發(fā)電機(jī)的保護(hù)培訓(xùn)講義

1、 61發(fā)電機(jī)的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù) 方式 發(fā)電機(jī)的故障主要有： （1）定子繞組的相間短路。由于相間短路電流及故障點(diǎn)的電弧，將損壞定子繞組的絕緣，燒壞繞組和鐵心，甚至引發(fā)火災(zāi)。 （2）定子繞組的匝間短路。被短路的繞組將流過短路電流，引起故障處局部過熱，絕緣破壞，并可能發(fā)展成單相接地故障和相間故障。 （3）定于繞組的單相接地故障。是最常見的一種故障。發(fā)電機(jī)是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小接地電流系統(tǒng)。單相接地后，其電容電流流過故障點(diǎn)的定子鐵心，當(dāng)此電流較大或持續(xù)時間較長時，會使鐵心局部溶化，給修復(fù)工作帶來很大困難。 （4）勵磁回路的一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地。勵磁回路一點(diǎn)接地短路時，由于沒有構(gòu)成電流

2、通路，所以對發(fā)電機(jī)并無危害。但若不及時處理，就有可能轉(zhuǎn)化成兩點(diǎn)接地，使轉(zhuǎn)于統(tǒng)組和鐵心燒壞，并因轉(zhuǎn)子磁場不對稱，使機(jī)組產(chǎn)生劇烈的機(jī)械振動。 （5）轉(zhuǎn)子回路失去磁勵電流。 發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)主要有： （1）外部故障引起的定子繞組過電流和超過額定容量運(yùn)行的定子過負(fù)荷。 （2）外部不對稱短路和不對稱負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和負(fù)序過負(fù)荷。 （3）調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的過電壓。 （4）由于主汽門突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率。 （5）由于勵磁回路故障或強(qiáng)行勵磁時間過長引起的轉(zhuǎn)子過負(fù)荷。 （6）發(fā)電機(jī)頻率上升或下降。 發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式有： （1）縱聯(lián)差動保護(hù)。反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的

3、相間故障。 （2）定于繞組匝間短路保護(hù)。 （3）定子接地保護(hù)。當(dāng)接地電容電流大于或等于5A時，保護(hù)應(yīng)動作于跳閘；當(dāng)接地電容電流小于5A時，保護(hù)應(yīng)動作于信號。對容量100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)盡量裝設(shè)保護(hù)范圍為100的定子接地保護(hù)。 （4）過電流保護(hù)。 （5）對稱過負(fù)荷保護(hù)。 （6）勵磁回路接地保護(hù)。大容量汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)及兩點(diǎn)接地保護(hù)，在一點(diǎn)接地保護(hù)動作后投兩點(diǎn)接地保護(hù)。 （7）反應(yīng)發(fā)電機(jī)勵磁消失的失磁保護(hù)。對于不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，可在自動滅磁開關(guān)斷開時，連跳發(fā)電機(jī)斷路器。 （8）轉(zhuǎn)子回路過負(fù)荷保護(hù)。 （9）大容量機(jī)組的逆功率保護(hù)。 （l0）反應(yīng)水輪發(fā)電機(jī)和大型汽輪發(fā)電機(jī)走

4、子繞組過電壓的過電壓保護(hù) 保護(hù)裝置在跳開發(fā)電機(jī)出口斷路器的同時，應(yīng)作用于自動滅磁開關(guān)， 切斷發(fā)電機(jī)勵磁電流。 6.2發(fā)電機(jī)的差動保護(hù) 國內(nèi)在建和已運(yùn)行的國內(nèi)在建和已運(yùn)行的600MW和和1000MW級汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)級汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和出線側(cè)均只能引出和出線側(cè)均只能引出3個端頭，不可能安裝橫差保護(hù)、不完全差動保護(hù)和裂相個端頭，不可能安裝橫差保護(hù)、不完全差動保護(hù)和裂相差動保護(hù)，只能采用發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)作為主保護(hù)。差動保護(hù)，只能采用發(fā)電機(jī)完全縱差保護(hù)作為主保護(hù)。 一、發(fā)電機(jī)的縱差動保護(hù) 發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)能快速而靈敏地切除發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線之間發(fā)生的故障，是發(fā)電機(jī)的內(nèi)部相間短

