一、失磁保护转子判据
由各种原因引起的发电机失磁，其转子励磁绕组电压u1都会出现降低，降低的幅度随失磁方式而不同。失磁保护的转子判据，便是根据失磁后u1初期下降（以至到负）的特点来判别失磁故障。转子判据有整定值固定的转子判据和整定值随有功功率改变的转子判据两种整定方式。
整定值随有功功率改变的转子励磁电压判据的整定值自动随发电机有功功率变化。其表达式为
式中 Kset——整定系数；
P——发电机有功功率；
Pt——发电机凸极功率。
上述变励磁电压判据能在导致发电机失步的初始阶段动作，与静稳边界阻抗元件相比具有提前预测失磁失步的功能，显著提高机组减出力的效果。
整定值固定的转子判据能在机组空载运行或P＜Pt轻载运行时出现全失磁情况下可靠动作，其表达式为
式中 Ufd.set——给定励磁电压整定值。
以上两判据构成“或”门，输出发“失磁”信号和“切换励磁”命令。
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同步交流无刷发电机三维视图 |
二、失磁保护的构成逻辑
大型发电机失磁后，当电力系统或发电机本身的安全运行遭到威胁时，应将故障的发电机切除，以防止故障的扩大。完整的失磁保护通常由发电机机端测量阻抗判据、转子低电压判据、变压器高压侧低电压判据、定子过电流判据构成。一种比较典型的发电机失磁保护构成的逻辑图如图2所示。
通常取机端阻抗判据作为失磁保护的主判据。一般情况下阻抗整定边界为静稳边界圆，故也称为静稳边界判据，但也可以为其他形状。当定子静稳判据和转子低电压判据同时满足时，判定发电机已失磁失稳，经与门Y3和延时t1后出口切除发电机。若因某种原因，造成失磁时转子低电压判据拒动，定子静稳判据也可单独出口切除发电机，此时为了单个元件动作的可靠性，增加了延时t4才出口。
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发电机失磁保护构成的逻辑图 |
转子低电压判据满足时发失磁信号，并发出切换励磁命令。此判据可以预测发电机是否因失磁而失去稳定，从而在发电机尚未失去稳定之前及早地采取措施（如切换励磁等），防止事故的扩大。转子低电压判据满足并且静稳边界判据也满足时，则经与门Y3电路也将迅速发出失稳信号。此信号表明发电机由失磁导致失去了静稳，将进入异步运行。
柴油机在失磁时一般可允许异步运行一段时间，此期间由定子过电流判据进行监测。若定子电流大于1.05倍的额定电流，表明平均异步功率超过1.05倍的额定功率，发出减出力命令，减小发电机的出力后，允许柴油机继续稳定异步运行一段时间。允许稳定异步运行的时间一般为2～15min（t2），经过t2之后再发跳闸命令。这样，在t2期间运行人员可有足够的时间去排除故障，以图重新恢复励磁，避免跳闸，这对安全运行具有很大意义。如果出力在t2内不能压下来，而过电流判据又一直满足，则发跳闸命令以保证发电机本身的安全。
对于无功储备不足的系统，当发电机失磁后，有可能在发电机失去静稳之前，高压侧电压就达到了系统崩溃值。所以转子低电压判据满足并且高压侧低电压判据（低电压定值一般取0.85UN）也满足时，说明发电机的失磁已造成了对电力系统安全运行的威胁，经与门Y2和短延时t3发出跳闸命令，迅速切除发电机。
另外，为了防止电压互感器回路断线时造成失磁保护误动作，设有TV断线闭锁元件。TV断线闭锁元件分为变压器高压侧TV断线闭锁元件和机端TV断线闭锁元件，高压侧TV断线闭锁元件输出闭锁高压侧低电压元件，并发高压侧TV断线信号，机端TV断线判别元件输出闭锁机端测量阻抗元件，并发机端TV断线信号。
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