發(fā)電機失磁運行分析及處理

1、.發(fā)電機失磁運行分析及處理摘要：發(fā)電機失磁運行是常見的故障形式。發(fā)電機運行時發(fā)生失磁對發(fā)電機本身和電力系統(tǒng)造成影響，一旦保護拒動其將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、威脅發(fā)電機的自身安全。我們要從認識發(fā)電機失磁原理、失磁后工況變化，制定發(fā)電機失磁防范措施，避免發(fā)電機失磁運行和失磁后快速切除故障發(fā)電機運行。 關鍵詞：失磁 措施 處理1、發(fā)電機失磁工況介紹發(fā)電機是一種將機械能轉變?yōu)殡娔艿墓ぞ?，簡單的從原理方面說，它是由轉子和定子線圈組成的，轉子繞組由勵磁系統(tǒng)提供電流，在原動機的拖動下旋轉，即產生了旋轉磁場，旋轉磁場切割定子線圈，在定子回路產生感應電勢，當發(fā)電機帶上負載后，就產生了三相交流電，因三相定子繞組依

2、次相差120°電角度布置，三相電流產生的磁場組合成一個磁場，即產生了定子旋轉磁場。發(fā)電機正常運行中，轉子的旋轉磁場與定子的旋轉磁場方向、速度相同，轉差為零，即發(fā)電機為同步運行方式。當發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障后，失去了勵磁電流，也就是平常所說的發(fā)電機失磁。發(fā)電機失磁后，轉子旋轉磁場消失，電磁力矩減少，而原動力矩不變，出現(xiàn)了過剩力矩，使轉子轉速增加，轉子與定子的旋轉磁場有了相對速度，出現(xiàn)了轉差，定子磁場以轉差速度切割轉子表面，使轉子表面感應出電流來，這個電流與定子旋轉磁場作用就產生了一個力矩，稱為異步力矩，它的制動作用限制了轉子轉速無限升高，轉速越高，異步力矩越大，從而降低了轉差，這時的發(fā)電機

3、進入了異步運行狀態(tài)。發(fā)電機從系統(tǒng)吸收無功，供定子、轉子產生磁場，向系統(tǒng)輸送有功功率。2、發(fā)電機失磁運行的危害2.1對發(fā)電機本身的影響2.1.1、由于發(fā)電機失磁后，轉子與定子出現(xiàn)了轉差，在轉子表面感應出轉差頻率的電流，該電流在轉子中產生損耗，使轉子發(fā)熱增大，轉差越大電流越大，嚴重時可使轉子燒損；特別是直接冷卻高利用率的大型機組，熱容量裕度相對降低，轉子容量過熱。2.1.2失磁后，發(fā)電機轉入異步運行，發(fā)電機的等效電抗降低，從系統(tǒng)吸收的無功功率增大。失磁前的有功越大，轉差越大，等效電抗就越小，吸收的無功也越大，因此在大負荷下失磁，由于定子繞組過電流將使定子過熱。2.1.3異步運行中，發(fā)電機的轉距有所

4、變化，因此有功功率要發(fā)生嚴重的周期性變化，使發(fā)電機定子、轉子、基座受到異常的機械沖擊力振動，使機組的安全受到威脅，汽輪發(fā)電機由于同步電抗較大，平均異步功率較大，調速系統(tǒng)也比較靈敏，所以振動不是十分嚴重。2.1.4失磁運行，定子端部漏磁通增大，使端部的部件和邊段的鐵芯過熱。2.1.5大型發(fā)電機失磁易引起發(fā)電機振蕩，失磁前的有功功率越大，失磁后吸收的無功也越大，發(fā)電機端電壓下降越大，發(fā)電機輸出功率降低，功角特性由1轉向2，從a點向b點運行，因為過剩力矩的出現(xiàn)，轉子加速使功角增大，從b點向c點運行，由于轉子慣性，使之越過c點，使功角大于90°，達到d點，到d點后由于異步力矩的作用及慣性的消

