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发电机失磁、振荡、失步的区别

作者:刘楠明 2018年02月19日 国内新闻

运转中,由于励磁回路开路、短路、励磁电流小时或转子回路毛病所惹起的发电机失磁后,发电机及励磁零碎的相关表记反响如下:

(1). 转子电流表、电压表指示零或接近于零

(2). 定子电压表指示明显降低

(3). 电子电流表指示降低并晃动

(4). 发电机有功功率表的指示降低并摆动

(5). 发电机有功功率表的指示负值。

发电机在运转中得到励磁电流,使转子的磁场消逝,这种能够是由于励磁开关误跳闸,励磁机或半导体励磁零碎发作毛病,转子回路断线等缘由惹起。当失磁发作后,转子磁场消逝了,电磁力矩增加,呈现过剩力矩,脱离同步,转子与定子有绝对速度,定子磁场以转差速度切割转子外表,使转子外表感应出电流来。这个电流与钉子旋转磁场作用就发生了一个力矩,常称为异步力矩,这个异步力矩在这里也是个阻力矩,它起制举措用,发电机转子便在克制这个力矩的进程中做了功,使机械能变成电能,可持续向零碎送出无功,发电机的转速不会有限制降低的,由于转速越高,这个异步力矩越大。这样,同步发电机就相当于变成了异步发电机。

在异步形态下,电机从零碎吸收无功,供定子然后转子发生磁场,向零碎送出无功,假如这台电机在很小的转差下就能发生很大的异步力矩,那么失磁形态下还能带较大的负荷,甚至所带负荷不变。这种形态要留意两点:一是定子电流不能超越额外值二是转子局部温度不能超越允许值。

那么发电机失磁后有何不良影响呢?这个成绩要分为两方面来论述:一是对自身发电机的影响,二是对零碎的危害。

对发电机的危害,次要表如今以下几个方面:

(1). 由于转差的呈现,在转子外表将感应出差频电流。差频电流在转子回路中发生附加损耗,使转子发热加大,严重时可使转子烧损。特别是直接冷却高应用率的大型机组,其热容量裕度绝对降低,转子容易过热

(2). 失磁发电机转入异步运转后,发电机的等效电抗降低,由零碎向发电机送出的无功功率增大。失磁前带的有功功率越大。转差也越大,等效电抗越小,由零碎送出的无功也越大。因而在重负荷下失磁,由于定子绕组过电流,将使发电机定子过热

(3). 异步运转中,发电机的转矩有所变化,因此有功功率要发作严重的周期性变化,使发电机、转子和基座遭到异常的机械力的冲击,使机组的平安遭到要挟

发电机失磁后,对零碎的影响表现如下:

(1). 失磁后的发电机,将从电力零碎汲取相当于额外容量的无功功率,惹起电力零碎的电压下降。假如电力零碎无功功率储藏容量缺乏,将使临近失磁发电机的局部零碎电压低于允许值,要挟负载及各电源间的波动运转,甚至招致零碎的电压解体而瓦解,这是发电机失磁所招致的最严重的结果

(2). 一台发电机失磁惹起零碎的电压下降,将使临近的发电机励磁调理器举措而增大其无功输入,因此这些发电机、变压器和线路惹起过电流,招致大面积停电,扩展毛病的涉及范围。

发电机在失磁(无励磁状况)后,运转人员应该如何处置?

发电机在无励磁状况下将异步运转,从实验状况来看,机组能可以带负荷运转,但只为额外容量的50%&mdash60%,中小型机组运转工夫不超越30min,大型机组(200MW以上)只能运转15min。

大型机组都装有失磁维护安装。失磁维护安装内设有电压断线闭锁安装和低电压继电器。当低电压继电器不举措时(母线电压不低于允许值),失磁维护不会举措。

(1). 当发电机失磁后,失磁维护举措,&ldquo发电机失磁维护跳闸&rdquo信号收回,发电机主开关跳闸,标明维护已举措解列灭磁,按发电机事故跳闸处置(第一工夫反省厂用电切换状况)

(2). 若失磁维护拒动,则立刻手动解列发电机

(3). 在发电机失磁进程中,应留意调整好其他正常运转的发电机定子电流和无功功率。

发电机振荡

惹起发电机振荡的次要缘由有:负荷渐变二电源之间输入线路和变压器的切除发电机特别是大容量机组忽然跳闸原动机输出力矩忽然变化零碎忽然发作短路毛病等。短路毛病通常是惹起发电机振荡的次要缘由。

同步发电机正常运转时,定子磁极和转子磁极之间可看成有弹性的磁力线联络。当负载添加时,功角将增大,这相当于把磁力线拉长当负载减小时,功角将减小,这相当于磁力线延长。当负载忽然变化时,由于转子有惯性,转子功角不能立刻波动在新的数值,而是在新的波动值左右要经过若干次摆动,这种景象称为同步发电机的振荡。

