失磁未跳閘事故處理

1、發(fā)電機(jī)失磁未跳閘事故現(xiàn)象及處理失磁時(shí), 轉(zhuǎn)子磁場逐漸衰減, 電磁力矩減少,而原動(dòng)機(jī)的主力矩沒有變,于是出現(xiàn)了過剩力矩, 使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高,脫出同步,當(dāng)發(fā)電機(jī)脫出同步, 轉(zhuǎn)子就和定子磁場有了相對(duì)速度 ,或者 說它們之間就有了轉(zhuǎn)差.所謂轉(zhuǎn)差就是定子磁場速度和轉(zhuǎn)子速度之差 . 定子磁場以轉(zhuǎn)差速度 掃過轉(zhuǎn)子表面,就在轉(zhuǎn)子繞組以及轉(zhuǎn)子的表面,轉(zhuǎn)子的阻尼繞組（若有的話）中感應(yīng)出交流電流 來,這個(gè)電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場作用就產(chǎn)生一個(gè)力矩 ,稱為異步力矩.這個(gè)異步力矩就是個(gè)阻力 矩,它起制動(dòng)作用,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子便在克服這個(gè)力矩的過程中做了功,把機(jī)械能變成電能,可繼 續(xù)向系統(tǒng)送出有功.發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不會(huì)無限值的升高,

2、因?yàn)檗D(zhuǎn)速越高這個(gè)異步力矩越大,當(dāng)這 個(gè)異步力矩等于原動(dòng)機(jī)傳過來的主力矩時(shí) ,就平衡了,因此, 同步發(fā)電機(jī)失磁后 ,就進(jìn)入異步 運(yùn)行狀態(tài),這時(shí)相當(dāng)于一臺(tái)異步發(fā)電機(jī).當(dāng)然發(fā)電機(jī)失磁后有相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作,也會(huì)產(chǎn)生很多 的不良影響,比如導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步,因?yàn)閺南到y(tǒng)吸收大量無功,導(dǎo)致其他發(fā)電機(jī)過電流等等 發(fā)電機(jī)失壓，并網(wǎng)發(fā)電機(jī)則有一定的危害性，因?yàn)橐l(fā)生振蕩失步和過電流對(duì)發(fā)電機(jī)有下列影響： （1）發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，由送出無功功率變?yōu)槲諢o功功率，且 滑差越大，發(fā)電機(jī)的等效電抗越小，吸收的無功功率越大，致使失磁發(fā)電機(jī)的定子繞組過 電流。 （2）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子繞組合成的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)轉(zhuǎn)差后，轉(zhuǎn)子表面（包括

3、 本體、槽楔、護(hù)環(huán)等）將感應(yīng)出滑差頻率電流，造成轉(zhuǎn)子局部過熱，這對(duì)發(fā)電機(jī)的危害最 大。 （3）異步運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)矩發(fā)生周期性變化，使定、轉(zhuǎn) 子及其基礎(chǔ)不斷受到異常的機(jī) 械力矩的沖擊，機(jī)組振動(dòng)加劇，威脅發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中失磁對(duì)發(fā)電機(jī)本身的影響一、發(fā)電機(jī)的失磁：同步發(fā)電機(jī)失去直流勵(lì)磁，稱為失磁。發(fā)電機(jī)失磁后，經(jīng)過同步振蕩 進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電機(jī)在異步運(yùn)行狀態(tài)下，以低滑差s與電網(wǎng)并列運(yùn)行，從系統(tǒng)吸取無 功功率建立磁場，向系統(tǒng)輸送一定的有功功率，是一種特殊的運(yùn)行方式。二、發(fā)電機(jī)失磁的原因。引起發(fā)電機(jī)失磁的原因有勵(lì)磁回路開路，如自動(dòng)勵(lì)磁開關(guān)誤跳閘 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的自動(dòng)開關(guān)誤動(dòng)；轉(zhuǎn)子回路斷線，勵(lì)

4、磁機(jī)電樞回路斷線，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組斷線；勵(lì)磁機(jī)或勵(lì)磁回路元件故障，如勵(lì)磁裝置中元件損壞，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障，轉(zhuǎn)子滑環(huán)電 刷環(huán)火或燒斷；轉(zhuǎn)子繞組短路；失磁保護(hù)誤動(dòng)和運(yùn)行人員誤操作等。三、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行有如下現(xiàn)象：1）中央音響信號(hào)動(dòng)作，“ 發(fā)電機(jī)失磁”光字牌亮。2） 轉(zhuǎn)子電流表的指示等于零或接近于零。轉(zhuǎn)子電流表的指示與勵(lì)磁回路的通斷情況及失磁 原因有關(guān)，若勵(lì)磁回路開路，轉(zhuǎn)子電流表指示為零；若勵(lì)磁繞組經(jīng)滅磁電阻或勵(lì)磁機(jī)電樞 繞組閉路，或AVR、勵(lì)磁機(jī)、硅整流裝置故障，轉(zhuǎn)子電流表有指示。但由于勵(lì)磁繞組回路 流過的是交流（失磁后，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的交流），故直流電流表有很小的指示值

