁保护过激磁保护是反应发电机因频率降低或者电压过高引起铁芯工作磁密过高的保护。

过激磁保护分高、低两段定值，低定值经固定延时5s发出信号和降低励磁电压（降低励磁电压、励磁电流的功能暂未用），高定值经反时限动作于解列灭磁。

反时限延时上限为5秒，下限为200秒。

3.发电机定子接地保护发电机定子接地保护作为发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压部分和三次谐波电压两部分组成，基波零序电压保护机端至机尾95%区域的定子绕组单相接地故障，由反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；三次谐波电压保护机尾至机端30%区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。

低励.掉磁呵护应控制的常识点：1.什么是掉磁？2.掉磁后,发电机的运行状况若何变更？或者说发电机开端掉磁（在未超出静稳极限之前）的现象？3.掉磁呵护有哪些判据？（看解释书,先记住这些判据的名称,道理可以先不看）4.发电机掉磁对体系和发电机本身有什么影响？5.发电机掉磁后,机端测量阻抗大致若何变更？（先懂得）一.界说掉磁呵护,有时刻也叫低励呵护.但从加倍确实的界说上讲,低励：暗示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流;（发电机要向外送这么多有功,必须要有响应的励磁电流来保持,励磁电流太低,连静稳极限都保持不了的时刻,就叫低励.而掉磁：暗示发电机完整掉去励磁.发电机低励.掉磁,是罕有的故障情势,特殊是大型发电机组,励磁体系的环节比较多.增长了产生低励.掉磁的机遇.二.掉磁的进程正常运行时,转子的扭转磁场,与定子绕组中电流产生的交变磁场,两者耦合到一路,同步扭转,转子磁场起推进力的感化,定子绕组中电流产生的交变磁场起制动力的感化,两者大小相等,同步扭转,把原念头的能量,经由过程磁场传到三相体系中去.而低励.掉磁时,转子中的磁场就减小,最后没有了,相当于转子用来推进定子交变磁场扭转的磁场减小.甚至没有了,相当于将“原念头的能量”转换成“三订交换体系中的电能”的序言减小.甚至没有了,那么原念头的能量就只能转换成转子的机械能,所以转子的转速要加快.以下为填补：励磁与有功.机端电压的关系（纯属小我懂得,仅供参考）有功增长了在机端电压不变的情形下定子电流就会增长,定子电流增长的话就会使机端电压降低, 为了保持机端电压的恒定就会增长励磁电流来稳固电压,励磁电流只调节无功,但无功和有功要知足功率圆.可能会出如今无功必定的情形下有功无法调节.就是说在有功增长的情形下励磁电流会变大的有功减小的话励磁电流也会响应的减小.也就是说,增长励磁电流,可以增长发电机输出的无功Q,也会使发电机的输出电压升高;反之,则相反.而励磁电流与有功P之间无必定的接洽.差不久不多吧,有功增长会使发电机产生去磁感化,这个时刻发电机电压会降低,发电机遇掉磁,无功就要响应的增长.理论上调剂有功,无功会跟着变更,增长无功,有功不跟着无功变更.单台发电机对于无限大体系而言,发电机输出的有功.无功的表达式为如下,式中,各参数的界说与上面填补部分的界说雷同.但下式成立的前提是xd=xq（此时xdΣ=xqΣ）,即对于隐极发电机,才成立,对于凸极机,不成立.式中,P为发电机的有功,E0为发电机的机端电压;Us为体系电压,XΣ为包含发电机在内的全部体系的电抗,δ为转子磁场与定子绕组的电枢磁场的夹角（也可懂得为机端电压与无限大体系电压之间的夹角）.对于水轮发电机：d轴：直轴（横轴）,磁极轴线,转子上是一个大齿;q轴：交轴（相轴.时轴）,相邻南北极之间的中间线,都是些小齿.是以,Xd与Xq不成能完整相等,Xd＞Xq.