PocketCAS在發電機勵磁系統低勵限制與失磁保護配合中的應用

靳建坤　李蘭文

摘要：發電廠勵磁控制系統具有多種保護及限制功能，其中低勵限制與發變組保護中的失磁保護都是反映發電機轉子電流異常的保護方式，其定值的整定配合一直是發電廠繼電保護專業的重要內容，配合不當可能造成保護誤動作，給發電廠帶來巨大損失。現針對低勵限制與失磁保護之間配合的難點，利用數學公式進行坐標轉換，得出一個簡單通用的公式，然后利用PocketCAS在同一坐標下畫出函數圖形，可以直觀看出兩者間的配合關系，從而極大地提高現場整定工作的質量與效率。

關鍵詞：低勵限制;失磁保護;配合

0 引言

發電廠勵磁控制系統中低勵限制與發變組保護中失磁保護的配合一直是發電廠定值核查的一項重要內容。低勵限制定值用P、Q描述，而失磁保護以阻抗形式描述，故在實際工作中給很多繼電保護人員造成困擾。本文通過數學推導方式，得出通用公式，可以方便地將阻抗平面換算為PQ平面，然后利用PocketCAS在同一坐標系下對其進行比較，從而可以輕松完成定值核查工作。

本文的數學推導中所用電氣量均為以發電機額定參數為基準的標幺值。

1 勵磁系統低勵限制定值

勵磁系統低勵限制定值是根據發電機實際進相能力，考慮靜態穩定儲備系數、參數誤差及一定可靠性得出的，在勵磁系統投運及參數復測試驗中已證明其正確合理性。故本文不再分析發電機進相能力與低勵定值之間的配合，僅考慮低勵定值與失磁保護之間的配合關系。

本文以國家能源集團大港電廠1號機組為例，其低勵限制定值如表1所示。

以橫軸為P、縱軸為Q，利用PocketCAS編輯各點坐標并連線，生成如圖1所示的圖形，即勵磁系統低勵限制曲線。上述操作完成了低勵限制定值在PQ坐標下的圖形化。

2 發電機失磁保護定值

發電機失磁保護由多個判據組成，但是其主判據均為阻抗圓。根據發電機與系統的聯系緊密程度，其阻抗圓特性分為靜穩極限阻抗圓和異步邊界阻抗圓。

發電機失磁運行后，其機端阻抗最終一定進入異步邊界阻抗圓，其圓心在jX軸上，圓與jX軸的兩個交點分別為Xa，Xb。

利用PocketCAS，在同一坐標系下畫出靜穩極限圓、低勵限制曲線、異步邊界阻抗圓及正常運行時的工作點，如圖2所示。

從圖2可以直觀看出，發電機正常運行在工作點，在發電機發生進相，Q由正變負的過程中，首先經過發電機進相點，其次是低勵限制曲線，然后是靜穩邊界曲線，最后再進入異步圓內。低勵限制曲線、進相試驗點、靜穩邊界全在異步圓外，它們之間的過渡過程合理。

4 結語

通過推導得到的公式（8）或公式（10），可以方便地將阻抗圓映射至PQ坐標下的功率圓，然后可以利用PocketCAS直觀地將之與低勵限制曲線繪制在同一坐標系下進行比較，用以確定它們之間配合是否符合相關規程要求，具有很強的工程指導意義。

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收稿日期：2020-03-01

作者簡介：靳建坤（1984—），男，河北石家莊人，高級工程師，從事繼電保護方面工作。