5、。3）轉(zhuǎn)子電壓表指示異常。在發(fā)電機(jī)失磁瞬間，轉(zhuǎn)子繞組兩端可能產(chǎn)生過電壓（勵(lì)磁回路高電 感而致）；若勵(lì)磁回路開路，則轉(zhuǎn)子電壓降至零；若轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地短路，則轉(zhuǎn)子電壓指 示降低；轉(zhuǎn)子繞組開路，轉(zhuǎn)子電壓指示升高。4）定子電流表指示升高并擺動(dòng)。升高的原因是由于發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)，既向系統(tǒng)送出一定的 有功功率，又要從系統(tǒng)吸收無功功率以建立機(jī)內(nèi)磁場，且吸收的無功功率比原來送出的無 功功率要大，使定子電流加大。擺動(dòng)的原因是因?yàn)榱氐慕蛔円鸬摹０l(fā)電機(jī)失磁后異步 運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出差頻交流電流，該電流產(chǎn)生的單相脈動(dòng)磁場可以分解為轉(zhuǎn)速相同、 方向相反的正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場，其中，反向旋轉(zhuǎn)磁場以相對(duì)于轉(zhuǎn)子 sn1

6、 的轉(zhuǎn)速逆轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向 旋轉(zhuǎn)，與定子磁場相對(duì)靜止，它與定子磁場作用，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用的異步力矩；另一 個(gè)正向旋轉(zhuǎn)磁場，以相對(duì)于轉(zhuǎn)子s。的轉(zhuǎn)速順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，與定子磁場的相對(duì)速度為2snl 與定子磁場作用，產(chǎn)生交變的異步力矩。由于電流與力矩成正比，所以力矩的變化引起電 流的脈動(dòng)。5）定子電壓降低且擺動(dòng)。發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)送無功功率，因定子電流比失磁前增 大，故沿回路的電壓降增大，導(dǎo)致機(jī)端電壓下降。電壓擺動(dòng)是由于定子電流擺動(dòng)引起的。6）有功功率表指示隆低且擺動(dòng)。有功功率輸出與電磁轉(zhuǎn)矩直接相關(guān)。發(fā)電機(jī)失磁時(shí)由于原 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速升高，汽輪機(jī)調(diào)整器自動(dòng)關(guān)小汽門，這樣，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小

7、輸出的有功功率也減小，直到原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機(jī)的異步轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，調(diào)速器停止 動(dòng)作。發(fā)電機(jī)的有功輸出穩(wěn)定在小于正常值的某一數(shù)值下運(yùn)行。擺動(dòng)的原因也是由于存在 交變異步功率造成的。-27）無功功率表指示為負(fù)值，功率因數(shù)表指示進(jìn)相。發(fā)電機(jī)失磁進(jìn)入異步運(yùn)行后，相當(dāng)于一 個(gè)滑差為s的異步發(fā)電機(jī)，一方面向系統(tǒng)送出有功功率，另一方面自系統(tǒng)吸收大量的無功功 率用于勵(lì)磁，所以發(fā)電機(jī)的無功功率表指示負(fù)值，功率因數(shù)表指示進(jìn)相。三、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的影響及應(yīng)用條件。失磁對(duì)發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)都有不良影響，在確定發(fā)電機(jī)能否允許失磁運(yùn)行時(shí)，應(yīng)考慮這些影響。發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的影響如下：1）嚴(yán)重的無功功率缺額造成系統(tǒng)電壓下降。發(fā)

8、電機(jī)失磁后，不但不能向系統(tǒng)輸送無功功率，反而從系統(tǒng)吸收無功功率，造成系統(tǒng)無功功率嚴(yán)重缺額。若系統(tǒng)無功電源不能提供這部分額外的無功功率，則系統(tǒng)電壓會(huì)顯著下降。電壓的下降，不僅影響失磁機(jī)組廠用電的安全運(yùn)行，還可能引起其他發(fā)電機(jī)的過電流。更嚴(yán)重的是電壓下降，降低了其他機(jī)組的功率極 限，可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定，還可能因電壓崩潰造成系統(tǒng)瓦解。2）對(duì)失磁機(jī)組的影響。發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，使定子電流增大，引起定子繞組溫度升高；失磁運(yùn)行 是發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的極端情況，而進(jìn)相運(yùn)行將使機(jī)端漏磁增加，故會(huì)使端部鐵芯、構(gòu)件因 損耗增加而發(fā)熱，溫度升高；由于失磁運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子本體中感應(yīng)出差頻交流電流差頻電流 產(chǎn)生損耗而發(fā)熱，在某些部位