发电机的机端电压E0与励磁电流If是成线性关系的,掉磁进程中,励磁电流减小,引起机端电压E0降低（无功功率降低）,但是掉磁后,因为转子转速加快,δ会变大（δ的转变比E0的转变慢）,在必定规模内,sinδ变大,cosδ,所以：“机端电压E0降低”与“sinδ变大”二者是互相抵偿的感化,所以在掉磁初始阶段,有功功率P先减小,后增长,往返摇动,但有功P的平均值变更不大;而无功功率Q则中断降低,甚至向体系接收无功（E0降低.cosδ降低）;因为机端电压E0降低（在超出静稳极限后,机端电压讲大幅降低）,是以,机端电流I先降低,后面有功P增长后,I也会回升.具体各电气参数如上图所示.综上,发电机开端掉磁（在未超出静稳极限之前）的现象如下：①无功功率Q在中断降低,甚至从正值变成负值;②机端电压E0在中断降低;③机端电流I在上升（先降低.后上升）;④有功功率P有摇动（先降低.后上升）,但平均值变更不大.这个时刻,发电机仍能向体系输送有功P,但因为无功Q降低,甚至接收无功,机端电压要降低,是以须要本厂其他无故障的机组,或者其他厂无故障的机组多发一些无功功率,以保持体系电压.当功角δ＞180°今后,发电机完整掉步,有功P已变成负值,即发电机接收有功,发电机在体系电压的感化下,作电念头运转,定子电枢磁场已不再是对转子磁场起制动感化,而是和转子上的原动力矩一路,合营使令发电机加快扭转,很快使δ＞360°,开端一个新的扭转周期,发电机输出的有功功率.无功功率.定子电流.转子电流和电压均呈现不合程度的振荡,但定子机端电压手体系电压的牵制,是以摇动比较安稳.三.掉磁后的发电机机端测量阻抗轨迹以下内容针对汽轮发电机而言：满负荷稳固运行时,发电机运行在A点,以掉磁开端为0s,约5s后无功功率反向,机端测量阻抗轨迹开端进入-x的第四象限;10s今后,机端测量阻抗轨迹在C区摆动;若将有功负荷减到额定功率的60%,则机端测量阻抗轨迹在D区摆动;若将有功负荷减到额定功率的40%,则机端测量阻抗轨迹稳固在B点邻近,掉磁机组进入稳固异步运行.1.掉磁初始阶段（在掉去静态稳固之前）的阻抗轨迹：等有功阻抗圆等有功的概念：前面已经剖析,在掉磁初始阶段（在掉去静态稳固之前）,发电机有功功率P固然在摇动,但其平均值差不久不多是不变的,是以叫等有功.如今就假定输出有功功率P（这里用Ps暗示）根本不变,来剖析机端测量阻抗Z的轨迹.掉磁初始阶段（在掉去静态稳固之前）的阻抗轨迹就是等有功圆,静稳极限损坏之后,阻抗轨迹才偏离等有功圆进入第三.四象限.图6-3-3给我们的启示：①假如掉磁发电机与无限大体系的衔接电抗Xs越大（即发电厂与体系接洽很单薄,远离体系中间）,则等有功圆就要沿着jx轴往上偏移,是以掉磁后的机端测量阻抗轨迹也整体往上偏移,即位于阻抗平面的上部区域,就不轻易进入第三.第四象限,而掉磁阻抗圆的动作区在第三.第四象限,所以此时掉磁呵护可能拒动.②掉磁以前,发电机带的有功Ps越大,则掉磁后机端测量阻抗轨迹圆的圆心越接近原点（从式6-6-3a可知）,掉磁后的机端测量阻抗轨迹（即等有功圆）越小,同理,就不轻易进入第三.第四象限,而掉磁阻抗圆的动作区在第三.第四象限,所以此时掉磁呵护可能拒动.2.静稳极限阻抗圆填补：对于汽轮机的静稳极限（鸿沟）阻抗圆,上面为Xs（体系接洽电抗,或者叫发电机与无限大体系的衔接电抗）,下面为-Xd,以它们为直径所作的圆.机端测量阻抗轨迹进入该圆,暗示这台发电机的静稳极限损坏了.等有功圆与静稳极限（鸿沟）阻抗圆是订交的,刚一开端掉磁,机端测量阻抗轨迹就有可能沿着等有功圆进入静稳极限（鸿沟）阻抗圆,是以,静稳极限（鸿沟）阻抗圆的动作区域较大,比异步鸿沟阻抗圆更敏锐,静稳极限方才被损坏,呵护就动作了.