摘要：分布式调相机响应速度快，过电压抑制能力最佳，兼具很好的低电压补偿能力，同时具有分布广、集成度高、运行灵活等优点，可有效解决新能源区域无功支撑和稳定性不足的问题，提升新能源电源的送出和消纳。

　　一、引言

　　随着“3060”双碳目标的推进，新型电力系统得以迅速发展，以风、光、储为主要发电模式的新能源厂站和区域得到快速建设。由于受地理、环境、气候、季节等自然因素的影响，新能源发、送电存在随机性强、波动性大等客观实际问题，导致电源输送端无功需求变化大，电压支撑薄弱，从而引起了不同程度的稳定性问题，制约了新能源电源的送出和消纳。各种研究表明，相比于SVC、STATCOM等传统电力电子型无功补偿设备，分布式调相机可有效解决新能源区域无功支撑和稳定性不足的问题，因此，在新能源区域，分布式调相机得到广泛应用。

　　二、分布式调相机失磁保护动作的原理

　　失磁保护动作基于电力系统中发电机组的运行原理。当发电机运行时，其转子与定子之间的磁场会随着转子旋转而变化。失磁保护动作是通过检测这个磁场变化来实现的。当发电机失磁时，其转子与定子之间的磁场发生变化，这将导致定子电流发生变化。分布式调相机失磁保护动作就是通过检测这种电流变化来判断发电机是否失磁。

　　三、分布式调相机失磁保护动作的实现方法

　　1.电流检测：分布式调相机失磁保护动作的第一步是检测发电机定子电流。通过比较正常运行时的定子电流与失磁时的定子电流，可以判断发电机是否失磁。

　　2.保护逻辑：当检测到定子电流异常时，保护装置会进行进一步的判断。通常采用阈值判断、时序判断等方法，以确保失磁保护动作的准确性。

　　3.动作执行：当保护逻辑判断发生失磁现象时，保护装置会立即发出动作信号，启动失磁保护动作。这通常包括减小发电机的输出功率、切断发电机与电网的联系等。

　　4.动作延时：为了防止误动作，分布式调相机失磁保护动作通常设置一定的动作延时。这可以避免因瞬时电流波动等原因导致的误判。

　　四、分布式调相机失磁保护动作措施

　　1.动作过程

　　调相机处于并网运行状态，初始阶段，机组与系统处于稳定状态，励磁系统运行于无功复合环控制模式，电压目标值为9.432kV，无功目标值为-3.825Mvar，调相机实际运行功率为-3.85Mvar。异常阶段，励磁系统依然运行于无功复合环控模式，电压目标值为9.497kV，无功目标值为-3.825Mvar，但调相机实际运行功率在逐步降低，当无功功率下降至-6.5Mvar时，调变组保护装置失磁保护Ⅰ段动作，跳开并网断路器和灭磁开关，随即调相机停机。

　　2.励磁系统调节过程分析

　　调取励磁调节器录波，从波形看，在异常发生阶段，励磁系统的励磁电流呈下降趋势，对应调相机无功功率也逐步降低，可见，励磁电流和调相机无功功率的变化趋势一致。但同时发现，系统侧PT电压、调相机机端调节PT电压均呈现同上升的趋势，这与励磁调节的方向相反，故可以判断，调相机无功功率下降的调节，并非励磁系统主动调节，而是根据系侧的变化进行的对应调节。也就是说，本次异常过程，是系统侧首先出现电压上升，由于调相机与系统相连，故机端电压随之上升，当机端电压大于给定值后，励磁系统会降低励磁电流，试图将机端电压拉回给定值附近，但由于系统侧容量远于机组容量，故励磁电流和无功功率将持续下降，虽然励磁系统运行于无功复合环控制，但无功调节仅用于稳态的慢速节，无法在动态下快速跟踪给定值，故无功功率持续下降，直至失磁保护动作。