9、，如槽楔與齒壁之間、護(hù)環(huán)與本體的搭接處，損耗可能引起 轉(zhuǎn)子的局部過熱；由于轉(zhuǎn)子的電磁不對(duì)稱產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩將引起機(jī)組和基礎(chǔ)的振動(dòng)。四、根據(jù)上述不良影響，允許發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的條件是：1）系統(tǒng)有足夠的無功電源儲(chǔ)備。通過計(jì)算，應(yīng)能確認(rèn)發(fā)電機(jī)失磁后能保證電壓不低于額定值的 90，這樣才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。2）定子電流不超過發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程所規(guī)定的數(shù)值，一般不超過額定值的倍。3）定子端部各構(gòu)件的溫度不超過允許值。4）轉(zhuǎn)子損耗：對(duì)外冷式發(fā)電機(jī)不超過額定勵(lì)磁損耗；內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)不超過倍額定勵(lì)磁損耗。 這是因?yàn)閮?nèi)冷式轉(zhuǎn)子在正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組的發(fā)熱量是由導(dǎo)體內(nèi)部直接傳出，這種結(jié)構(gòu) 的轉(zhuǎn)子表面散熱面積相對(duì)較小，而在異步

10、運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子中的差頻電流造成的熱流分布不同 于正常，轉(zhuǎn)子的熱量只有一部分被導(dǎo)體內(nèi)的冷卻水帶走，故轉(zhuǎn)子損耗不能太大。五、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的處理。由于不同電力系統(tǒng)無功功率儲(chǔ)備和機(jī)組類型的不同，有的發(fā) 電機(jī)允許失磁運(yùn)行，有的則不允許失磁運(yùn)行，因此，處理的方式也不同。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，如100MW汽輪機(jī)組，經(jīng)大量失磁運(yùn)行試驗(yàn)表明，發(fā)電機(jī)失磁后，在30s內(nèi)若將發(fā)電機(jī)的有 功功率減至額定值的50%，可繼續(xù)運(yùn)行15min；若將有功功率減至額定值的40%，可繼續(xù) 運(yùn)行30min。但對(duì)無功功率儲(chǔ)備不足的電力系統(tǒng)，考慮電力系統(tǒng)的電壓水平和系統(tǒng)穩(wěn)定，不 允許某些容量的汽輪發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行。對(duì)于調(diào)相機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)，無論系統(tǒng)

11、無功功率儲(chǔ)備 如何，均不允許失磁運(yùn)行。因調(diào)相機(jī)本身是無功電源，失去勵(lì)磁就失去了無功調(diào)節(jié)的作用 而水輪發(fā)電機(jī)其轉(zhuǎn)子為凸極轉(zhuǎn)子，失磁后，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)的電流很小，產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩小， 故輸出有功功率也小，失磁運(yùn)行無多大實(shí)際意義?；谏鲜龇治觯l(fā)電機(jī)失磁后的處理方 式如下。六、不允許發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的處理步驟如下：1）根據(jù)表計(jì)和信號(hào)顯示，盡快判明失磁原因。2）失磁機(jī)組可利用失磁保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。若失磁保護(hù)未動(dòng)作，應(yīng)立即受動(dòng)將機(jī)組與系 統(tǒng)解列。3）若失磁機(jī)組的勵(lì)磁可切換至備用勵(lì)磁，且其余部分仍正常，在機(jī)組解列后，可迅速切換至 備用勵(lì)磁，然后將機(jī)組重新并網(wǎng)。4）在進(jìn)行上述處理的同時(shí)，應(yīng)盡量增加其他未失磁機(jī)組

12、的勵(lì)磁電流，以提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定能 力。5）嚴(yán)密監(jiān)視失磁機(jī)組的高壓廠用母線電壓，在條件允許且必要時(shí)，可切換至備用電源供電， 以保證該機(jī)組廠用電的可靠性。七、允許發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的處理步驟如下：1）發(fā)電機(jī)失磁后，若發(fā)電機(jī)為重載，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，將有功功率減至允許值（減少對(duì)系統(tǒng) 和廠用電的影響）；若發(fā)電機(jī)為輕載，則不必減有功功率；在允許運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，查找機(jī)組失 磁的原因。2）增加其他機(jī)組的勵(lì)磁電流，維持系統(tǒng)電壓。3）監(jiān)視失磁機(jī)組定子電流應(yīng)不超過1. 1倍額定電流，定子電壓應(yīng)不低于O. 9倍額定電壓， 并同時(shí)監(jiān)視定子端部溫度。4）在允許運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，設(shè)法迅速恢復(fù)勵(lì)磁電流。如AVR不能正常工作，應(yīng)切換至備用勵(lì)

