综述汽轮发电机失磁异步运行对电网和电机的影响.doc

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1、综述汽轮发电机失磁异步运行对电网和电机的影响同步发电机失磁异步运行及其产生的影响摘要：同步发电机的失磁是各种电气故障中发生垠多的一种。发电机励磁电流的变化，是影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率分配的主要因索。因此，良好的励磁系统在保证电能质量、无功功率的合理分配及提高电力系统运行的可靠性方面，都起着十分巫要的作用。当发电机失磁异步运行时，对发电机本身和电网冇很大的影响。本文从发电机失磁异步运行的产生原因现象、物理过程及对电网的影响几个角度进行探讨。关键字：同步发电机；失磁；励磁系统；电网；异步运行

2、1引言目前我国大多数电网中300MW及以上的大型汽轮发电机纽.，已成为主力机纽.，担负电网基本负荷和调峰负荷调节。据统计，在各类电气故障中，山失磁引起的停机故障约占20%。当发电机失磁后，如果采取立即解列以至停机的措施，并不是较好的办法。突然切机，甩负荷，对电力系统的稳定和发电机组使用寿命不利。若发电机组所处的电网，有一定的备用无功功率，在经过计算后确认，发电机失磁异步运行不会危及系统的稳定，也不会影响发电机的安全运行，则发电机失磁后，不必立即切机而可带一定有功功率在一定时间（一般为15-30nin）内异

3、步运行，让机组人员可以在此时间内查找失磁故障原因，恢复励磁实现在同步，恢复发电机正常运行，这对于提高电力系统稳定性和稳定运行有重要意义。虽说失磁异步运行的存在有一定的必要性，但是当失磁发电机异步运行时超过其稳定运行的临界条件时，将破坏电力系统的稳定运行、威胁发电机自身安全。2失磁的原因汽轮发电机失磁异步运行，是指发电机因某种原因失去励磁后，依然带一定冇功功率以低转差并在电网中继续运行，这是一种非正常运行方式。造成励磁系统使发电机失磁的主要原因是：自动灭磁开关缺陷掉闸；误碰误操作灭磁开关；直流冋路两点接地灭

4、磁开关掉闸；维护检修不良；失磁保护误动作；电动发电机组或整流励磁电源故障；副励磁机故障；自动励磁调节器故障等等。其中以误操作、检修维护不良、失磁保护误动作和励磁调节器故障等造成失磁者居多。大多数失磁故障是能够较快排除，因此捉出了发电机，尤其是大型汽轮发电机能否短时间允许无励磁异步运行的问题，以便切换励磁电源，进行事故处理。3异步运行-的基本原理发电机失去励磁后电磁功率减小，在转子上出现转矩不平衡，促使发电机加速，转子被加速至超出同步转速运行，此时发电机转子和定子旋转磁场Z间有了相对运动，于是在转子绕组、阻

5、尼绕组以及转子的齿与槽楔屮，将分别感应岀转差频率的交流电流。以下从两方面说明滑差交流电流的影响：（1）该电流与定子旋转磁场相互作用产生异步力矩。原动机输入的力矩在客服异步力矩的过程中做功，是机械能转化为电能。因此发电机仍向电网送出冇功功率。当滑差由0到0.2旷0.7%的小范

6、韦

7、内波动时，异步力矩的大小是随转差率s的增大而增大的，而原动机又因转速的升髙使调速器动作，减小了原动机的输入力矩，加Z发电机失磁后由白动装置或人为的减少输入功率。如图1所示，在低滑差下，原动机的输入力矩与发电机的异步力矩相平衡时，发

8、电机进入无励磁的稳定异步运行状态。在这种状态下，发电机发出冇功功率同时也从电网吸收无功功率，相当于异步发电机的运行状态。此时，汽轮发电机失磁异步运行时输出的有功功率仍相当高，i般转了外冷的汽轮发电机，火磁异步运行时可能输出50%^60%的额是功率，水内冷转子的汽轮发电机可输出40犷50%的额定功率。图1发电机的异步特性和原动机的调速特性曲线(2)将脉动磁场在空间分解为幅值为原來脉动磁场幅值一半，分别相对转子以差频正向和反向旋转的旋转磁场F1和F2,设定子旋转磁场的转速为0,转子转速为。则可得转差率为s-0

9、,即转子转速为(1s)00则转子旋转磁场则相对于转子的转速为0s0则相对转子以s0正向旋转的磁场F1相对定子旋转磁场的转速为s0s02s0则相对转子以s0正向旋转的磁场F1相对定子的转速为s0(1s)0(12s)0因此，将在转子绕组中感应出频率为(12s)0。所产生的这一交流电流以定子绕组原冇的工频电流相叠加，将使定子电流增大，并以二倍差频2sf0脉动，同时还将产生以二倍差频变化的交变力矩。而另一个相对转子以-s0旋转的反向磁场F2,相对定子的转速应为s0(1s)00,即为定子绕组中感应工频电流。4失磁异

10、步运行和同步运行的主要区别发电机失磁异步运行与同步运行，主要冇以下三点不同:(1)失磁异步运行时，因发电机的电磁转矩与原动机的转矩不平衡而产生剩余转矩，使机纽•转速增高超过同步转速，产生转差率S。而同步运行时，电磁转矩与原动机转矩是平衡的，不会产生转差率。(2)失磁异步运行是进相运行的极端，发出有功功率而吸收无功功率。而同步运行时，通常是发出有功和无功功率。(3)同步运行时，转子冋路中的励磁电流主要是岂流分量，定子冋路中的电流