5、失，向c點運行到達c點，由于慣性又向b點，這樣來回擺動，轉速時高時低，這就形成了發(fā)電機的振蕩。2.2對電力系統(tǒng)有危害2.2.1、發(fā)電機失磁后，從系統(tǒng)吸收相當容量的無功功率，引起系統(tǒng)電壓下降，如果電力系統(tǒng)無功儲備容量不足，將使鄰近失磁的發(fā)電機組部分系統(tǒng)電壓低于允許值，威脅負載和各電源間的穩(wěn)定運行，甚至導致系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。2.2.2、發(fā)電機失磁后，引起系統(tǒng)電壓下降，將使鄰近的發(fā)電機增大無功較多，甚至強磁動作，因而引起發(fā)電機、變壓器、線路引起過電流、保護動作、導致大面積停電，擴大故障范圍。3、發(fā)電機失磁的主要原因3.1誤操作使勵磁系統(tǒng)逆變滅磁或誤拉滅磁開關。人為誤操作往往是由于人員風險評估不到位

6、、精神狀態(tài)不好或習慣性違章所至。在控制室易發(fā)生用SAC5誤拉滅磁開關或用SAC1逆變的操作，而在就地則易發(fā)生誤碰使滅磁開關跳閘導至發(fā)電機失磁的事故。在QE1控制回路中，有合跳閘按鈕，在UN柜旁的控制柜內SBC1為就地合閘按鈕，SBT1為就地分閘按鈕，此二鈕均為檢修人員在檢修時，傳動開關所用。正常運行時，運行人員千萬不能碰此按鈕，以防止QE1開關跳閘，造成發(fā)電機失磁。3.2、磁系統(tǒng)故障導致保護動作逆變滅磁。 為防止勵磁系統(tǒng)故障，我廠機組的勵磁系統(tǒng)設有如下保護：1. 發(fā)電機轉子過電壓保護：U=2.4kV時，F(xiàn)V1動作，使Q1開關閉合。 2. 自動勵磁調節(jié)器保護：發(fā)電機出口PT小開關跳閘；交流電源開

7、關跳閘時自動切換至另一套裝置運行。3. 轉子一點接地保護：用25Hz電源一點接在勵磁繞組上，一點接在接地碳刷上，測轉子繞組對地電阻15K時發(fā)信號。4. 勵磁機保護：差功保護、過流保護動作時，逆變滅磁。5. 功率柜柜保護：發(fā)電機兩臺功率柜風機故障：發(fā)電機兩臺故障功率柜電流指示為0發(fā)電機兩臺功率柜熔絲斷：發(fā)電機對應故障功率柜電流指示為0。6. 電機轉子過負荷保護：Iop=2.71A t=9S出口方式：發(fā)信號Iop=3.2A t=5S 出口方式：減磁Iop=2.85A 反時限t1=3min出口方式：解列滅磁7. 勵磁機失磁保護： QE1開關掉閘或KL3滅磁時，合Q1開關，發(fā)電機逆變滅磁。8. 低頻保

8、護：F=48.0Hz TL8=99S發(fā)信F=47.5Hz TL9=48S解列滅磁F=47.0Hz TL10=8S解列滅磁9. 過頻保護：F=51.0Hz TL15=99S發(fā)信F=51.5Hz TL16=24S發(fā)信當f =45Hz時，跳開QE1、QE11開關。3.3、發(fā)電機轉子回路斷線。發(fā)電機轉子回路斷線，可能發(fā)生在轉子繞組、發(fā)電機或勵磁機碳刷處，由于電流過大，碳刷分流不均勻，導致各別碳刷過電流發(fā)熱，嚴重時燒斷刷辮斷路，造成其它碳刷電流更大，最終導致發(fā)電機碳刷全斷，發(fā)電機失磁。滅磁開關及刀閘誤掉閘也將引起轉子回路斷線。3.4、系統(tǒng)接地造成滅磁開關誤跳或保護誤動。直流系統(tǒng)兩點接地時，也易造成保護誤

9、動或開關誤跳，造成失磁。4、 防止發(fā)電機失磁運行的防范措施4.1控制配電室的溫度不超過30，保障配電室的通風及制冷設備的可靠運行。4.2 日常巡檢時注意檢查各保護裝置、PT、CT工作正常。4.3日常巡檢時注意勵磁系統(tǒng)各交直流開關合、斷位置正確，供電正常，運行時禁止誤斷開關。4.4發(fā)電機出口PT小開關跳閘；交流電源開關跳閘時自動勵磁調節(jié)器自動切換至另一套裝置運行應注意檢查。4.5巡檢時，注意可控硅保險是否有熔斷現(xiàn)象，燈滅，如一個柜有保險斷應控制勵磁電流的增長，將故障柜退出運行，通知檢修人員立即處理。4.6巡檢時，注意功率柜風機是否運轉正常，如一個柜有風機故障，應控制勵磁電流的增長，將故障柜退出運