13、磁 裝置。-45） 如果在允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)勵(lì)磁，應(yīng)將失磁發(fā)電機(jī)的有功功率轉(zhuǎn)移至其他機(jī) 組，然后解列。八、發(fā)電機(jī)運(yùn)行中失磁對(duì)發(fā)電機(jī)有下列影響：（1）發(fā)電機(jī)失磁后，由送出無功功率變?yōu)槲諢o功功率，且滑差越大，發(fā)電機(jī)的等效電抗 越小，吸收無功電流越大，致使失磁發(fā)電機(jī)的定子繞組過電流。（2）轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差后，轉(zhuǎn)子表面（包括本體，槽楔，護(hù)環(huán)等）將感應(yīng)出滑差頻率電流，造 成轉(zhuǎn)子局部過熱，對(duì)大型發(fā)電機(jī)威脅最大。（3）異步運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩發(fā)生周期性變化，使定轉(zhuǎn)子及其基礎(chǔ)不斷受到異常的機(jī)械力矩的沖 擊，機(jī)組震動(dòng)加劇，影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。發(fā)電機(jī)失步，又稱脫調(diào)，此時(shí)轉(zhuǎn)子的速度不 再和定磁場的同步轉(zhuǎn)速保持一致

14、，發(fā)電機(jī)的功角在（ 0180 度）范圍內(nèi)送出有功功率，在 （180360 度）范圍內(nèi)吸收有功功率。九、進(jìn)相與失磁的區(qū)別：發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是慢慢將勵(lì)磁電流降低，發(fā)出有功功率， 吸收電網(wǎng)無功功率；發(fā)電機(jī)失磁是勵(lì)磁回路故障造成的。同步發(fā)電機(jī)的失磁異步運(yùn)行1 前言發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中由于某種原因失去勵(lì)磁電流，致使轉(zhuǎn)子的磁場消失，稱之發(fā)電機(jī)失磁。失磁后的發(fā)電機(jī)若不從電網(wǎng)上解列，則將進(jìn)入以某一轉(zhuǎn)差與電網(wǎng)保持聯(lián)系并帶一定的有功功率的異步運(yùn)行狀態(tài)。從提高供電可靠性和不致即刻致使電網(wǎng)發(fā)生大的有功功率缺額的觀點(diǎn)上看，失磁后的汽輪發(fā)電機(jī)最好不立即從系統(tǒng)解列而維持一段時(shí)間在電網(wǎng)上運(yùn)行，使我們有可能尋找失去勵(lì)磁的原因并恢復(fù)勵(lì)磁

15、。因此，無勵(lì)磁異步運(yùn)行，作為一種過渡的運(yùn)行 方式有很大的實(shí)際意義。同步發(fā)電機(jī)失磁故障（突然部分或全部失去勵(lì)磁）占機(jī)組故障比例最大，它是電力系 統(tǒng)常見故障之一。特別是大型機(jī)組，勵(lì)磁系統(tǒng)的環(huán)節(jié)較多，造成勵(lì)磁回路短路或開路故障 的幾率增大，例如勵(lì)磁回路或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器裝置故障、勵(lì)磁開關(guān)誤斷開等原因均會(huì)導(dǎo)致發(fā)電 機(jī)失磁。通常，這類故障能較快消除或切換至備用勵(lì)磁機(jī)恢復(fù)勵(lì)磁。發(fā)電機(jī)失磁以后，向電網(wǎng)送出的有功功率大為減少，同時(shí)從電網(wǎng)中吸收大量無功功率 其數(shù)值可接近和超過額定容量，造成電網(wǎng)的電壓水平下降。當(dāng)失磁發(fā)電機(jī)容量在電網(wǎng)中所 占比重較大時(shí)，會(huì)引起電網(wǎng)電壓水平的嚴(yán)重下降，甚至引起電網(wǎng)振蕩和電壓崩潰，造成大 面