　　3.失磁保护定值整定建议

　　失磁保护是电力系统中重要的保护措施之一，其目的是在发电机失磁的情况下，及时切断电源，防止发电机继续运行导致严重事故。在实际操作中，失磁保护Ⅰ段的投入应根据实际情况和专业评估来决定。一方面，当调相机正常运行且深度进相时，若机端电压低于额定电压的95%，失磁Ⅰ段应退出。这是因为，机端电压低于额定电压的95%时，发电机的输出率已经明显下降，继续运行可能会对发电机造成损害。因此，失磁Ⅰ段的投入可以有效防止发电机进一步失磁，保护发电备。另一方面，失磁Ⅰ段是否投入，应根据新能源厂站的实际需求进行评估。在分布式调相机需要发挥抑制新能源区域电压能力时，建议退出失磁Ⅰ段，投入失磁Ⅱ段。这是因为，失磁Ⅱ段具有更高的灵敏度和可靠性，可以更好地应对新能区域的过电压问题。在实施失磁保护时，应选择合适的判据。一般来说，失磁保护应投入母线电压或机端电压判据。这是为，母线电压或机端电压的变化能够直接反映出发电机失磁的情况。当母线电压或机端电压低于设定值时，即可判断出发电机失磁，从而启动失磁保护。

　　4.无功低励限制与失磁保护配合建议

　　在电力系统中，调相机是一种重要的调节设备，用于调整电压和无功功率。但在深度进相时，调相机可能会出现无功功率过大的情况，这时就需要无功低励限制器发挥作用，以确保系统的安全稳定运行。当调相机在深度进相时，无功低励限制器应率先启动，将调相机无功功率限制在安全范围内。这是因为无功功率过大可能会导致系统电压不稳定，甚至引发故，而无功低励限制器的及时动作可以有效避免这种情况的发生。如果限制器启动后，异常工况仍然持续发展，那么当达到护动作值后，调变组保护才会启动，进行跳闸操作。这是为了防止系统继续处于异常状态，从而确保系统的安全稳定运行在设置无功低励限制器时，有两个关键参数需要考虑：无功低励限制定值和动作时间。无功低励限制定值应高于失磁保护是因为失磁保护是为了防止发电机失磁，而无功低励限制器则是为了限制无功功率，两者的作用不同，因此设置不同的值。同时，无功低励限制动作时间应小于失磁保护，这是为了确保在出现异常情况时，无功低励限制器能更快地启动，从而快地将无功功率限制在安全范围内。在我国，励磁调节器无功低励限制的定值一般为-30Mvar，动作时间为1s。这样的设可以有效地防止调相机无功功率过大，确保系统的安全稳定运行。同时，失磁保护无功功率百分比整定为70%(-35Mvar）动作时间整定为1.5s或2s。这样的设置可以确保在出现失磁情况时，失磁保护能够及时启动，避免系统发生故障。

　　五、分布式调相机失磁保护动作的应用场景

　　分布式调相机失磁保护动作在我国的电力系统中发挥着重要作用。它作为一种先进的保护装置，适用于各类发电机组，包括火力发电、水力发电、风力发电等。在电网故障时，分布式调相机失磁保护动作能及时检测并切断失磁发电机与电网的联系，有效防止故障扩大。此外，在发电机例行维护期间，该保护动作还能确保维修人员的安全。首先，分布式调相机失磁保护动作在电网故障时的应用。电力系统中，发电机失磁后可能会引发电网电压跌落、系统频率波动等问题，严重时可能导致电网崩溃。分布式调相机失磁保护动作能够在第一时间内检测到失磁发电机，并及时切断其与电网的联系。这样一来，不仅可以保护失磁发电机免受损坏，还能防止故障扩散，确保电网的安全稳定运行。其次，分布式调相机失磁保护动作在发电机例行维护期间的保障作用。发电机在运行过程中，可能会因为各种原因导致失磁，如轴承磨损、定子线圈故障等。在例行维护期间，分布式调相机失磁保护动作能确保维修人员的安全。一旦检测到发电机失磁，保护装置会立即切断发电机与电网的联系，避免维修人员在检修过程中受到电击伤害。

　　六、结论

　　分布式调相机在新能源区域需要发挥抑制过电压的能力，故失磁保护整定应按照调相机进相运行需求进行整定，且失磁Ⅰ段是否投用，需要专业评估。同时，失磁保护定值整定还应结合进相能力的数据，与励磁无功低励限制形成配合，以便在保障机组安全的前提下，充分发挥调相机的功能。

　　参考文献：

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