5、路的主保護(hù)。 電流互感器TAI和TA2的變比相同，它們之間的定子繞組及其引出線即為縱差保護(hù)的保護(hù)區(qū)。 1為傳統(tǒng)的比率制動特性，斜率為傳統(tǒng)的比率制動特性，斜率Kz恒恒定，這種動作特性在區(qū)內(nèi)故障電流小定，這種動作特性在區(qū)內(nèi)故障電流小時，具有較高的靈敏度；而在區(qū)外故時，具有較高的靈敏度；而在區(qū)外故障時，具有較強(qiáng)的躲過暫態(tài)不平衡差障時，具有較強(qiáng)的躲過暫態(tài)不平衡差流的能力。流的能力。2為多折線制動特性，斜率為二為多折線制動特性，斜率為二或三段，靈敏度最高。但由于或三段，靈敏度最高。但由于CT誤差的不確定性，該折線的誤差的不確定性，該折線的斜率和起始點(diǎn)非常難以確定，目斜率和起始點(diǎn)非常難以確定，目前還沒有理

6、論的計算方法和依據(jù)，前還沒有理論的計算方法和依據(jù)，往往在使用時采用簡單化整定辦往往在使用時采用簡單化整定辦法。因此，對防止保護(hù)誤動的措法。因此，對防止保護(hù)誤動的措施要求較高。施要求較高。u漸變雙曲線制動特性差動保護(hù)漸變雙曲線制動特性差動保護(hù) 3為變斜率制動特性，其斜率一為變斜率制動特性，其斜率一直在變，最大為直在變，最大為0.7.u漸變雙曲線制動特性差動保護(hù)漸變雙曲線制動特性差動保護(hù) 4為過原點(diǎn)的比率制動特性，認(rèn)為過原點(diǎn)的比率制動特性，認(rèn)為為CT誤差與二次電流大小無關(guān)，誤差與二次電流大小無關(guān)，這不符合實際情況，靈敏度也比這不符合實際情況，靈敏度也比其他方案低，所以國內(nèi)運(yùn)用比較其他方案低，所以國

7、內(nèi)運(yùn)用比較少。少。所謂循環(huán)閉鎖方式，即是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生相間短路時，二相或三相差動同時動作，或者是發(fā)生了一點(diǎn)在區(qū)內(nèi)另外一點(diǎn)在區(qū)外的兩點(diǎn)接地故障時，一相差動動作且同時有負(fù)序電壓產(chǎn)生，那么保護(hù)均出口跳閘。若后一種情況僅一相差動動作而無負(fù)序電壓時則認(rèn)為是CT斷線，負(fù)序電壓常時間存在而同時無差電流時，則為PT斷線。保護(hù)的邏輯圖如下：所謂循環(huán)閉鎖方式，即是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生相間短路時，二相或三相差動同時動作，或者是發(fā)生了一點(diǎn)在區(qū)內(nèi)另外一點(diǎn)在區(qū)外的兩點(diǎn)接地故障時，一相差動動作且同時有負(fù)序電壓產(chǎn)生，那么保護(hù)均出口跳閘。若后一種情況僅一相差動動作而無負(fù)序電壓時則認(rèn)為是CT斷線，負(fù)序電壓常時間存在而同時無差電流時

8、，則為PT斷線。保護(hù)的邏輯圖如下： 國內(nèi)外電機(jī)廠均承諾過其發(fā)電機(jī)不會發(fā)生匝間短路，不必裝設(shè)國內(nèi)外電機(jī)廠均承諾過其發(fā)電機(jī)不會發(fā)生匝間短路，不必裝設(shè)匝間保護(hù)，理由是槽內(nèi)上下線圈的絕緣是相對槽側(cè)壁絕緣的兩倍，匝間保護(hù)，理由是槽內(nèi)上下線圈的絕緣是相對槽側(cè)壁絕緣的兩倍，因此發(fā)生匝間短路前應(yīng)先發(fā)生定子接地故障。但在發(fā)電機(jī)端部結(jié)構(gòu)因此發(fā)生匝間短路前應(yīng)先發(fā)生定子接地故障。但在發(fā)電機(jī)端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既有相間絕緣又有匝間絕緣，如果端部固定不當(dāng)或發(fā)生振動，復(fù)雜，既有相間絕緣又有匝間絕緣，如果端部固定不當(dāng)或發(fā)生振動，可能會使絕緣逐漸磨損引起短路。因此有條件的前提下有必要裝設(shè)可能會使絕緣逐漸磨損引起短路。因此有條件的前提

