發(fā)電機失磁運行分析及處理

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(chǎn)生了旋轉磁場，旋轉磁場切割定子線圈，在定子回路產(chǎn)生感應電勢，當發(fā)電機帶上負載后，就產(chǎn)生了三相交流電，因三相定子繞組依次相差120°電角度布置，三相電流產(chǎn)生的磁場組合成一個磁場，即產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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δ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δ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、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(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，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：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。自動勵磁調節(jié)器保護：發(fā)電機出口PT小開關跳閘；交流電源開關跳閘時自動切換至另一套裝置運行。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15KΩ時發(fā)信號。勵磁機保護：差功保護、過流保護動作時，逆變滅磁。功率柜柜保護：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(nèi),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(jīng)過試驗確定以前,發(fā)電機不允許無勵磁運行。

我公司發(fā)電機組裝設了失磁保護裝置，為了使保護裝置系統(tǒng)發(fā)生振蕩時不致誤動,

將失磁保護時限整定為1S，發(fā)電機失磁時,經(jīng)過1S失磁保護動作跳開主變高壓側兩