發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行分析及處理

1、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行分析及處理摘要：發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行是常見(jiàn)的故障形式。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身和電力系統(tǒng)造成影響，一旦保護(hù)拒動(dòng)其將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、威脅發(fā)電機(jī)的自身安全。我們要從認(rèn)識(shí)發(fā)電機(jī)失磁原理、失磁后工況變化，制定發(fā)電機(jī)失磁防范措施，避免發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行和失磁后快速切除故障發(fā)電機(jī)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：失磁措施處理1、發(fā)電機(jī)失磁工況介紹發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓ぞ撸?jiǎn)單的從原理方面說(shuō)，它是由轉(zhuǎn)子和定子線圈組成的，轉(zhuǎn)子繞組由勵(lì)磁系統(tǒng)提供電流，在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子線圈，在定子回路產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)載后，就產(chǎn)生了三相交流電，因三相定子繞組依次相差1

2、200電角度布置，三相電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)組合成一個(gè)磁場(chǎng)，即產(chǎn)生了定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向、速度相同，轉(zhuǎn)差為零，即發(fā)電機(jī)為同步運(yùn)行方式。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障后，失去了勵(lì)磁電流，也就是平常所說(shuō)的發(fā)電機(jī)失磁。發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)消失，電磁力矩減少，而原動(dòng)力矩不變，出現(xiàn)了過(guò)剩力矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)子與定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有了相對(duì)速度，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)差，定子磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)差速度切割轉(zhuǎn)子表面，使轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)出電流來(lái)，這個(gè)電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用就產(chǎn)生了一個(gè)力矩，稱為異步力矩，它的制動(dòng)作用限制了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)限升高，轉(zhuǎn)速越高，異步力矩越大，從而降低了轉(zhuǎn)差，這時(shí)的發(fā)電機(jī)進(jìn)入了異步運(yùn)行狀態(tài)

3、。發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無(wú)功，供定子、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場(chǎng)，向系統(tǒng)輸送有功功率。2、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的危害2.1 對(duì)發(fā)電機(jī)本身的影響2.1.1 、由于發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子與定子出現(xiàn)了轉(zhuǎn)差，在轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電流，該電流在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生損耗，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱增大，轉(zhuǎn)差越大電流越大，嚴(yán)重時(shí)可使轉(zhuǎn)子燒損；特別是直接冷卻高利用率的大型機(jī)組，熱容量裕度相對(duì)降低，轉(zhuǎn)子容量過(guò)熱。2.1.2 失磁后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，從系統(tǒng)吸收的無(wú)功功率增大。失磁前的有功越大，轉(zhuǎn)差越大，等效電抗就越小，吸收的無(wú)功也越大，因此在大負(fù)荷下失磁，由于定子繞組過(guò)電流將使定子過(guò)熱。2.1.3 異步運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)距有所變化，因此

4、有功功率要發(fā)生嚴(yán)重的周期性變化，使發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、基座受到異常的機(jī)械沖擊力振動(dòng)，使機(jī)組的安全受到威脅，汽輪發(fā)電機(jī)由于同步電抗較大，平均異步功率較大，調(diào)速系統(tǒng)也比較靈敏，所以振動(dòng)不是十分嚴(yán)重。2.1.4 失磁運(yùn)行，定子端部漏磁通增大，使端部的部件和邊段的鐵芯過(guò)熱。2.1.5 大型發(fā)電機(jī)失磁易引起發(fā)電機(jī)振蕩，失磁前的有功功率越大，失磁后吸收的無(wú)功也越大，發(fā)電機(jī)端電壓下降越大，發(fā)電機(jī)輸出功率降低，功角特性由1轉(zhuǎn)向2,從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)行，因?yàn)檫^(guò)剩力矩的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)子加速使功角8增大，從b點(diǎn)向c點(diǎn)運(yùn)行，由于轉(zhuǎn)子慣性，使之越過(guò)c點(diǎn)，使功角8大于90。，達(dá)到d點(diǎn)，到d點(diǎn)后由于異步力矩的作用及慣性的消失，向c點(diǎn)運(yùn)

5、行到達(dá)c點(diǎn)，由于慣性又向b點(diǎn)，這樣來(lái)回?cái)[動(dòng)，轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，這就形成了發(fā)電機(jī)的振蕩。/w國(guó)【strffi2發(fā)電機(jī)熱于最統(tǒng)情昉m特也2.2 對(duì)電力系統(tǒng)有危害2.2.1 發(fā)電機(jī)失磁后，從系統(tǒng)吸收相當(dāng)容量的無(wú)功功率，引起系統(tǒng)電壓下降，如果電力系統(tǒng)無(wú)功儲(chǔ)備容量不足，將使鄰近失磁的發(fā)電機(jī)組部分系統(tǒng)電壓低于允許值，威脅負(fù)載和各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。2.2.2 發(fā)電機(jī)失磁后，引起系統(tǒng)電壓下降，將使鄰近的發(fā)電機(jī)增大無(wú)功較多，甚至強(qiáng)磁動(dòng)作，因而引起發(fā)電機(jī)、變壓器、線路引起過(guò)電流、保護(hù)動(dòng)作、導(dǎo)致大面積停電，擴(kuò)大故障范圍。3、發(fā)電機(jī)失磁的主要原因3.1誤操作使勵(lì)磁系統(tǒng)逆變滅磁或誤拉滅磁開(kāi)關(guān)。人