9、下有必要裝設(shè)匝間短路保護(hù)。匝間短路保護(hù)。發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù)發(fā)電機(jī)的匝間短路保護(hù) 容量較大的發(fā)電機(jī)每相都有兩個或兩個以上的并聯(lián)支路。同一支路繞組匝間短路或同相不同支路的繞組匝間短路，都稱為定子繞組的匝間短路。發(fā)生匝間短路時，縱差動保護(hù)往往不能反應(yīng)，故對于發(fā)電機(jī)定于繞組的匝間短路，必須裝設(shè)專用保護(hù). (1)橫聯(lián)差動保護(hù) 對于定子每相都由兩個并聯(lián)支路組成，且每一支路在中性點(diǎn)側(cè)均有引出端的發(fā)電機(jī)，可采用橫差動保護(hù).ABCO1O2DL11/bTATZJKAKTKSKM信號至主斷路器至MK同一支路內(nèi)匝間短路時的電流分布不同支路內(nèi)匝間短路時的電流分布KATAO2O1O2O1IKLIKLIKLIKLIKLI

10、KLIKLKATAABCKAABCXKAO1O23IO在發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路時，橫差動保護(hù)也會動作。但由于其死區(qū)較大，且不能反映引出線上的相間短路，因此不能代替縱差動保護(hù)。 大容量的發(fā)電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，無法引出所有分支，往往只在大容量的發(fā)電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，無法引出所有分支，往往只在中性點(diǎn)引出三個端子，無法裝設(shè)橫差保護(hù)。因此大型機(jī)組通常采用反中性點(diǎn)引出三個端子，無法裝設(shè)橫差保護(hù)。因此大型機(jī)組通常采用反映零序電壓的匝間短路保護(hù)。映零序電壓的匝間短路保護(hù)。 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，機(jī)端不出現(xiàn)基波零序電壓。相間短路時，也發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，機(jī)端不出現(xiàn)基波零序電壓。相間短路時，也不出現(xiàn)零序電壓。單相接

11、地故障時，接地故障相對地電壓為零，而中不出現(xiàn)零序電壓。單相接地故障時，接地故障相對地電壓為零，而中性點(diǎn)對地電壓上升為相電壓，因此三相出線對中性點(diǎn)電壓仍然對稱，性點(diǎn)對地電壓上升為相電壓，因此三相出線對中性點(diǎn)電壓仍然對稱，不出現(xiàn)零序電壓。若定子繞組匝間短路，則三相對發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓不出現(xiàn)零序電壓。若定子繞組匝間短路，則三相對發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓的對稱性被破壞，因而出現(xiàn)零序電壓。的對稱性被破壞，因而出現(xiàn)零序電壓。 如圖所示為如圖所示為A相繞組發(fā)生匝間短路，則故障相電動勢將變?yōu)橄嗬@組發(fā)生匝間短路，則故障相電動勢將變?yōu)?A =(1-) A ，未發(fā)生短路的兩相電動勢不變，三相電動勢相量，未發(fā)生短路的兩相電動勢

12、不變，三相電動勢相量圖見圖所示。按照對稱分量法，可求得零序電動勢為圖見圖所示。按照對稱分量法，可求得零序電動勢為 3 o = A + B + c =- A 定子繞組與鐵芯之間絕緣破壞而造成的定子繞組單相接地故障，是發(fā)電機(jī)常見的故障之一。以往認(rèn)為單相接地電容電流小于5A，就不會嚴(yán)重?zé)齻F芯，因此要求保護(hù)在接地電流小于5A時只發(fā)出信號即可。多年的運(yùn)行實踐和事故教訓(xùn)表明，5A的定子接地電流不能認(rèn)為是安全電流。對于大型機(jī)型，這個安全電流不應(yīng)超過1.01.5A。在安全電流下，定子接地保護(hù)動作只發(fā)信號而不跳閘，但應(yīng)及時處理。 由于發(fā)電機(jī)定子繞組是全絕緣的，中性點(diǎn)附近一般不易發(fā)生接地故障。但運(yùn)行實踐表明，由

