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摘要：发电机过激磁保护与励磁调节器v/Hz限制在发电机过励磁异常运行时都可以灵敏可靠地动作，两者都是保障发电机安全稳定运行的重要技术手段。对于同时反应于过励磁状态的两种保护，之间的良好配合就显得十分重要。文章通过对发电机过激磁保护与v/Hz限制的原理和特性分析并结合相关文件，再根据实际工程应用总结出它们的配合关系即励磁调节器v/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则。
关键词：发电机过激磁保护，伏赫兹限制，配合
发电机发生过激磁故障时会导致磁通增大，漏磁增加，造成发电机铁芯的涡流损耗增大，铁芯发热，而使绝缘老化，降低设备的使用寿命；因此现代的大型发电机都配备有励磁调节器限制和发电机过激磁保护功能，从而能对发电机的各种过激磁运行工况做出及时反应，确保发电机组的安全稳定运行。并且两种保护之间存在着配合关系，所以更加完善了对发电机的保护。国家能源局最新版二十五项反措也要求发电机过激磁保护整定计算应考虑发电机的过励磁能力，并与励磁调节器v/Hz限制特性相配合，按励磁调节器v/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则进行整定和校核。因此对发电机过激磁保护和v/Hz限制的配合分析很有必要。
本文通过对发电机的过激磁保护及v/Hz限制的动作特性，再联系某厂发电机系统过激磁保护及v/Hz限制两者之间配合关系的改进完善，总结出它们的配合原则。
2、过激磁保护与v/Hz限制的动作特性与配合
2.1、动作特性的分析
发电机会因为电压升高或者频率降低而出现过激磁，v/Hz限制和过激磁保护能有效地防止发电机因过励磁造成的损坏。由于v/Hz限制与过激磁保护均反应过激磁倍数而动作，定义过激磁倍数N如下：
式中：
B、Be磁通量、额定磁通量；
U、f分别为电压、频率；
Ue、fe分别为基准电压、额定频率
u+、f*分别为电压标么值、频率标么值。
V/Hz限制可以有效的防止发电机铁芯发生过磁通，当发生过激磁时，将会对发电机的安全稳定运行造成威胁，如果过激磁的倍数大于V/Hz限制的整定值，V/Hz限制将按照设定时间动作于降低励磁电动势减少铁芯内的磁通，从而确保机端电势在合理的允许值之内。过激磁保护则是用于当发电机发生过激磁时及时的断开发电机出口开关和励磁系统。
过激磁保护反时限动作特性如下图1：由反时限下限段、反时限段和反时限上限段三部分组成，每段都对应一个跳闸时间。
2.2、过激磁保护与V/Hz限制的配合
发电机过激磁保护的最小低定值应按照躲过发电机长期允许的最大过激磁倍数来进行，反时限过励磁保护定值整定过程中，需考虑一定的裕度可以从动作时间和动作定值上考虑：从动作时间考虑时，可以考虑整定时间为厂家提供的发电机允许过励磁能力时间的60%-80%：从动作定值考虑时，可以考虑整定定值为厂家提供的发电机允许过励磁倍数值除以1.05，最小定值应与定时限低定值配合。当发生过激磁时，V/Hz限制功能应该先于过激磁保护而动作。如果V/Hz限制动作之后不能够有效的限制铁芯内的磁通继续增加，此时再由过激磁保护动作于跳闸停机。
励磁调节器中V/Hz限制的参数设置应与过激磁保护动作特性相配合，遵循励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则，即V/Hz限制的灵敏度要高于过激磁保护。为了保证发电机组发生过激磁时，励磁调节器上V/Hz限制功能与发变组的过激磁保护都能正确动作，两者的动作特性曲线配合应如下图2所示：（图中实线1为过激磁保护反时限动作曲线，虚线2为V/Hz限制動作曲线。）V/Hz限制动作曲线必须一直在过激磁保护反时限动作曲线下方，二者位置不能倒换，也不能有重叠交叉区域。