10、行，通知檢修人員立即處理。4.7當一個功率柜故障時，檢修時拉合開功率柜交直流刀閘QS11、QS12、QS21、QS22、QS31、QS32、QS41、QS42時，應當在功率柜K11、K12、K21、K12控制脈沖開關退出的情況下合閘和拉閘。4.8巡檢時注意切換勵磁機轉子絕緣監(jiān)查表，當絕緣降低時應立即查找原因，及時處理。注意發(fā)電機轉子絕緣監(jiān)查裝置，正常時顯示118K，當對地電阻在515K時經總工批準，可以運行24h，申請停機；當電阻小于5K時應立即申請停機，以防止勵磁系統(tǒng)2點接地造成失磁或使轉子磁場分布不均勻，造成發(fā)電機振動。4.9當直流系統(tǒng)接地時，應立即查找，按照查直流接地的規(guī)定執(zhí)行，防止兩點

11、接地。勵磁系統(tǒng)的操作應執(zhí)行監(jiān)護制度，加強運行人員的責任感，杜絕習慣性違章。4.10發(fā)電機勵磁機碳刷的運行維護：嚴格執(zhí)行碳刷、滑環(huán)的定期吹掃，擦拭工作，定期檢查運行情況，大負荷期間，每天前夜班要用鉗形電流表測50%電刷電流，以保證電流均勻，及時調整，及時更換同型號的碳刷，以防止過短將滑環(huán)損壞。碳刷打火時，首先檢查打火程度，根據(jù)情況決定是否減負荷，用潔凈的布擦拭直流子及滑環(huán)表面用干燥的空氣吹掃，嚴重時可用0號砂紙打磨，調整壓力。如處理無效可申請停機。如打火嚴重，構成環(huán)火，應立即申請停機，以防止將滑環(huán)損壞。5、發(fā)電機失磁運行處理5.1失磁時的現(xiàn)象：1） 無功表指示為負值。2） 有功降低也有可能擺動。

12、3） 轉子電流為0或在0點擺動。4） 轉子電壓指示為0或在0擺動。5） 定子電壓指示降低。6） 定子三相電流大幅度升高并擺動。7） 轉速超過額定值。8） QE1、QE11其一或同時跳閘，Q1合閘。9） 逆變指示燈亮。7）另一臺機無功增加可能強磁動作。 5.1、發(fā)電機失磁異步運行時,一般處理原則如下:    5.1 對于不允許無勵磁運行的發(fā)電機 若失磁保護動作跳閘，則應迅速查看廠用電的自投情況，如自投不成功或未自 投，應立即手動投入。如果失磁保護拒動應立即急停發(fā)電機同時對勵磁回路檢查，當故障點在工勵系統(tǒng)時，則可將其退出 隔離，通知檢修處理。5.2

13、對于允許無勵磁運行的發(fā)電機應按無勵磁運行規(guī)定執(zhí)行以下操作: 5.2.1 迅速降低有功功率到允許值(本廠失磁規(guī)定的功率值與表計擺動的平均值相符合), 此時定子電流將在額定電流左右擺動。   5.2.2 手動斷開滅磁開關,退出自動電壓調節(jié)裝置和發(fā)電機強行勵磁裝置。5.2.3注意其它正常運行的發(fā)電機定子電流和無功功率值是否超出規(guī)定,必要時按發(fā)電機允許過負荷規(guī)定執(zhí)行。 5.2.4對勵磁系統(tǒng)進行迅速而細致的檢查，如屬工作勵磁機的問題,應迅速啟動備用勵磁幾恢復勵磁。5.2.5 注意廠用分支電壓水平,必要時可倒至備用電源接帶。   5.2.6 在規(guī)定無勵磁運行的時間內,仍不能使機組恢復勵磁,則應將發(fā)電機自系統(tǒng)解列。6、大容量發(fā)電機的失磁對系統(tǒng)影響很大。所以,一般未經過試驗確定以前,發(fā)電機不允許無勵磁