6、為誤操作往往是由于人員風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不到位、精神狀態(tài)不好或習(xí)慣性違章所至。在控制室易發(fā)生用SAC5誤拉滅磁開(kāi)關(guān)或用SAC1逆變的操作，而在就地則易發(fā)生誤碰使滅磁開(kāi)關(guān)跳閘導(dǎo)至發(fā)電機(jī)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(nèi)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(shí)，傳動(dòng)開(kāi)關(guān)所用。正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員千萬(wàn)不能碰此按鈕，以防止QE1開(kāi)關(guān)跳閘，造成發(fā)電機(jī)失磁。1、 磁系統(tǒng)故障導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作逆變滅磁。為防止勵(lì)磁系統(tǒng)故障，我廠機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)有如下保護(hù)：.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)：U=2.4kV時(shí)，F(xiàn)V1動(dòng)作，使Q1開(kāi)關(guān)閉合。.自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器保護(hù)：發(fā)電機(jī)出口PT

7、小開(kāi)關(guān)跳閘；交流電源開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)自動(dòng)切換至另一套裝置運(yùn)行。.轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)：用25Hz電源一點(diǎn)接在勵(lì)磁繞組上，一點(diǎn)接在接地碳刷上，測(cè)轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地電阻15K時(shí)發(fā)信號(hào)。.勵(lì)磁機(jī)保護(hù)：差功保護(hù)、過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，逆變滅磁。.功率柜柜保護(hù)：發(fā)電機(jī)兩臺(tái)功率柜風(fēng)機(jī)故障：發(fā)電機(jī)兩臺(tái)故障功率柜電流指示為0發(fā)電機(jī)兩臺(tái)功率柜熔絲斷：發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)故障功率柜電流指示為0。.電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)：Iop=2.71At=9S出口方式：發(fā)信號(hào)Iop=3.2At=5S出口方式：減磁Iop=2.85A反時(shí)限t1=3min出口方式：解列滅磁.勵(lì)磁機(jī)失磁保護(hù)：QE1開(kāi)關(guān)掉閘或KL3滅磁時(shí)，合Q1開(kāi)關(guān)，發(fā)電機(jī)逆變滅磁。.低頻保護(hù)：F=48

8、.0HzTL8=99S發(fā)信F=47.5HzTL9=48S解列滅磁F=47.0HzTL10=8S解列滅磁.過(guò)頻保護(hù)：F=51.0HzTL15=99S發(fā)信F=51.5HzTL16=24S發(fā)信當(dāng)f=45Hz時(shí)，跳開(kāi)QE1QE11開(kāi)關(guān)。1、 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線，可能發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組、發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)碳刷處，由于電流過(guò)大，碳刷分流不均勻，導(dǎo)致各別碳刷過(guò)電流發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)燒斷刷辮斷路，造成其它碳刷電流更大，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)碳刷全斷，發(fā)電機(jī)失磁。滅磁開(kāi)關(guān)及刀閘誤掉閘也將引起轉(zhuǎn)子回路斷線。1、 系統(tǒng)接地造成滅磁開(kāi)關(guān)誤跳或保護(hù)誤動(dòng)。直流系統(tǒng)兩點(diǎn)接地時(shí)，也易造成保護(hù)誤動(dòng)或開(kāi)關(guān)誤跳，造成失磁。4、防止發(fā)

9、電機(jī)失磁運(yùn)行的防范措施控制配電室的溫度不超過(guò)30C,保障配電室的通風(fēng)及制冷設(shè)備的可靠運(yùn)行。日常巡檢時(shí)注意檢查各保護(hù)裝置、PTCT工作正常。日常巡檢時(shí)注意勵(lì)磁系統(tǒng)各交直流開(kāi)關(guān)合、斷位置正確，供電正常，運(yùn)行時(shí)禁止誤斷開(kāi)關(guān)。發(fā)電機(jī)出口PT小開(kāi)關(guān)跳閘；交流電源開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)切換至另一套裝置運(yùn)行應(yīng)注意檢查。巡檢時(shí)，注意可控硅保險(xiǎn)是否有熔斷現(xiàn)象，燈滅，如一個(gè)柜有保險(xiǎn)斷應(yīng)控制勵(lì)磁電流的增長(zhǎng)，將故障柜退出運(yùn)行，通知檢修人員立即處理。巡檢時(shí)，注意功率柜風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，如一個(gè)柜有風(fēng)機(jī)故障，應(yīng)控制勵(lì)磁電流的增長(zhǎng)，將故障柜退出運(yùn)行，通知檢修人員立即處理。當(dāng)一個(gè)功率柜故障時(shí)，檢修時(shí)拉合開(kāi)功率柜交直流刀閘

