失磁保护讲义

一、发电机的失磁运行及其产生的影响

失磁故障指励磁突然全部消失或部分消失（低励）励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）

1 失磁原因：三种（1）励磁回路开路，励磁绕组断线 灭磁开关误动作，励磁调节装置的自动开关误动，可控硅励磁装置中部分元件损坏（2） 励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短路（3） 运行人员调整等。

发电机失磁后，它的各种电气量和机械量都会发生变化，且将危及发电机和系统的安全。 2 失磁后的基本物理过程：

依据：功角特性关系： P

QEdUSEdUSxSxdsin

xSxdcosU2Sxdxs

（1） Ed Pe.PT不变转子加速.PPT

当 90 发电机未失步 ——同步振荡阶段

090（静稳定极限角）——临界失步状态

90 PPT 转子加速愈趋剧烈 异步运行阶段，这时原动机的调速装置在转

00子加速的影响下，使汽门关小，PT

（2） EdQ当90时，Q090，吸收QU0U2Sxdxs即从系统吸收感性无功功率，

f.I

图圆为发电机以不同的有功功率P临界失步时，机端测量阻抗的轨迹，圆内为失步区。 在发电机超过同步转速后，转子回路中将感应出频率为 fffs2电流，（ff发电机转

速的频率，fs系统频率） 该电流将产生异步功率Pac 当 PacPT即进入稳态的异步运行阶段。

3．失磁后的影响 ： 对电力系统：

(1) 吸收QU.无功储备不足，将因电压崩溃而瓦解 (2) U其它发电机Q过电流后备保护动作，故障扩(3) 失磁失步振荡甩负荷 对发电机

（1）转子中fffs的差频电流过热 （3） 转速.振动

大

二、失磁发电机机端测量阻抗的变化轨迹

通常采用等有功阻抗圆。等无功圆（临界失步阻抗圆）和等电压阻抗圆来分析。

（一） 等有功阻抗圆：

失步前。P基本不变——— 等有功过程

...f.ZfUIfUSIf.jxS..^.SjxSU..U^.SU2SIfIjxSPjQjxSfUSU2S2PU2S.PjQPjQPjQj2PU2S(1eej)jXU2Ss

(2PjxS)12Pej2P圆的方程式

tgQ

特点：（1） 圆的大小与P有关 P圆

（2） 失磁前，发电机向系统送无功，Q为正，Zf位与第Ⅰ象限

失磁后，随Q的变化，Q由正负，Zf从ⅠⅣ象限，圆越小，从ⅠⅣ快 。 （3） 圆的位置与jxS有关，若xS=0， 圆心在实轴上，Zf很容易进入第Ⅳ象限 可见，失磁后， 向第四象限移动，且最终将稳定在第四象限内 （二） 等无功阻抗圆（临界失步圆）

.ZfU.fU2SIjPjQjjXSU2Sj2Q(1ej2)jxSf

xdxd2xdxd2ej2圆周为发电机以不同的有功功率P临界失步时，机端测量阻抗的轨迹，圆内为失步区。

（三） 临界电压阻抗圆

临界电压值： 发电机失磁后，系统某一点电压下降到是机组不能稳定运行，此电压值称为临界电压值 （UBMUS)

...B.BUSUfjI(XXS)ZIjI(XXS)

..BUBUfjIX.ZIjIXB

B

R(XXB)R(XX2B222|UB|.|ZjX||US||Zj(XBXS)|MXS) 整理后

R2(XM221MXSXT)2M(1M22)2