李钰真
（大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂 北京 100041）
摘要：转子过流限制与励磁绕组过负荷保护之间的配合关系应满足相关技术管理规定要求，根据高井热电厂燃机发电机的相关技术参数，核算励磁控制系统EX2100e过励限制及保护与发电机转子绕组过负荷保护的配合关系。
关键词：过励限制、励磁绕组、过负荷保护、转子过热特性
1.概述
大型发电机组保护设备按发电机安全特性要求，配置相应的保护功能，而按照励磁标准规定励磁系统中配置不超发电机运行范围的限制功能，是维持电力系统稳定，提高设备运行可靠性的重要保证。本文主要研究EX2100e励磁系统过励限制与发电机转子绕组过负荷之间的配合关系。
发电机过励限制及保护在匹配转子反时限过热特性曲线的前提下，需要协调整定，应充分发挥励磁系统过励能力。《Q-GDW1773-2013大型发电机组涉网保护技术管理规定》明确提出过励限制与保护与发电机转子绕组过负荷的配合关系是：过励限制先于过励保护（当用于通道切换时），过励保护先于转子绕组过负荷保护动作。高起始响应的励磁系统应具备瞬时励磁电流限功能，瞬时励磁电流限能力应先于转子绕组过负荷保护。
2.发电机保护装置中的励磁绕组过负荷保护
（1）励磁绕组过负荷定时限报警电流定值
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（2）反时限过负荷保护
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说明：发电机实际两倍强励时，反时限保护实际动作时间为。
这说明发电机两倍强励时，反时限保护动作时间大于允许强励时间，保护不会发生误动作。
3. EX2100e励磁控制系统中转子过励限制和转子过励保护
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图1 EX2100e励磁控制系统过励保护限制和过励保护（online）
自动电压调节器的过励反时限制单元应符合发电机磁场过电流特性的反时限特性，在达到允许发热量时，将磁场电流限制到额定值附近。对于EX2100e励磁控制系统，转子过流限制值为转子过励保护曲线的70%，此定值可以设置。
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图2 EX2100e励磁控制系统过励保护曲线（online）
如图2所示，横坐标（X轴）为时间，单位是S，纵坐标（Y轴）为转子电流值，单位为A。红色曲线是OEL Trip曲线，橙色曲线是OEL Transfer曲线，黄色曲线为OEL Limit曲线，浅蓝色曲线为燃机发电机作为电动机变频启动时的过励跳闸曲线，即Field I*T Trip(offline) ，EX2100e励磁控制系统并网前的转子过励跳闸保护与发电机转子过负荷保护不存在配合关系，在此不做分析。
根据图2中的黄色OEL Limit曲线列表，得到表2。
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表3 厂家提供的发电机转子过负荷能力曲线
通过表2和表3对比可以看到，EX2100e励磁控制系统中的过励限制值，在发电机的转子过流能力范围内，当发生转子电流增大时，能够将转子电流限制在允许的范围内。当转子过励限制没有限制住继续增大的转子电流时，EX2100e励磁控制系统的两个主控板卡进行一次切换，也就是说，当时Master1在主控时，发生了转子过励限制无法起到限制作用时，进行一次切换，切换至Master2主控，Master1备用，同时Mark VIe控制系统的励磁画面显示“transfer”报警，如果切换后转子电流依然增大，转子过励保护动作发跳闸报警。
4.结论
通过以上分析可知，EX2100e励磁系统过励限制和发电机励磁饶绕组过负荷能够很好的进行配合，限制和保护的动作原理相同，限制和保护的整定定值配合合理。高井热电厂发电机励磁系统过励限制和励磁绕组过负荷保护的动作顺序依次为：发电机转子电流增大→励磁绕组过负荷报警→过励限制→过励主控切换→过励保护→励磁绕组过负荷反时限，即它们之间满足配合要求，即过励限制先于过励保护动作，过励限制时不会发生过励保护和励磁绕组过负荷反时限误动作。上述整定结果满足Q-GDW1773-2013《大型发电机组涉网保护技术管理规定》和《DL/T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件》中过励限制和过励保护的配合要求。
李钰真：高级工程师，继电保护专工，大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂设备工程部，100041,52552331
参考资料：
［1］《Q-GDW1773-2013大型发电机组涉网保护技术管理规定》国家电网公司，2013.
［2］《DL/T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件》国家能源局，2010