13、于機(jī)械損傷，水內(nèi)冷的定子漏水而發(fā)生單相接地，也可能使故障位于中性點(diǎn)附近。因此，要求大型機(jī)組的定子接地保護(hù)無死區(qū)，即有100%保護(hù)區(qū)。一、反應(yīng)基波零序電壓的定子繞組接地保護(hù)一、反應(yīng)基波零序電壓的定子繞組接地保護(hù) 零序電壓與零序電壓與a成正比，即故障點(diǎn)成正比，即故障點(diǎn)離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高，離離中性點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越高，離中性點(diǎn)越近，零序電壓越小。中性點(diǎn)越近，零序電壓越小。 結(jié)結(jié) 論論三次三次諧波諧波濾過濾過器器KV0TV0反應(yīng)零序電壓的定子接地保護(hù)反應(yīng)零序電壓的定子接地保護(hù)說說 明明三次三次諧波諧波濾過濾過器器三次三次諧波諧波濾過濾過器器三次三次諧波諧波濾過濾過器器KV0KV0KV0 三次諧

14、波電壓保護(hù)區(qū)三次諧波電壓保護(hù)區(qū)基波零序電壓保護(hù)區(qū)基波零序電壓保護(hù)區(qū)中性點(diǎn)中性點(diǎn)機(jī)端機(jī)端E3E3NS雙頻式100定子接地保護(hù)雙頻式100定子接地保護(hù)雙頻式100定子接地保護(hù)正常情況下，中性點(diǎn)三次諧波電壓正常情況下，中性點(diǎn)三次諧波電壓較高較高UN3US3，保護(hù)不動作。，保護(hù)不動作。在靠近中性點(diǎn)側(cè)發(fā)生接地故障在靠近中性點(diǎn)側(cè)發(fā)生接地故障時，時，UN3US3，保護(hù)動作，保護(hù)動作靠近機(jī)端接地故障時，靠近機(jī)端接地故障時，UN3US3，三次，三次諧波保護(hù)不動作，但此時機(jī)端諧波保護(hù)不動作，但此時機(jī)端TVI開口三開口三角形側(cè)輸出較大的零序電壓，保護(hù)動作。角形側(cè)輸出較大的零序電壓，保護(hù)動作。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，總是滿

15、足發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，總是滿足 US3 UN3 65發(fā)電機(jī)的電流、電壓保護(hù) 發(fā)電機(jī)后備保護(hù)也可采用低電壓起動的過電流保護(hù)，復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)或負(fù)序電流加單相式低電壓起動的過電流保護(hù)。 一、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)原理接線圖復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)原理接線圖IIIUUZVNabc至信號跳QF跳滅磁開關(guān)發(fā)電機(jī)低壓電流保護(hù)中的低壓元件的作用是什么 發(fā)電機(jī)電流保護(hù)整定動作電流時，要考慮電動機(jī)自啟動的影響，將使過電流元件整定值提高，降低了靈敏性，為提高過電流元件的靈敏性，采用低電壓元件，應(yīng)躲開電動機(jī)的自啟動方式下的最低電壓。 低壓元件作用是更易區(qū)別外部故障時的故障電流和正常過負(fù)荷

16、電流；正常過負(fù)荷時，保護(hù)裝置不會動作。發(fā)電機(jī)定子繞組的負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)有什么危害？ 我們知道，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時發(fā)出的是三相對稱的正序電流。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度與三相正序?qū)ΨQ電流所形成的正向旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)速一致，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動與正序旋轉(zhuǎn)磁場之間無相對運(yùn)動，此即“同步”的概念。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或負(fù)荷三相不對稱（接有電力機(jī)車、電弧爐等單相負(fù)荷）時，在發(fā)電機(jī)定子繞組中就流有負(fù)序電流。該負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)氣隙中產(chǎn)生反向（與正序電流產(chǎn)生的正向旋轉(zhuǎn)磁場方向相反）旋轉(zhuǎn)磁場，它相對于轉(zhuǎn)子來說為2倍的同步轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子中就會感應(yīng)出100Hz的電流，即所謂的倍頻電流。該倍頻電流的主要部分流經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、

17、槽楔和阻尼條，而在轉(zhuǎn)子端部附近沿周界方向形成閉合電路，這就使得轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷，嚴(yán)重時會使護(hù)環(huán)受熱松脫，給發(fā)電機(jī)造成災(zāi)難性的破壞，即通常所說的“負(fù)序電流燒機(jī)”，這是負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)的危害之一。另外，負(fù)序（反向）氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流之間、正序（正向）氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的頻率為100Hz交變電磁力矩，將同時作用于轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，引起頻率為100Hz的振動，此為負(fù)序電流危害之二。氣輪發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力，一般取決于轉(zhuǎn)子的負(fù)序電流發(fā)熱條件，而不是發(fā)生的振動。 鑒于以上原因，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。負(fù)序電流保護(hù)按其動作時限又分為定時限和