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振荡有两品种型:一种是振荡的幅度越来越小,功角的摆动逐步衰减,最初波动在某一新的功角下,仍以同步转速波动运转,称为同步振荡另一种是振荡的幅度越来越大,功角不时增大,直至脱出波动范围,使发电机失步,发电机进入异步运转,称为非同步振荡。

发电机振荡或失步时的景象

a)定子电流表指示超出正常值,且往复猛烈运动。这是由于各并列电势间夹角发作了变化,呈现了电动势差,使发电机之间流过环流。由于转子转速的摆动,使电动势间的夹角时大时小,力矩和功率也时大时小,因此形成环流也时大时小,故定子电流的指针就来回摆动。这个环流加上原有的负荷电流,其值能够超越正常值。

b)定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值,且往复摆动。这是由于失步发电机与其他发电机电势间夹角在变化,惹起电压摆动。由于电流比正常时大,压降也大,惹起电压偏低。

c)有功负荷与无功负荷大幅度猛烈摆动。由于发电机在未失步时的振荡进程中送出的功率时大时小,以及失步时有时送出有功,有时吸收有功的缘故

d)转子电压、电流表的指针在正常值左近摆动。发电机振荡或失步时,转子绕组中会感应交变电流,并随定子电流的动摇而动摇,该电流叠加在原来的励磁电流上,就使得转子电流表指针在正常值左近摆动。

)频率表忽高忽低地摆动。振荡或失步时,发电机的输入功率不时变化,作用在转子上的力矩也相应变化,因此转速也随之变化。.

f)发电机收回有节拍的鸣声,并与表计指针摆动节拍合拍。

g)低电压继电器过负荷维护能够举措报警。

h)在控制室可听到有关继电器收回有节拍的举措和释放的响声,其节拍与表计摆动节拍合拍。

i)水轮发电机调速器均衡表指针摆动能够有剪断销剪断的信号压油槽的油泵电动机起动频繁。

发电机振荡和失步的缘由

依据运转经历,惹起发电机振荡和失步的缘由有

a)静态波动毁坏。这往往发作在运转方式的改动,使保送功率超越事先的极限允许功率。

)发电机与电网联络的阻抗忽然添加。这种状况常发作在电网中与发电机联络的某处发作短路,一局部并联元件被切除,如双回线路中的一回背断开,并联变压器中的一台被切除等。

电力零碎的功率忽然发作不均衡。如大容量机组忽然甩负荷,某联络线跳闸,形成零碎功率严重不均衡。

d)大机组失磁。大机组失磁,从零碎吸收少量无功功率,使零碎无功功率缺乏,零碎电压大幅度下降,招致零碎得到波动

e)原动机调速零碎失灵。原动机调速零碎失灵,形成原动机输出力矩忽然变化,功率突升或突降,使发电机力矩得到均衡,惹起振荡

f)发电机运转时电势过低或功率因数过高。

g)电源间非同期并列未能拉入同步。

单机失步惹起的振荡与零碎性振荡的区别

a)失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大

b)失步机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他机组的相反,失步机组有功功率表摆动能够满刻度,其他机组在正常值左近摆动。

零碎性振荡时,一切发电机表计的摆动是同步的。

当发作振荡或失步时,应迅速判别能否为本厂误操作惹起,并察看能否有某台发电机发作了失磁。如本厂状况正常,应理解零碎能否发作毛病,以判别发作振荡或失步的缘由。发电机发作振荡或失磁的处置如下:

a)假如不是某台发电机失磁惹起,则应立刻添加发电机的励磁电流,以进步发电机电动势,添加功率极限,进步发电机波动性。这是由于励磁电流的添加,使定、转子磁极间的拉力添加,减弱了转子的惯性,在发电机到达均衡点时而拉入同步。这时,假如发电机励磁零碎处在强励形态,1min内不应干涉。

b)假如是由于单机高功率因数惹起,则应降低有功功率,同时添加励磁电流。这样既可以降低转子惯性,也由于进步了功率极限而添加了机组波动运转才能。

c)当振荡是由于零碎毛病惹起时,应立刻添加各发电机的励磁电流,并依据本厂在零碎中的位置停止处置。如本厂处于送端,为高频率零碎,应降低机组的有功功率反之,本厂处于受端且为低频率零碎,则应添加有功功率,必要时采取紧急拉路措施以进步频率。

d)假如是单机失步惹起的振荡,采取上述措施经一定工夫仍未进入同步形态时,可依据现场规程规则,将机组与零碎解列,或按调度要求将同期的两局部零碎解列。

以上处置,必需在零碎调度一致指挥下停止