16、積的停電事故。這時(shí)，失磁電機(jī)應(yīng)靠失磁保護(hù)動(dòng)作或立刻從電網(wǎng)中解列，停機(jī)檢查；當(dāng) 失磁發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)容量中比重較小，電網(wǎng)可供其所需的無功而不致使電網(wǎng)電壓降得過低時(shí) 失磁發(fā)電機(jī)可不必立即從電網(wǎng)解列。無勵(lì)磁運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)本笛和電網(wǎng)的影響21 發(fā)電機(jī)失步，將在轉(zhuǎn)子的阻尼繞組（若有時(shí)）、轉(zhuǎn)子體表面、轉(zhuǎn)子繞組（經(jīng)滅磁電阻 或勵(lì)磁機(jī)電樞繞組閉合）中產(chǎn)生差頻電流，引起附加溫升。此電流在槽楔與齒壁之間，槽 楔與套箍之間，以及齒與套箍的接觸面上，都可能引起局部高溫，產(chǎn)生嚴(yán)重的過熱現(xiàn)象， 危及轉(zhuǎn)子的安全。22 同步發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行，在定子繞阻中將出現(xiàn)脈動(dòng)電流，它將產(chǎn)生交變的機(jī)械力矩， 使機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)，影響發(fā)電機(jī)的安全。23

17、 定子電流增大，可能使定子繞組溫度升高。24 發(fā)電機(jī)失磁前向系統(tǒng)送出無功功率，失磁后從系統(tǒng)吸收無功功率，這樣將造成系統(tǒng) 較大的無功功率差額，使系統(tǒng)電壓水平下降，特別是失磁發(fā)電機(jī)附近的系統(tǒng)電壓將嚴(yán)重下 降，威脅安全生產(chǎn)。25 上述無功功率差額的存在，將造成其它發(fā)電機(jī)組的過電流。失磁電機(jī)與系統(tǒng)相比， 容量越大，這種過電流越嚴(yán)重。26 由于過流，就有可能引起系統(tǒng)中其它發(fā)電機(jī)或元件故障切除，以致進(jìn)一步導(dǎo)致系統(tǒng) 電壓水平的下降，甚至使系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。無勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)表計(jì)的指示變化與原因31 轉(zhuǎn)子電流表的指示為零或接近于零。當(dāng)發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，轉(zhuǎn)子電流迅速地依指數(shù)規(guī)律衰減，其減小的程度與失磁原因， 剩磁大

18、小有關(guān)。當(dāng)勵(lì)磁回路開路時(shí)，轉(zhuǎn)子電流表指示為零；當(dāng)勵(lì)磁回路短路或經(jīng)小電阻閉 合時(shí)，轉(zhuǎn)子回路有交流電流通過，直流電流表有指示，但指示值很小。32 定子電流表的指示升高并擺動(dòng)。-6失磁后的發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，既向電網(wǎng)送出有功功率，又從電網(wǎng)吸收無功功 率，所以造成電流指示值的上升。擺動(dòng)的原因簡單地說是由于轉(zhuǎn)子回路中有差頻脈動(dòng)電流 所引起的。33 有功功率表的指示降低并擺動(dòng)。異步運(yùn)行發(fā)電機(jī)的有功功率的指示平均值比失磁前略有降低，這是因?yàn)闄C(jī)組失磁后， 轉(zhuǎn)子電流很快以指數(shù)曲線衰減到零，原來由轉(zhuǎn)子電流所建立的轉(zhuǎn)子磁場也很快消失，這樣 作為原動(dòng)機(jī)力矩的電磁轉(zhuǎn)矩也消失了，“釋載”的轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的作用下很快升

19、速。這時(shí)汽輪 機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)使汽門關(guān)小一些，以調(diào)整轉(zhuǎn)速。所以在平衡點(diǎn)建立起來的時(shí)候，有功功 率要下降一些。有功功率降低的程度和大小，與汽輪機(jī)的調(diào)整特性以及該發(fā)電機(jī)在某一些 轉(zhuǎn)差下所能產(chǎn)生的異步力矩的大小有關(guān)。34 機(jī)端電壓顯著下降，且隨定子電流擺動(dòng)。由于定子電流增大，線路壓降增大，導(dǎo)致機(jī)端電壓下降，危及廠用負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行 如在發(fā)電機(jī)帶50%額定功率時(shí)，6. 3kV母線電壓平均值約仍為失磁前的78%，最低值達(dá) 72。5 無功功率表指示負(fù)值，功率因數(shù)表示指示進(jìn)相。這是由于失磁后的發(fā)電機(jī)的無功，由輸出變?yōu)檩斎攵l(fā)生了反向，發(fā)電機(jī)進(jìn)入定子電 流超前于電壓的進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)而造成的結(jié)果。6 轉(zhuǎn)子各部門溫