3、两种保护配合关系的校验
某厂2号机的运行参数如下：额定功率600h'W，视在功率666MVA，定子额定电压20kV，定子额定电流19245A，两种保护的动作定值如下表：
通过软件画图将2号发电机的反时限过激磁倍数和V/Hz曲线画在同一平面内进行校核如下图3所示
由上图可知，此电厂2号机有一部分V/Hz限制曲线在过激磁保护的上方。当机组发生过激磁时，如图所示当过激磁倍数在1.06倍时，此时尚未达到V/Hz限制动作定值，但是过激磁倍数1.06却已达到过激磁反时限下限段动作定值，则发电机过激磁保护开始计时，延时96S动作于解列，而V/Hz限制却起不到限制作用，不利于发电机及电力系统的安全稳定运行，故此台发电机的V/Hz限制与过激磁保护配合有误，需对其进行调整。
3.2、两种保护参数调整后配合校验
根据发电机允许的过激磁能力及大型发电机变压器组整定计算导则将过激磁倍数调整至1.1倍，保持V/Hz限制定值不变，更改之后的过激磁保护定值参数如下表：
通过软件将两种保护的配合关系用曲线表打出来，如下图4所示：
从上图可以看出，定值更改之后，当过激磁倍数达到1.07倍时V/Hz限制先动作，减少磁通的增加，若不能将励磁倍数限制到正常的允许运行范围之内，则当过激磁倍数达到1.1倍时由发电机过激磁保护动作于解列。由此可以看出，参数调整之后的过激磁保护与V/Hz限制配合能够满足在过激磁时，V/Hz限制先于过激磁保护先动作，且两种保护的启动值之间还有一定的安全裕度，此配合更加有利于发电机的安全稳定运行。
4、总结
本文通过对过激磁保护及V/Hz限制的动作特性及原理的分析，结合工程实际应用，对某厂2号机两者之间的定值配合进行了校核，给出了过激磁保护及V/Hz限制配合关系的曲线示意图，论证了本文提出的过激磁保护及V/Hz限制配合原则：过激磁保护整定应考虑发电机的过励磁能力，并与励磁调节器V/Hz限制特性相配合，按励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则进行整定。两者间需留有一定的安全裕度，这样才有利于提高电网的安全稳定。
关键词：发电机过激磁保护，伏赫兹限制，配合
发电机发生过激磁故障时会导致磁通增大，漏磁增加，造成发电机铁芯的涡流损耗增大，铁芯发热，而使绝缘老化，降低设备的使用寿命；因此现代的大型发电机都配备有励磁调节器限制和发电机过激磁保护功能，从而能对发电机的各种过激磁运行工况做出及时反应，确保发电机组的安全稳定运行。并且两种保护之间存在着配合关系，所以更加完善了对发电机的保护。国家能源局最新版二十五项反措也要求发电机过激磁保护整定计算应考虑发电机的过励磁能力，并与励磁调节器v/Hz限制特性相配合，按励磁调节器v/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则进行整定和校核。因此对发电机过激磁保护和v/Hz限制的配合分析很有必要。
本文通过对发电机的过激磁保护及v/Hz限制的动作特性，再联系某厂发电机系统过激磁保护及v/Hz限制两者之间配合关系的改进完善，总结出它们的配合原则。
2、过激磁保护与v/Hz限制的动作特性与配合
2.1、动作特性的分析
发电机会因为电压升高或者频率降低而出现过激磁，v/Hz限制和过激磁保护能有效地防止发电机因过励磁造成的损坏。由于v/Hz限制与过激磁保护均反应过激磁倍数而动作，定义过激磁倍数N如下：
式中：
B、Be磁通量、额定磁通量；
U、f分别为电压、频率；
Ue、fe分别为基准电压、额定频率
u+、f*分别为电压标么值、频率标么值。