18、反時限兩種。前者用于中型發(fā)電機(jī)，后者用于大型發(fā)電機(jī)。 66發(fā)電機(jī)勵磁回路接地保護(hù) 發(fā)電機(jī)勵磁繞組由于絕緣損壞較易發(fā)生一點(diǎn)接地故障。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地之后，并不構(gòu)成電流通路，故無電流流過故障點(diǎn)，勵磁繞組的電壓仍保持正常，因此可繼續(xù)運(yùn)行，對發(fā)電機(jī)無直接危害。在發(fā)生一點(diǎn)接地后，若發(fā)電機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)行，而其他點(diǎn)絕緣水平降低時，則有可能發(fā)生轉(zhuǎn)子回路的第二點(diǎn)接地。勵磁回路兩點(diǎn)接地后，勵磁繞組將被短接一部分，其后果是： （）使轉(zhuǎn)子磁場發(fā)生畸變，力矩不平衡，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動，嚴(yán)重危害發(fā)電機(jī)的 安全。 （2）由于故障點(diǎn)流過很大的故障電流，將產(chǎn)生電弧燒壞勵磁線圈和轉(zhuǎn)子本體。 （3）勵磁回路兩點(diǎn)接地可能使汽輪機(jī)汽缸磁化。

19、根據(jù)大機(jī)組的情況和轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的現(xiàn)狀，可以只安裝轉(zhuǎn)子一根據(jù)大機(jī)組的情況和轉(zhuǎn)子接地保護(hù)的現(xiàn)狀，可以只安裝轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)，為避免突然跳閘，可動作于信號，并馬上轉(zhuǎn)移負(fù)荷，點(diǎn)接地保護(hù)，為避免突然跳閘，可動作于信號，并馬上轉(zhuǎn)移負(fù)荷，安排停機(jī)。也可采用低值時報警，高值時跳閘。安排停機(jī)。也可采用低值時報警，高值時跳閘。轉(zhuǎn)子cKAITVAUMRK1K2SKmvLKARPRP1RP2XS直流電橋式轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)的工作原理發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)1.發(fā)電機(jī)失磁的電氣特征發(fā)電機(jī)失磁過程特點(diǎn)：（1）發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，向系統(tǒng)送出無功功率，失磁后將從系統(tǒng)吸取大量無功功率，使機(jī)端電壓下降。當(dāng)系統(tǒng)缺少無功功率時，嚴(yán)重時可能使電壓降

20、到不允許的數(shù)值，一致破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。（2）發(fā)電機(jī)電流增大，失磁前送有功功率愈多，失磁后電流增大愈多。（3）發(fā)電機(jī)有功功率方向不變，繼續(xù)向系統(tǒng)送有功功率。（4）發(fā)電機(jī)機(jī)端測量阻抗，失磁前在阻抗平面R-X坐標(biāo)第一象限，失磁后測量阻抗軌跡沿著等有功阻抗圓進(jìn)入第四象限。隨著失磁的發(fā)展，機(jī)端測量阻抗的端點(diǎn)落在靜穩(wěn)極限阻抗圓內(nèi)，轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。 阻抗圓就是一個直角坐標(biāo)系，橫軸是有功，縱軸是無功，第一象限就是有功、無功都為正，也就是發(fā)出有功和無功，第四象限是有功為正，無功為負(fù)，發(fā)出有功，吸收無功。 發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子開始加速，由于產(chǎn)生了轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)子線圈上就會感應(yīng)出電流建立磁場，就相當(dāng)與電動機(jī)轉(zhuǎn)子上的磁場那樣，