20、度升高。異步運(yùn)行發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，阻尼繞組、轉(zhuǎn)子鐵芯等處產(chǎn)生滑差電流，從而在轉(zhuǎn)子上 引起損耗使溫度升高，特別是在轉(zhuǎn)子本體端部，溫升更高，它們的大小與異步電磁轉(zhuǎn)矩和 滑差成正比，嚴(yán)重時(shí)將危及轉(zhuǎn)子的安全運(yùn)行。發(fā)生發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁異步運(yùn)行時(shí)的處理原則發(fā)電機(jī)發(fā)生失磁后的處理方法各廠結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)一般都有具體的規(guī)定。原則上應(yīng) 掌握以下二點(diǎn)：1 對(duì)于不允許無勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)立即從電網(wǎng)上解列，以避免損壞設(shè)備或造成系統(tǒng) 事故。2 對(duì)于允許無勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)按無勵(lì)磁運(yùn)行規(guī)定執(zhí)行，一般要進(jìn)行以下操作：a 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)

21、。b 手動(dòng)斷開滅磁開關(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。c 注意其它正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)定子電流和無功功率值是否超出規(guī)定，必要時(shí)按電機(jī)允 許過負(fù)荷規(guī)定執(zhí)行。d 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)問題，應(yīng)迅速啟動(dòng)備用勵(lì)磁機(jī) 恢復(fù)勵(lì)磁。e 注意廠用分支電壓水平，必要時(shí)可倒至備用電源接帶。f 在規(guī)定無勵(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)該把發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)解列。發(fā)電機(jī)失磁后短時(shí)間內(nèi)采用異步運(yùn)行方式，繼續(xù)與電網(wǎng)并列且發(fā)出一定有功功率，對(duì) 于保證機(jī)組和電網(wǎng)安全、減少負(fù)荷損失均具有重要意義。在實(shí)際的機(jī)組運(yùn)行過程中，運(yùn)行 人員應(yīng)結(jié)合失磁時(shí)的各種現(xiàn)象作出準(zhǔn)確判斷和果斷處理，確保機(jī)組的安全

22、、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地 運(yùn)行。發(fā)電機(jī)的心臟勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的心臟勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)概述 勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它是供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電 源的一套系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組成：（如圖一所示）一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場繞 組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱作勵(lì)磁功率輸出部分（或稱勵(lì)磁功率單元）。另 一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì) 磁控制部分（或稱勵(lì)磁控制單元或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 控制系統(tǒng)起著重要的作用，它不僅控制發(fā)電機(jī)的端電壓，而且還控制發(fā)電機(jī)無功功率、功 率因數(shù)和電流等參數(shù)。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，維

23、持發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)的電壓水平；合 理分配發(fā)電機(jī)間的無功負(fù)荷；提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，所以對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng) 必須滿足以下要求：1、常運(yùn)行時(shí)，能按負(fù)荷電流和電壓的變化調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持電壓在穩(wěn)定值水平，并能 穩(wěn)定地分配機(jī)組間的無功負(fù)荷。2、應(yīng)有足夠的功率輸出，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障，電壓降低時(shí)，能迅速地將發(fā)電機(jī)地勵(lì)磁電流加大至最大值(即頂值)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。3、勵(lì)磁裝置本身應(yīng)無失靈區(qū)，以利于提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定，并且動(dòng)作應(yīng)迅速，工作要可 靠，調(diào)節(jié)過程要穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁的原因、現(xiàn)象及處理辦法發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中突然全部或部分失去勵(lì)磁往往是由于下列原因造成的:勵(lì)磁回路,勵(lì)磁裝置及其電源發(fā)生故

24、障;(2) 勵(lì)磁機(jī)故障;(3) 轉(zhuǎn)子回路故障;(4) 滅磁開關(guān)誤動(dòng)作;(5) 誤操作現(xiàn)象：發(fā)“康明斯發(fā)電機(jī)失磁”信號(hào)；轉(zhuǎn)子電壓、電流明顯低于正常值；發(fā)電機(jī)定子電壓通常降低，無功功率表指示為負(fù)值；有功功率表、定子電流表擺動(dòng)；處理辦法：失磁保護(hù)動(dòng)作后經(jīng)自動(dòng)切換勵(lì)磁方式、減有功負(fù)荷無效而作用于跳閘時(shí)，按事故停機(jī) 處理；若失磁是由于滅磁開關(guān)誤跳閘引起，應(yīng)立即重合滅磁開關(guān)，重合不成功則馬上將發(fā)電機(jī)解列停機(jī)；若失磁是因?yàn)閯?lì)磁調(diào)節(jié)器AVR故障，應(yīng)立即將AVR由工作通道切至備用通道，自動(dòng)方式故障則切換至手動(dòng)方式運(yùn)行；發(fā)電機(jī)失磁后而發(fā)電機(jī)未跳閘，應(yīng)在內(nèi)將有功負(fù)荷減至120MW，失磁后允許運(yùn)行時(shí)間為 15min；

