一、系统简介
深圳西部电厂二期2×300MW火力发电机组采用自并励静态励磁系统。发变组保护采用许继生产的WFB-100微机型发变组保护，该保护采用主从式多CPU并行工作的方式，主保护尽量安排在单独的CPU中，提高系统的可靠性，同时采用工控机做后台管理机，给运行监视及设备调试均提供了方便。励磁变压器采用ABB成套的TRANSFOR公司的干式变压器，变压器的选择中，考虑到全波整流回路产生的谐波对变压器温升的影响，加大了10%的容量。另一方面，考虑到发电机空载试验的要求，将励磁变的二次电压提高到775V，即使机端电压下降到80%，系统强励倍数仍达到2.3倍，大大提高了系统的储备系数。主变压器及高压厂用变压器为保定天威公司的产品，主变型号：SFP-370/220，为强油风冷，无载调压的芯式双绕组变压器，高厂变型号：SFF-40/20，为自然风冷，无载调压的芯式轴向分裂变压器。励磁调节器选用瑞士ABB的UNITROL 5000系统。系统结构见图一。
二、保护配置
引入静态励磁系统后，较传统的三机励磁系统，发电机变压器组保护的配置上产生一些变化，这主要增加了励磁变差动和发电机记忆过流保护，同时，励磁分支对发变组差动保护有一定的影响。基本配置上，励磁变过流保护和转子过负荷保护也是必不可少的。
2.1励磁变差动
2.1.1保护接线问题
WFB100中典型的变压器差动保护是按照Yd11接线方式进行软件编制的，本工程实际采用的励磁变的接线方式为Dy5，为解决此问题，最简洁的方法是在保护接线上作一改动，即将低压侧电流反极性接入保护装置，保护软件不需作任何修改。
2.1.2 CT变比的选择
励磁变的额定容量为3200KVA，额定电压比为20/0.775KV，额定一次电流为92.38/2384A，由于高压侧短路电流非常大，为改善可能出现的CT暂态饱和对保护的不良影响，高压侧CT变比选择为800/5A，低压侧CT变比按常规选择为3000/5A，（见表一）。根据二次电流值，选择高低压侧的电流电压变换器变比分别为1A/500mV、5A/500 mV，使得正常测量范围在良好的线性工作区，保护的精度得以保证。
2.1.3 电流电压变换器的饱和问题
电流电压变换器的原理如图二所示[1]。制造厂说明书表示两种规格的电流电压变换器饱和倍数的保证值为20倍，实际试验结果是，1A的电流电压变换器饱和倍数可达40倍，5A的电流电压变换器饱和倍数至少为26倍，比保证值乐观。除了制造上尽量提高电流电压变换器的抗饱和能力，实际应用中应合理地选择变换器的变比，尽量做到保护装置一方面工作在良好的线性区，另一方面防止短路时变换器深度饱和。
2.2发变组差动
2.2.1高厂变差动支路的CT变比选择
高厂变低压侧额定电流为2291A，差动计算电流（一）为32352A，若CT变比选择为3000/5A，差动计算电流（二）为32352A/600=54A，与中性点支路的差动计算电流（二）3.4A相差十几倍，由于保护装置的平衡系数整定范围为0.1-4.0，二次电流接入保护装置前须经过中间变流器进行幅值调整，但是中间变流器对差动保护的暂态特性会有不利的影响，所以尽可能不采用中间变流器的环节，为此高厂变低压侧CT变比选择为3000/1A，较好地满足了平衡系数整定和测量精度的要求，各分支的CT变比选择见表二的发变组差动保护计算表。
2.2.2励磁变支路是否纳入差动的问题
（一）短路电流计算。
计算容量Sj为1000MVA，大方式下，系统阻抗4.9Ω，全厂按6台机组运行考虑。折算至计算容量的电抗为：
在系统最大运行方式下，全厂6台机组同时运行时，励磁变高压侧发生三相短路的短路电流为126.2KA，低压侧发生三相短路的短路电流为38.15KA，折算至242KV侧分别为10.43KA，0.122KA。
（二）励磁变低压侧接入差动
若考虑励磁变低压侧接入差动回路，励磁变低压侧三相短路电流为0.122KA，差动保护最小动作电流根据表二为0.3Ie=0.632*2000/5=0.253KA，即区内故障时，该差动保护可能不动作。
（三）励磁变高压侧接入差动
励磁变高压侧额定电流约为92A，高压侧三相短路电流为126.2KA，若励磁变高压侧接入差动回路，该处差动CT变比的选择将很困难，如果满足了保护装置的测量精度的要求，则由于该点的短路电流大，势必造成CT的深度饱和，反而存在保护拒动的可能。此外，如果将励磁变高压侧接入差动，该通道的差动平衡系数也无法调整。
（四）励磁变支路不纳入差动回路对差动保护的影响
励磁变额定工况下，其工作电流在发变组差动保护中引起的差流仅为92A，折算至242KV侧为92*20/242=7.6A，远小于最小动作电流0.3Ie=253A，励磁变支路不纳入差动回路.
时，该差流对差动保护测量的基本无影响。通过计算，在最大运行方式下，励磁变电抗的49%处（从高压侧算起）发生金属性三相短路时，发变组差动保护刚好可以动作。
2.1.3中已叙述励磁变高压侧1A的电流电压变换器饱和倍数按40倍计，考虑暂态饱和的可能性，励磁变差动保护的范围为：低压侧至励磁变电抗的77%处（从低压侧算起）。
因此，发变组差动和励磁变差动两套保护结合起来，实现了对励磁变100%保护范围的保护。
2.3发电机记忆过流
当机端电压衰减较快时，如果故障切除较慢，静态励磁系统的缺点就表现得比较突出，它可能使带时限的继电保护拒动。为此，增加了发电机记忆过流，作为发电机的后备保护。其保护原理见图三[1]。
过流元件和低电压元件启动后，将过流元件保持，在规定的延时t内，即使故障电流衰减，也不影响保护出口。
实际应用整定如下：
a.电流元件躲过最大负荷电流。IOP=1.2* In/0.95*nt=1.2*3.4/0.95 = 4.3A
b.电压元件躲过最低运行电压。UOP=0.6Ugn/ nV=60V
c.延时一般与相邻后备保护配合，取2.3s，但应躲过系统振荡时间，且低于发电机允许运行的时间。
三、结束语
通过以上分析，电压隔离变换器和差动保护CT的饱和是导致大差保护的保护死区的主要原因。短路电流水平也影响到保护的保护范围，但这是不可避免的，而且随系统容量的增大，短路电流还要增大。因此提高二次元件的抗饱和倍数成为亟待解决的问题。