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3 失磁保护的整定分析
以下涉及的定值均为金新化工25MW发电机组失磁保护的定值。失磁保护保护定值设定：转子低电压定值为26. 5V；极端低电压定值为85. 00V；阻抗定值Z1为1.64Ω；阻抗定值Z2为40.00Ω；无功反向定值为2.4%；减出力有功定值为50%；失磁II段延时为0．8s；失磁II段跳闸保护为投入；II段低电压判据为投入；II段阻抗判据为投入；II段转子电压为投入；失磁信号为投入；阻抗圆特性选择为投入；无功反向判据为投入；低压判据电压为投入。失磁保护的典型逻辑图如图1所示，简化后的失磁保护逻辑图如图2所示。由此可知，失磁保护有4个重要判据—转子电压、机端电压、阻抗圆和无功反向。
3.1转子低电压判据
转子低电压定值：<26. 5V。即找到发电机转子电压的输入，将电压定值从大到小降到26. 5V，此时满足转子低电压判据，发低电压信号。本判据可预测发电机是否因失磁而失去稳定，从而在发电机检测到其它判据达到条件且尚未失去稳定前及早采取关灭磁开关等措施，防止事故扩大；反映的是转子运行情况，有时会因转子上的碳刷磨损或励磁机故障等出现转子低电压低于定值而发低压信号的现象。
3.2机端低电压判据
机端低电压定值：＜85V。即发电机机端电压降到85V（相电压降到49V）以下时，满足机端低电压判据。需要注意的是，必须是三相机端电压同时满足低压定值。本判据反映的是定子运行情况，主要用来防止由发电机失磁故障引发无功储备不足的系统电压崩溃，在系统容量较小、电厂与系统联系薄弱或系统无功不足时能可靠动作。
3.3阻抗圆判据
在国内保护装置中，衡量发电机失磁或励磁降低到不允许程度的机端测量阻抗轨迹，主要采用两个特性圆—异步边界阻抗圆和静稳阻抗圆。静稳圆与异步圆从原理上没有很大的差别，反映的都是机端感受阻抗，只是静稳圆比异步圆灵敏，动作稍快。发电机发生低励、失磁故障后，测量阻抗沿着等有功阻抗圆向第四象限移动，当它与静态阻抗圆相交时表明机组处于静稳定极限，越过此点，发电机转人异步运行。如果用静稳边界圆发信号，到减出力或采取措施时，已不能使励磁恢复正常，停机事故将在所难免，极易产生误动。两个圆的特性基本一样，保护原理和校验方法没有区别，只不过是保护装置所局限的定值不一样。金新化工发电机组是以异步边界圆为保护定值，原理分析如下。
如图3所示，Rj 、Xj 、Zj构成小三角形，IjRj 、IjXj、UjIj构成大三角形，即得出电压U方向和阻抗Z方向一致，电流I方向和纯电阻R方向一致。
阻抗圆判据的失磁保护主要反映机端实际阻抗的变化，当此阻抗值进入静态阻抗圆内时，则认为发电机因失磁而失去静态状态，当发电机功角等于90°时，发电机处于失磁临界状态，此时发电机等值电阻为：
式中，Xd为发电机同步电抗；Xs为发电机与系统的联系电抗。等值电阻如图4所示。根据功角变化，此电抗值可用一个电抗圆来表示。