21、只不過電動機(jī)轉(zhuǎn)子比定子感應(yīng)磁場轉(zhuǎn)的慢，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子則是比那個磁場快，這時發(fā)電機(jī)就會吸收網(wǎng)上的無功，再向網(wǎng)上發(fā)出有功。這時就變成了異步發(fā)電機(jī)了。 一般在小型電廠里失磁保護(hù)只是發(fā)出信號的，并不將發(fā)電機(jī)解列的。 進(jìn)相了的發(fā)電機(jī)還是同步的，因為畢竟自己還能建立磁場，只不過不夠自己用的就是了。 進(jìn)相屬機(jī)組異常運(yùn)行的一種狀況。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)由于AVR原因或故障，或人為降低發(fā)電機(jī)的勵磁電流過多，使發(fā)電機(jī)由發(fā)出感性無功功率變?yōu)槲障到y(tǒng)感性無功功率，定子電流由滯后于機(jī)端電壓變?yōu)槌坝跈C(jī)端電壓運(yùn)行，這就是發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行也就是現(xiàn)場經(jīng)常提到的欠勵磁運(yùn)行（或低勵磁運(yùn)行）。此時，由于轉(zhuǎn)子主磁通降低，引起發(fā)電

22、機(jī)的勵磁電勢降低，使發(fā)電機(jī)無法向系統(tǒng)送出無功功率，進(jìn)相程度取決于勵磁電流降低的程度。 引起發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的原因是低谷運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷原已處于底限，當(dāng)系統(tǒng)電壓因故突然升高或有功負(fù)荷增加時，勵磁電流自動降低引起進(jìn)相；AVR失靈或誤動、勵磁系統(tǒng)其他設(shè)備發(fā)生了故障、人為操作使勵磁電流降低較多等也會引起進(jìn)相運(yùn)行。 發(fā)電機(jī)失磁對系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身有什么影響，汽輪發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件是什么？發(fā)電機(jī)失磁對系統(tǒng)的主要影響有：（1）發(fā)電機(jī)失磁后，不但不能向系統(tǒng)送出無功功率，而且還要從系統(tǒng)中吸取無功功率，將造成系統(tǒng)電壓下降。（2）為了供給失磁發(fā)電機(jī)無功功率，可能造成系統(tǒng)中其它發(fā)電機(jī)過電流。發(fā)電機(jī)失磁對發(fā)電機(jī)

23、自身的影響有：（1）發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子和定子磁場間出現(xiàn)了速度差，則在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電流，引起轉(zhuǎn)子局部過熱。（2）發(fā)電機(jī)受交變的異步電磁力矩的沖擊而發(fā)生振動，轉(zhuǎn)差率愈大，振動也愈厲害。氣輪發(fā)電機(jī)允許失磁運(yùn)行的條件是：（1）系統(tǒng)有足夠的供給發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的無功功率，以不致造成系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降為限。（2）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出，使之能在很小的轉(zhuǎn)差率下。在允許的一段時間內(nèi)異步運(yùn)行，即發(fā)電機(jī)應(yīng)在較少的有功功率下失磁運(yùn)行，使之不致造成危害發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的發(fā)熱與振動。u主判據(jù)：機(jī)端阻抗主判據(jù)：機(jī)端阻抗u輔助判據(jù)：輔助判據(jù)：轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)（轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)（VfdVfd）；）；機(jī)端低電壓判據(jù)（機(jī)端低電

24、壓判據(jù)（UgUg）；）；系統(tǒng)低電壓判據(jù)（系統(tǒng)低電壓判據(jù)（UnUn）；）；過功率判據(jù)（過功率判據(jù)（P P）。）。阻抗圓為主判據(jù)阻抗圓為主判據(jù), ,分為分為1.1.靜穩(wěn)阻抗圓靜穩(wěn)阻抗圓2.2.下拋圓或帶切線下拋圓或帶切線（滿足進(jìn)相運(yùn)行）（滿足進(jìn)相運(yùn)行）3.3.異步阻抗圓（由異步阻抗圓（由于水輪機(jī)允許失步于水輪機(jī)允許失步運(yùn)行的時間短，整運(yùn)行的時間短，整定時間要短定時間要短 對于大型發(fā)變組，電抗較大，系統(tǒng)等值阻抗卻往往較小，一旦對于大型發(fā)變組，電抗較大，系統(tǒng)等值阻抗卻往往較小，一旦發(fā)生系統(tǒng)振蕩，振蕩中心常位于發(fā)電機(jī)附近，對機(jī)組和廠用電產(chǎn)生發(fā)生系統(tǒng)振蕩，振蕩中心常位于發(fā)電機(jī)附近，對機(jī)組和廠用電產(chǎn)生嚴(yán)重影