25、若失磁引起發(fā)電機(jī)振蕩，應(yīng)立即將發(fā)電機(jī)解列停機(jī)，待勵(lì)磁恢復(fù)后重新并網(wǎng)發(fā)電機(jī)失磁、振蕩、失步的區(qū)別發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行中，由于勵(lì)磁回路開路、短路、勵(lì)磁電流小時(shí)或轉(zhuǎn)子回路故障所引起的發(fā)電機(jī)失磁后 發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)的相關(guān)表記反應(yīng)如下：. 轉(zhuǎn)子電流表、電壓表指示零或接近于零;(2). 定子電壓表指示顯著降低;(3). 電子電流表指示升高并晃動(dòng);. 發(fā)電機(jī)有功功率表的指示降低并擺動(dòng);. 發(fā)電機(jī)有功功率表的指示負(fù)值。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中失去勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子的磁場消失，這種可能是由于勵(lì)磁開關(guān)誤跳閘，勵(lì) 磁機(jī)或半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障，轉(zhuǎn)子回路斷線等原因引起。當(dāng)失磁發(fā)生后，轉(zhuǎn)子磁場消 失了，電磁力矩減少，出現(xiàn)過剩力矩，脫離同

26、步，轉(zhuǎn)子與定子有相對(duì)速度，定子磁場以轉(zhuǎn) 差速度切割轉(zhuǎn)子表面，使轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)出電流來。這個(gè)電流與釘子旋轉(zhuǎn)磁場作用就產(chǎn)生了 一個(gè)力矩，常稱為異步力矩，這個(gè)異步力矩在這里也是個(gè)阻力矩，它起制動(dòng)作用，發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子便在克服這個(gè)力矩的過程中做了功，使機(jī)械能變成電能，可繼續(xù)向系統(tǒng)送出無功，發(fā) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速不會(huì)無限制升高的，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越高，這個(gè)異步力矩越大。這樣，同步發(fā)電機(jī)就 相當(dāng)于變成了異步發(fā)電機(jī)。在異步狀態(tài)下，電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功，供定子而后轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場，向系統(tǒng)送出無功，如果 這臺(tái)電機(jī)在很小的轉(zhuǎn)差下就能產(chǎn)生很大的異步力矩，那么失磁狀態(tài)下還能帶較大的負(fù)荷， 甚至所帶負(fù)荷不變。這種狀態(tài)要注意兩點(diǎn)：一是定子電流不能超

27、過額定值;二是轉(zhuǎn)子部分溫 度不能超過允許值。那么發(fā)電機(jī)失磁后有何不良影響呢?這個(gè)問題要分為兩方面來闡述：一是對(duì)本身發(fā)電機(jī)的影 響，二是對(duì)系統(tǒng)的危害。對(duì)發(fā)電機(jī)的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1). 由于轉(zhuǎn)差的出現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子表面將感應(yīng)出差頻電流。差頻電流在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生附加損耗，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱加大，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，其熱容量 裕度相對(duì)降低，轉(zhuǎn)子容易過熱;. 失磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，由系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)送出的無功功率 增大。失磁前帶的有功功率越大。轉(zhuǎn)差也越大，等效電抗越小，由系統(tǒng)送出的無功也越大 因此在重負(fù)荷下失磁，由于定子繞組過電流，將使發(fā)電機(jī)定子

28、過熱;. 異步運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩有所變化，因而有功功率要發(fā)生嚴(yán)重的周期性變化，使發(fā)電 機(jī)、轉(zhuǎn)子和基座受到異常的機(jī)械力的沖擊，使機(jī)組的安全受到威脅;發(fā)電機(jī)失磁后，對(duì)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)如下：(1). 失磁后的發(fā)電機(jī)，將從電力系統(tǒng)吸取相當(dāng)于額定容量的無功功率，引起電力系統(tǒng)的電壓 下降。如果電力系統(tǒng)無功功率儲(chǔ)備容量不足，將使鄰近失磁發(fā)電機(jī)的部分系統(tǒng)電壓低于允 許值，威脅負(fù)載及各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的電壓崩潰而瓦解，這是發(fā)電機(jī)失 磁所導(dǎo)致的最嚴(yán)重的后果;. 一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁引起系統(tǒng)的電壓下降，將使鄰近的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器動(dòng)作而增大其無功 輸出，因而這些發(fā)電機(jī)、變壓器和線路引起過電流，導(dǎo)致大面積停電，