但是,对于汽轮机的静稳极限（鸿沟）阻抗圆,其动作区域它包含了所有象限,第四象限是同步发电机掉磁应当动作的区域,第三象限是同步电念头掉磁应当动作的区域.而在第一.二象限,除了掉磁呵护会动作外,短路故障也会动作,是以,为了防止短路时静稳极限（鸿沟）阻抗圆误动,从第二象限到第四象限整齐根直线,弄成一个偏向阻抗继电器.如P303,图6-4-5所示.而在我国,为了防止短路时静稳极限（鸿沟）阻抗圆误动,就把Xs移到零点,即机端,以零点和-Xd为弦,以静稳极限（鸿沟）阻抗圆为基本,画一个苹果圆,让这个苹果圆尽可能的跟理论上的静稳极限（鸿沟）阻抗圆挨近.我们把这个苹果园叫：准静稳极限阻抗圆.如P304所讲.无论是静稳极限阻抗圆,照样异步鸿沟阻抗圆,阻抗继电器不但是在掉磁的时刻才动作,在体系振荡.PT断线以及发电机从机端到高压体系产生相间短路.接地短路（经由渡电阻短路,过渡电阻达到必定命值）时,这些阻抗圆可能会误动.所以阻抗圆也要和“励磁低电压”等判据相合营应用,即进入阻抗圆之后,要“励磁电压低于整定值”之后,才动作.若是体系短路,为了保持体系稳固,励磁体系会主动将励磁加大,此时进入阻抗圆之后,因为“励磁低电压”等判据不知足,掉磁呵护也不会动作.详见金安桥的“静稳极限励磁电压U (P) fd主判据”金安桥掉磁呵护的几个判据1.静稳极限励磁电压U (P) fd主判据若定子机端电势E0用定子的额定电压作为基准值,再盘算它的标幺值;而转子电压U1的基准值为发电机空载的额定励磁电压,则定子机端电势E0的标幺值,就等于转子电压U1的标幺值,那么从标幺值来说,E0就是转子电压,故有功P即为转子电压乘以无限大母线电压,再比上同步电抗.所以,发电机要发出某一数目的有功P,就必须要有必定命量的励磁电压E0（转子电压,它们的标幺值相等）来保持,换句话,发电机要送某一数目的有功功率P,且体系要保持静稳极限,那么必须要有的谁人转子电压就能肯定下来.转子电压的标幺值,与有功P成一个线性关系.故,用转子低电压作为判据时,转子低电压的定值是跟着有功功率的变更而变更的.不合的有功功率,保持静稳极限所需的转子电压就有不合的定值.（但这是从稳态的状况下来说的,而在暂态进程中,这个线性关系不成立）该判据的长处是：凡是能导致掉步的掉磁初始阶段,因为U fd 快速降低,U (P) fd判据可快速动作;在平日工况下掉磁,U (P) fd 判据动作大约比静稳鸿沟阻抗判据动作提前1 秒钟以上,有猜测掉磁掉步的功效,明显进步机组压出力或切换励磁的后果.5.6.2 定励磁低电压帮助判据为了包管在机组空载运行及 Pt < P 的轻载运行情形下掉磁时呵护能靠得住动作,或为了全掉磁及轻微部分掉磁时呵护能较快出口,附加装设整定值为固定值的励磁低电压判据,简称为“定励磁低电压判据”,其动作方程为：金安桥掉磁呵护跳闸清册：静稳鸿沟阻抗判据知足后,至少延时1~1.5s 发掉磁旌旗灯号.压出力或跳闸,延时1~1.5s 的原因是躲开体系振荡.扇形与R 轴的夹角10°~15°为了躲开辟电机出口经由渡电阻的相间短路,以及躲开辟电机正常进相运行.5.6.4 稳态异步鸿沟阻抗判据发电机产生凡是能导致掉步的掉磁后,老是先到达静稳鸿沟,然后转入异步运行,进而稳态异步运行.该判据的动作圆为下抛圆,它匹配发电机的稳态异步鸿沟圆.特征曲线见图5-6-4.5.6.5 主变高压侧三雷同时低电压判据发电机掉磁后,可能引起主变高压侧(体系)电压降低,激发局部电网电压解体,是以,在掉磁呵护设置装备摆设计划中,应有“三雷同时低电压”判据.为防止该判据误动,该判据应与其它帮助判据构成“与”门出口.此判据重要断定掉磁的发电机对体系电压(母线电压)的影响.五.不雅音岩所用的南瑞PCS-985GW发电机呵护中,掉磁呵护有哪些判据？它们各有什么感化？实用于哪些场合？答：①母线（机端）低电压判据：该判据用于呵护电力体系不被掉磁故障的发电机拖垮,是一个保体系的判据;实用于体系无功储备缺少时,远离负荷中间.