25、響。因此需要裝設(shè)失步保護(hù)嚴(yán)重影響。因此需要裝設(shè)失步保護(hù) 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)發(fā)生失步時，將出現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械量和電氣量與系統(tǒng)之間的振蕩，這種持續(xù)的振蕩將對發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)產(chǎn)生有破壞力的影響。（1）單元接線的大型發(fā)變組電抗較大，而系統(tǒng)規(guī)模的增大使系統(tǒng)等效電流減小，因此振蕩中心往往落在發(fā)電機(jī)端附近或升壓變壓器范圍內(nèi)，使振蕩過程對機(jī)組的影響大為加重。由于機(jī)端電壓周期性的嚴(yán)重下降，使廠用輔機(jī)工作穩(wěn)定性遭到破壞，甚至導(dǎo)致全廠停機(jī)、停爐、停電的重大事故。（2）失步運(yùn)行時，當(dāng)發(fā)電機(jī)電勢與系統(tǒng)等效電勢的相位差為180的瞬間，振蕩電流的幅值接近機(jī)端三相短路時流經(jīng)發(fā)電機(jī)的電流。對于三相短路故障均有快速保護(hù)切除，而振蕩電流

26、則要在較長的時間內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)。若無相應(yīng)保護(hù)會使定子繞組遭受熱損傷或端部遭受機(jī)械損傷。（3）振蕩過程中產(chǎn)生對軸系的周期性扭力，可能造成大軸嚴(yán)重機(jī)械損傷。（4）振蕩過程中由于周期性轉(zhuǎn)差變化在轉(zhuǎn)子繞組中引起感應(yīng)電流，引起轉(zhuǎn)繞組發(fā)熱。（5）大型機(jī)組與系統(tǒng)失步，還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列甚至崩潰事故。因此，大型發(fā)電機(jī)組需裝設(shè)失步保護(hù)，以保障機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全。u短路故障時，機(jī)端測量阻抗變化極快，失步保護(hù)不會短路故障時，機(jī)端測量阻抗變化極快，失步保護(hù)不會動作動作u能正確區(qū)分系統(tǒng)振蕩和失步能正確區(qū)分系統(tǒng)振蕩和失步 當(dāng)振蕩中心落在線路上時，由于機(jī)端測量阻抗軌跡在當(dāng)振蕩中心落在線路上時，由于機(jī)端測量阻抗軌跡在電抗電

27、抗XtXt之上變化，故保護(hù)裝置不計滑極數(shù)之上變化，故保護(hù)裝置不計滑極數(shù)u穩(wěn)定振蕩不誤動穩(wěn)定振蕩不誤動 當(dāng)機(jī)端測量阻抗依次穿過當(dāng)機(jī)端測量阻抗依次穿過5 5個區(qū)后，才記錄一次滑極，個區(qū)后，才記錄一次滑極，而當(dāng)測量阻抗軌跡穿越幾個區(qū)之后以相反的方向返回，而當(dāng)測量阻抗軌跡穿越幾個區(qū)之后以相反的方向返回，則不計滑極。這樣，可將發(fā)電機(jī)失步與可恢復(fù)性的穩(wěn)定則不計滑極。這樣，可將發(fā)電機(jī)失步與可恢復(fù)性的穩(wěn)定振蕩搖擺區(qū)分開來振蕩搖擺區(qū)分開來u能根據(jù)穩(wěn)定需要設(shè)定失步滑極次數(shù)，確保機(jī)組安全能根據(jù)穩(wěn)定需要設(shè)定失步滑極次數(shù)，確保機(jī)組安全 不同的機(jī)組承受失步的能力是不同的，根據(jù)失步時機(jī)不同的機(jī)組承受失步的能力是不同的，根據(jù)失步時機(jī)組的能力大小設(shè)定允許的滑極次數(shù)，可以保證機(jī)組的安組的能力大小設(shè)定允許的滑極次數(shù)，可以保證機(jī)組的安全運(yùn)行全運(yùn)行u選擇最安全的時刻跳機(jī)選擇最安全的時刻跳機(jī) 由于失步時振蕩電流在很大的范圍內(nèi)變化，通過控制由于失步時振蕩電流在很大的范圍內(nèi)變化，通過控制跳閘時的跳閘時的角可以保證斷路器的安全和機(jī)組安全。角可以保證斷路器的安全和機(jī)組安全。大型汽輪發(fā)電機(jī)保護(hù)為什么要配置逆功率保護(hù)？ 在汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組上，當(dāng)機(jī)爐動作關(guān)閉主汽門或由在汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組上，當(dāng)機(jī)爐動作關(guān)閉主汽門或由