湖北襄樊电厂一期工程装机容量4×300MW，发变组保护采用许继电气公司生产的WFB-100型微机保护装置。发电机失磁保护逻辑采用U_L（P）判据与静稳阻抗圆相结合，见图1：

图1中，U_L（P）为变励磁判据，U_L为发电机励磁电压，P 为发电机有功功率（二次值），U_t为机端电压（闭锁条件），Z<为机端测量阻抗。依据WFB-100型发变组保护技术说明书，机端测量阻抗Z<的动作特性为静稳阻抗圆，如图2。

图2中：X_zd为整定阻抗，在数值上等于发电机同步电抗X_d，X_s为系统联系电抗（主变和系统电抗之和），最大灵敏角Φ_lm=270°。在保护定值中，X_s不直接以阻抗形式给出，而是以偏移因子α给出，α=X_s/X_zd。下面简要介绍失磁保护中阻抗元件定值的计算过程：

发电机参数： S_n=353MVA，U_n=20KV，I_n=10190A，X_d*=1.997

失磁保护电流电压取自发电机出口CT和PT二次，CT变比n_CT=15000/5=3000，PT变比n_PT=20/0.1=200。静稳阻抗圆中，X_zd=X_d，X_s=αX_zd=αX_d。

基准阻抗Z_n= U_n²/ S_n=400/353Ω=1.133Ω

X_zd=X_d= X _d*×Z_n×n_CT/ n_PT=1.997×1.133×3000/200Ω=33.9Ω≈34Ω，偏移因子α在考虑主变和系统电抗之后，实际整定α=0.09，X_s=0.09×34Ω=3.06Ω。

自1998年首台机组投产发电以来，发电机失磁保护动作多次，这其中主要是励磁调节器故障所致，也有人员维护不到位的情况，如碳刷磨损过度引起机组失磁。机组失磁后，发电机励磁电压迅速衰减，当U_L与P的比值小于整定值时，U_L（P）条件满足，经过T₁延时切换厂用电。当机端测量阻抗进入静稳阻抗圆时，保护经T₃延时出口跳闸。下面以我公司近年来失磁保护的动作记录，分析该保护的动作行为。失磁保护动作记录见表1。

表1：失磁保护动作记录

依据厂家提供的阻抗继电器动作曲线（图2），计算测量阻抗角下的动作阻抗：在ΔOAB中，静稳阻抗圆半径 =（34＋3.06）/2=18.53，圆心B至坐标原点O的距离 =18.53－3.06=15.47。根据测量阻抗角并应用正弦定理，可以计算出测量阻抗角下的动作阻抗，见表1。可以看出，第2、3、4组测量阻抗实际落在静稳阻抗圆之外，失磁保护不应该动作，造成上述现象的原因是什么呢？经过仔细分析，认为失磁阻抗继电器的接线方式对保护的动作特性产生了影响，以本保护为例，厂家给出的静稳阻抗圆（图2）适合于0°接线，而我公司实际采用的是﹣90°接线（U_bc /I_a）。下面应用已知的静稳阻抗圆（图2，0°接线），推导﹣90°接线阻抗继电器的动作特性。

0°接线（ ）静稳阻抗圆动作方程为（幅值比较）

 

         

发电机失磁后，三相电压仍然对称，，代入①式得

         

由②式可以看出，对于﹣90°接线形式的失磁阻抗继电器，其动作特性是以为圆心，以为半径的圆，圆内为动作区，最大灵敏角Φ_lm=180°，见图3。该阻抗圆在机组大修中被证实是正确的，动作区域比０°接线静稳阻抗圆更大。依据图3，同样可以计算出测量阻抗角下的整定阻抗：当测量阻抗角依次为235°、211°、235°和215°时，相应的动作阻抗分别为38.8Ω、51.7Ω、38.8Ω和50.3Ω，测量阻抗均小于动作阻抗，保护动作得到合理的解释。此外，还可以求出相阻抗（）并结合图2，来验证保护正确动作与否，在此不再赘述。

本文主要以失磁保护的动作记录，分析了0°接线和﹣90°接线阻抗继电器的动作特性，以期对现场工作有一定的指导意义。

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