与体系接洽比较单薄的发电厂扶植初期,或枯水运行季候的时刻.②定子阻抗判据,包含静稳极限阻抗圆.异步鸿沟阻抗圆：该判据为掉磁故障的主判据,用于判别发电机的低励掉磁故障,延时动作于旌旗灯号或出口;个中静稳极限阻抗圆实用于“远离负荷中间,与体系接洽单薄,体系等值阻抗大”的发电厂,而异步鸿沟阻抗圆实用于“在负荷中间,与体系接洽慎密,体系等值阻抗小”的发电厂.③转子侧判据,包含转子低电压判据.发电机的变励磁电压判据（也叫静稳极限励磁电压判据）：因为在能导致掉步的掉磁初始阶段,该判据能快速动作;在平日工况下比定子抗判据动作提前1 s 以上,是以有猜测掉磁掉步的功效,明显进步机组减出力或切换励磁的后果;实用于在体系振荡.PT断线以及发电机从机端到高压体系产生相间短路.接地短路（经由渡电阻短路,过渡电阻达到必定命值）时,与定子阻抗判据合营应用,防止定子阻抗判据单独应用时误动作.④无功反向判据：该判据用于反应掉磁进程中发电机向体系倒吸无功,导致体系电压降低,用于与其他掉磁判据相合营,完美掉磁呵护的功效,增长掉磁呵护动作的靠得住性.六.发电机掉磁对发电机.体系的影响发电机掉磁对体系和发电机本身有什么影响？汽轮发电机许可掉磁运行的前提是什么？（高等技师）答：发电机掉磁对体系的影响：（1）发电机掉磁后,不单不克不及向体系送出无功功率,并且还要从体系中接收无功功率,将造成体系电压降低.（2）为了供应掉磁发电机无功功率,可能造成体系中其他发电机过电流.发电机掉磁对发电机自身的影响：（1）发电机掉磁后,转子和定子磁场之间消失了速度差,则在转子回路中感应出转差频率的电流,引起转子局部过热.（2）发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而产生振动,转差率愈大,振动也愈大.汽轮发电机许可掉磁运行的前提是：（1）体系有足够供应发电机掉磁运行的无功功率,以不至于造成体系电压轻微降低为限.（2）降低发电机有功功率的输出,使之能在很小的转差下,在许可的一段时光内异步运行.即发电机应在较小的有功功率下掉磁运行,使之不至于造成伤害发电机转子的发烧和振动.七.几道技巧判定的习题大型发电机掉磁呵护,在什么情形下采取异步鸿沟阻抗圆？又在什么情形下采取静稳极限阻抗圆？解释来由.（技师）答：在负荷中间,体系等值阻抗小的宜选用异步鸿沟阻抗圆;远离负荷中间,体系等值阻抗大的宜选用静稳极限阻抗圆.来由是：远离负荷中间的大型发电机掉磁后,机端等有功阻抗圆可能不与异步鸿沟阻抗圆订交,掉磁呵护动作慢,有可能对侧体系的后备呵护是以掉磁引起过流而先动作了,本侧掉磁呵护却还未动作,造成对侧呵护先跳闸,从而扩展变乱规模.（即在掉磁初始阶段,还未掉步时,机端测量阻抗轨迹还在等有功圆上,且阻抗轨迹正在慢慢的由第一象限向第四象限移动的时刻,因为端等有功阻抗圆可能不与异步鸿沟阻抗圆订交,掉磁呵护就不克不及提前动作,而等阻抗轨迹进入异步鸿沟阻抗圆时,机组已完整异步运行了,这时才动作跳闸,线路上的后备呵护可能早就动作了,使故障扩展.）“励磁低电压”判据为什么不克不及单独用于掉磁呵护？答：这是因为当前电力体系的容量越来越大,鄙人三更电力体系负荷较低的时刻,超高压输电线路对地电容产生的无功,会使发电机机端电压升高（即容升效应,电容电流要给发电机励磁,即发电机接收无功,处于进相运行状况）,是以不克不及不把发电机本身的励磁电压.励磁电流减小,以使发电机机端电压还能保持在正常程度,不至于过高,在励磁电压降低后,轻易使“励磁低电压”判据误动,所以,不克不及单独用于掉磁呵护,而要与其他判据合营应用.（为了抵偿高压输电线路的电容和接收其无功功率,防止电网轻负荷时因容性功率过多引起的电压升高.在线路两头装配了并联电抗器）。