10、QS1tQS12QS21、QS22QS31QS32QS41QS42時(shí)，應(yīng)當(dāng)在功率柜K11、K12、K21、K12控制脈沖開(kāi)關(guān)退出的情況下合閘和拉閘。巡檢時(shí)注意切換勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)查表，當(dāng)絕緣降低時(shí)應(yīng)立即查找原因，及時(shí)處理。注意發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)查裝置，正常時(shí)顯示118KQ,當(dāng)對(duì)地電阻在515KQ時(shí)經(jīng)總工批準(zhǔn)，可以運(yùn)行24h,申請(qǐng)停機(jī)；當(dāng)電阻小于5K時(shí)應(yīng)立即申請(qǐng)停機(jī)，以防止勵(lì)磁系統(tǒng)2點(diǎn)接地造成失磁或使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布不均勻，造成發(fā)電機(jī)振動(dòng)。當(dāng)直流系統(tǒng)接地時(shí)，應(yīng)立即查找，按照查直流接地的規(guī)定執(zhí)行，防止兩點(diǎn)接地。勵(lì)磁系統(tǒng)的操作應(yīng)執(zhí)行監(jiān)護(hù)制度，加強(qiáng)運(yùn)行人員的責(zé)任感，杜絕習(xí)慣性違章。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)碳刷的運(yùn)行維護(hù)

11、：嚴(yán)格執(zhí)行碳刷、滑環(huán)的定期吹掃，擦拭工作，定期檢查運(yùn)行情況，大負(fù)荷期間，每天前夜班要用鉗形電流表測(cè)50帆刷電流，以保證電流均勻，及時(shí)調(diào)整，及時(shí)更換同型號(hào)的碳刷，以防止過(guò)短將滑環(huán)損壞。碳刷打火時(shí)，首先檢查打火程度，根據(jù)情況決定是否減負(fù)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(yán)重時(shí)可用0號(hào)砂紙打磨，調(diào)整壓力。如處理無(wú)效可申請(qǐng)停機(jī)。如打火嚴(yán)重，構(gòu)成環(huán)火，應(yīng)立即申請(qǐng)停機(jī)，以防止將滑環(huán)損壞。5、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行處理失磁時(shí)的現(xiàn)象：1）無(wú)功表指示為負(fù)值。2）有功降低也有可能擺動(dòng)。3）轉(zhuǎn)子電流為0或在0點(diǎn)擺動(dòng)。4）轉(zhuǎn)子電壓指示為0或在0擺動(dòng)。5）定子電壓指示降低。6）定子三相電流大幅度升高并擺動(dòng)。7

12、）轉(zhuǎn)速超過(guò)額定值。8）QE1QE11其一或同時(shí)跳閘，Q1合閘。9）逆變指示燈亮。7）另一臺(tái)機(jī)無(wú)功增加可能強(qiáng)磁動(dòng)作。發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí)，一般處理原則如下：對(duì)于不允許無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)若失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘，則應(yīng)迅速查看廠用電的自投情況，如自投不成功或未自投，應(yīng)立即手動(dòng)投入。如果失磁保護(hù)拒動(dòng)應(yīng)立即急停發(fā)電機(jī)同時(shí)對(duì)勵(lì)磁回路檢查，當(dāng)故障點(diǎn)在工勵(lì)系統(tǒng)時(shí)，則可將其退出隔離，通知檢修處理。對(duì)于允許無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)按無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行規(guī)定執(zhí)行以下操作：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(jì)擺動(dòng)的平均值相符合）,此時(shí)定子電流將在額定電流左右擺動(dòng)。手動(dòng)斷開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，退出自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)裝置和發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁裝置。注意其它正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)定子電流和無(wú)功功率值是否超出規(guī)定，必要時(shí)按發(fā)電機(jī)允許過(guò)負(fù)荷規(guī)定執(zhí)行。對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行迅速而細(xì)致的檢查，如屬工作勵(lì)磁機(jī)的問(wèn)題，應(yīng)迅速啟動(dòng)備用勵(lì)磁幾恢復(fù)勵(lì)磁。注意廠用分支電壓水平，必要時(shí)可倒至備用電源接帶。在規(guī)定無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行的時(shí)間內(nèi)，仍不能使機(jī)組恢復(fù)勵(lì)磁，則應(yīng)將發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)解列。6、大容量發(fā)電機(jī)的失磁對(duì)系統(tǒng)影響很大。所以，一般未經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定以前，