29、擴(kuò)大故障的波及范 圍。發(fā)電機(jī)在失磁(無勵(lì)磁情況)后，運(yùn)行人員應(yīng)該如何處理? 發(fā)電機(jī)在無勵(lì)磁情況下將異步運(yùn)行，從試驗(yàn)情況來看，機(jī)組能可以帶負(fù)荷運(yùn)行，但只為額 定容量的50%60%,中小型機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不超過30min,大型機(jī)組(200MW以上)只能運(yùn) 行 15min。大型機(jī)組都裝有失磁保護(hù)裝置。失磁保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)有電壓斷線閉鎖裝置和低電壓繼電器。 當(dāng)?shù)碗妷豪^電器不動(dòng)作時(shí)(母線電壓不低于允許值),失磁保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。. 當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后,失磁保護(hù)動(dòng)作, “發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)跳閘”信號(hào)發(fā)出,發(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘, 表明保護(hù)已動(dòng)作解列滅磁,按發(fā)電機(jī)事故跳閘處理(第一時(shí)間檢查廠用電切換情況);. 若失磁保護(hù)拒動(dòng),則立即

30、手動(dòng)解列發(fā)電機(jī);. 在發(fā)電機(jī)失磁過程中,應(yīng)注意調(diào)整好其他正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)定子電流和無功功率。 發(fā)電機(jī)振蕩引起發(fā)電機(jī)振蕩的主要原因有：負(fù)荷突變;二電源之間輸出線路和變壓器的切除;發(fā)電機(jī)特別-11是大容量機(jī)組突然跳閘;原動(dòng)機(jī)輸入力矩突然變化;系統(tǒng)突然發(fā)生短路故障等。短路故障通常 是引起發(fā)電機(jī)振蕩的主要原因。同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯(lián)系。當(dāng)負(fù)載增 加時(shí)，功角將增大，這相當(dāng)于把磁力線拉長;當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，功角將減小，這相當(dāng)于磁力線 縮短。當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，由于轉(zhuǎn)子有慣性，轉(zhuǎn)子功角不能立即穩(wěn)定在新的數(shù)值，而是在 新的穩(wěn)定值左右要經(jīng)過若干次擺動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為同步發(fā)電機(jī)

31、的振蕩。振蕩有兩種類型：一種是振蕩的幅度越來越小，功角的擺動(dòng)逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新 的功角下，仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，稱為同步振蕩;另一種是振蕩的幅度越來越大，功角不 斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機(jī)失步，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行，稱為非同步振蕩。 發(fā)電機(jī)振蕩或失步時(shí)的現(xiàn)象a）定子電流表指示超出正常值，且往復(fù)劇烈運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)楦鞑⒘须妱蓍g夾角發(fā)生了變化， 出現(xiàn)了電動(dòng)勢差，使發(fā)電機(jī)之間流過環(huán)流。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擺動(dòng)，使電動(dòng)勢間的夾角時(shí)大 時(shí)小，力矩和功率也時(shí)大時(shí)小，因而造成環(huán)流也時(shí)大時(shí)小，故定子電流的指針就來回?cái)[動(dòng) 這個(gè)環(huán)流加上原有的負(fù)荷電流，其值可能超過正常值。b）定子電壓表和其他母線電壓表指針指

32、示低于正常值，且往復(fù)擺動(dòng)。這是因?yàn)槭Р桨l(fā)電機(jī)與 其他發(fā)電機(jī)電勢間夾角在變化，引起電壓擺動(dòng)。因?yàn)殡娏鞅日r(shí)大，壓降也大，引起電 壓偏低。c）有功負(fù)荷與無功負(fù)荷大幅度劇烈擺動(dòng)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在未失步時(shí)的振蕩過程中送出的功率時(shí) 大時(shí)小，以及失步時(shí)有時(shí)送出有功，有時(shí)吸收有功的緣故d）轉(zhuǎn)子電壓、電流表的指針在正常值附近擺動(dòng)。發(fā)電機(jī)振蕩或失步時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中會(huì)感應(yīng)交 變電流，并隨定子電流的波動(dòng)而波動(dòng)，該電流疊加在原來的勵(lì)磁電流上，就使得轉(zhuǎn)子電流 表指針在正常值附近擺動(dòng)。）頻率表忽高忽低地?cái)[動(dòng)。振蕩或失步時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率不斷變化，作用在轉(zhuǎn)子上的力 矩也相應(yīng)變化，因而轉(zhuǎn)速也隨之變化。 .f）發(fā)電機(jī)發(fā)出有節(jié)奏的鳴聲，并與表計(jì)指針擺動(dòng)節(jié)奏合拍。g）低電壓繼電器過負(fù)荷保護(hù)可能動(dòng)作報(bào)警。h）在控制室可聽到有關(guān)繼電器發(fā)