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，Ed 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。

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。

发电机失磁故障原因
发电机失磁故障，这可真是个让人头疼的问题啊！那到底是什么原因导致的呢？这就好比一辆汽车没了油，跑不起来啦！
咱先说说可能是励磁绕组出现了问题呀。

就好像人的血管，如果有一处堵塞了，那血液就不能顺畅流通啦，这励磁绕组要是出点啥毛病，那磁不就失了嘛！这可不是小事情啊。

还有啊，励磁电源出故障也会惹出大麻烦呢！这就好像是做饭没了火，那还怎么做熟饭呢？没有了稳定可靠的励磁电源，发电机可不就容易失磁嘛。

再想想，自动励磁调节装置失灵也是有可能的呀！这就如同一个导航系统突然失效了，那还怎么能准确找到目的地呢？这装置一失灵，对发电机的影响可太大啦。

系统短路或接地故障也得考虑进去呀！这就好像是电路中的一条路突然断了，电流过不去，那整个系统不就乱套了嘛！能不影响发电机失磁吗？
还有一些其他因素呢，比如长期运行后的部件老化、维护不当等等。

这不就跟人一样嘛，如果长期不注意保养身体，总会有些小毛病出现的呀。

难道我们就只能眼睁睁地看着发电机失磁故障发生吗？当然不是啦！我们可以加强日常的维护和检查呀，就像人要定期体检一样。

对励磁绕组、励磁电源等关键部位要格外关注，一旦发现问题及时解决。

而且要保证自动励磁调节装置的正常运行，这可是很重要的呀！
总之，发电机失磁故障的原因是多方面的，我们得重视起来，采取有效的措施去预防和解决。

只有这样，我们才能让发电机稳定可靠地运行，为我们的生活和工作提供持续的电力呀！这难道不是我们都希望看到的吗？。

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。

发电机失磁名词解释
发电机失磁是指发电机中的永磁体或励磁线圈失去磁性，导致无法产生电流的现象。

常见原因：
•过载运行，导致发电机温度升高而磁场衰减。

•励磁电流异常，例如励磁电源故障。

•绕组接触不良，导致励磁线圈电流无法正常流过。

•磁铁损坏或老化，减弱了磁场强度。

•其他外部原因，例如振动、电磁干扰等。

解决方法：
1.重新励磁：通过增加励磁电流或修复励磁电源问题，恢复磁场。

2.更换永磁体或励磁线圈：如果磁铁损坏或老化，需要更换新的磁铁。

3.检查绕组连接：确保绕组与励磁电路正常连接。

4.排除外部干扰：通过隔离电磁干扰源或改善工作环境，消除干扰影响。

发电机失磁保护（阻抗原理）一、保护原理正常运行时，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（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。

其最大保护逻辑图如图一所示，用户可根据需要进行组态。

图一发电机失磁保护阻抗圆原理逻辑图二、一般信息2.3 出口跳闸定义（方式）注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。

2.5 定值整定2.6投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。

（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。

）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。

2.7参数监视点击进入发电机阻抗原理式失磁保护监视界面，可监视保护定值，发电机计算阻抗值、有功功率、无功功率、发电机机端电压、系统低电压和转子低电压等有关信息。

三、保护动作整定值测试3.1 阻抗边界定值测试同时输入三相对称电流和三相对称电压，保持电流（电压）幅值不变，两者之间的相位角不变，改变电压（电流）幅值，使t1出口灯亮。

(注：Φ：UA、IA夹角)注：失磁保护中，其计算阻抗为三相综合阻抗3.2 高压侧低电压定值测试在满足阻抗条件的同时，在高压侧电压输入端子CA相加电压，改变电压幅值，使t3出口灯亮。

记录数据。

3.3 机端低电压定值测试在满足阻抗条件的同时，改变机端三相电压幅值，使t4出口灯亮。

记录数据。

3.4 过功率定值测试在满足阻抗条件的同时，改变机端三相电压幅值以改变功率计算值，使t5出口灯亮。