V/Hz限制可以有效的防止发电机铁芯发生过磁通，当发生过激磁时，将会对发电机的安全稳定运行造成威胁，如果过激磁的倍数大于V/Hz限制的整定值，V/Hz限制将按照设定时间动作于降低励磁电动势减少铁芯内的磁通，从而确保机端电势在合理的允许值之内。过激磁保护则是用于当发电机发生过激磁时及时的断开发电机出口开关和励磁系统。
过激磁保护反时限动作特性如下图1：由反时限下限段、反时限段和反时限上限段三部分组成，每段都对应一个跳闸时间。
2.2、过激磁保护与V/Hz限制的配合
发电机过激磁保护的最小低定值应按照躲过发电机长期允许的最大过激磁倍数来进行，反时限过励磁保护定值整定过程中，需考虑一定的裕度可以从动作时间和动作定值上考虑：从动作时间考虑时，可以考虑整定时间为厂家提供的发电机允许过励磁能力时间的60%-80%：从动作定值考虑时，可以考虑整定定值为厂家提供的发电机允许过励磁倍数值除以1.05，最小定值应与定时限低定值配合。当发生过激磁时，V/Hz限制功能应该先于过激磁保护而动作。如果V/Hz限制动作之后不能够有效的限制铁芯内的磁通继续增加，此时再由过激磁保护动作于跳闸停机。
励磁调节器中V/Hz限制的参数设置应与过激磁保护动作特性相配合，遵循励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则，即V/Hz限制的灵敏度要高于过激磁保护。为了保证发电机组发生过激磁时，励磁调节器上V/Hz限制功能与发变组的过激磁保护都能正确动作，两者的动作特性曲线配合应如下图2所示：（图中实线1为过激磁保护反时限动作曲线，虚线2为V/Hz限制動作曲线。）V/Hz限制动作曲线必须一直在过激磁保护反时限动作曲线下方，二者位置不能倒换，也不能有重叠交叉区域。
3、两种保护配合关系的校验
某厂2号机的运行参数如下：额定功率600h'W，视在功率666MVA，定子额定电压20kV，定子额定电流19245A，两种保护的动作定值如下表：
通过软件画图将2号发电机的反时限过激磁倍数和V/Hz曲线画在同一平面内进行校核如下图3所示
由上图可知，此电厂2号机有一部分V/Hz限制曲线在过激磁保护的上方。当机组发生过激磁时，如图所示当过激磁倍数在1.06倍时，此时尚未达到V/Hz限制动作定值，但是过激磁倍数1.06却已达到过激磁反时限下限段动作定值，则发电机过激磁保护开始计时，延时96S动作于解列，而V/Hz限制却起不到限制作用，不利于发电机及电力系统的安全稳定运行，故此台发电机的V/Hz限制与过激磁保护配合有误，需对其进行调整。
3.2、两种保护参数调整后配合校验
根据发电机允许的过激磁能力及大型发电机变压器组整定计算导则将过激磁倍数调整至1.1倍，保持V/Hz限制定值不变，更改之后的过激磁保护定值参数如下表：
通过软件将两种保护的配合关系用曲线表打出来，如下图4所示：
从上图可以看出，定值更改之后，当过激磁倍数达到1.07倍时V/Hz限制先动作，减少磁通的增加，若不能将励磁倍数限制到正常的允许运行范围之内，则当过激磁倍数达到1.1倍时由发电机过激磁保护动作于解列。由此可以看出，参数调整之后的过激磁保护与V/Hz限制配合能够满足在过激磁时，V/Hz限制先于过激磁保护先动作，且两种保护的启动值之间还有一定的安全裕度，此配合更加有利于发电机的安全稳定运行。
4、总结
本文通过对过激磁保护及V/Hz限制的动作特性及原理的分析，结合工程实际应用，对某厂2号机两者之间的定值配合进行了校核，给出了过激磁保护及V/Hz限制配合关系的曲线示意图，论证了本文提出的过激磁保护及V/Hz限制配合原则：过激磁保护整定应考虑发电机的过励磁能力，并与励磁调节器V/Hz限制特性相配合，按励磁调节器V/Hz限制首先动作，再由过激磁保护动作的原则进行整定。两者间需留有一定的安全裕度，这样才有利于提高电网的安全稳定。