发电机非全相运行的危害与预防策略.doc

《发电机非全相运行的危害与预防策略.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、发电机非全相运行的危害与预防策略江红军（山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电厂山西　长治）摘要：发电机非全相运行事故在电厂中虽然不很常见，但这种事故的危害极大，对发电厂的安全运行和系统的稳定性有着极大的威胁，所以必须认真研究这种事故发生的原因，并采取相应措施加以预防。本文主要阐述了非全相事故对发电机、主变压器、系统所产生的影响，事故发生后如何正确处理，以及如何预防类似事故的发生。关键词：发电机；非全相；危害；预防概况：漳泽发电厂#3—6发电机组为原苏联制造的型号TBB-220-2EY3的三相隐极式汽轮发电机组，设计容量为215WM,

2、冷却方式采用水氢氢，即转子线圈和静子铁芯采用氢气冷却，静子线圈采用蒸馏水直接冷却.主接线采用发电机变压器组形式，高压厂用工作变引自发电机出口。发电机转子用特殊钢整煅而成，绝缘等级为“F”级（155℃）。主变压器采用分级绝缘，中性点不接地，设置间隙保护。该厂#3发电机曾发生了一起由于继电保护装置误动而引起的发电机非全相运行事故（B、C相跳闸，A相运行），事故直接经济损失数百万元，发电机转子烧损，主变压器中性点放电间隙被击穿，汽轮发电机转子主轴断裂为三节（发电机转子汽侧与励侧刚性连接螺栓被切断），影响电量一亿余千瓦时。抢修20余天恢

3、复运行。这次事故甚至为发电机组今后的安全运行埋下很多隐患。1　发电机非全相运行运行的成因1.1　所谓发电机的非全相运行主要是由于断路器一相或两相未断开而造成不对称运行，这时在定子绕组中有负序电流，它产生的磁场对于转子是以2倍频率旋转，这种旋转磁场在转子本体、槽楔和护环感应出2倍频率的负序电流，该电流在这些部件上和各部件的接触处产生很大的附加损耗和温升，产生局部过热。负序电流过大将烧坏发电机转子齿部、槽楔和护环嵌装面烧熔和产生裂纹。1.2　发变组出口断路器多采用分相操作，即各相有独立的操作机构，同时考虑了三相联动性和快速动作特性，

4、也是保证发电机组安全的重要原因。发电机断路器的固有动作时间连同保护动作时间约为75ms，当发生故障(如单相或两相故障)时，发电机断路器会很快动作并切除故障，有效地避免了对发电机组的损害。相反，若没有发电机断路器，发电机更会继续提供不平衡电流，直到灭磁过程完成。如果发电机组发生非全相事故后，开关或保护拒绝动作，发电机静子线圈长时间流过负序电流，后果将不堪设想。1.3　发电机组非全相运行的主要原因是，一次回路断线；电气二次回路或机械原因，致使断路器一相或两相断不开；静子回路断线。发电机变压器组非全相运行分析2.　对发电机组的影响2.

5、1　转子发热条件的考虑对于发电机而言，非全相运行的能力主要取决于转子的发热条件，发电机非全相运行时负序感应磁场与正常运行时相反，相对于转子它以两倍的转速扫过转子表面，将在转子表面产生倍频（100HZ）电流，倍频电流主要部分是在转子表面沿轴向流动，在转子端部约为轴向长10%-30%的范围内沿轴界方向形成回路，这个电流可达很大数值，这样大的电流要引起槽楔与大小齿间的接触面、槽楔及大小齿与护环之间的接触面的局部高温，接触情况不良时，接触面发生严重电灼伤，另外，局部高温还会使护环有松脱的危险。所以对于汽轮发电机而言，其承受负序电流的能力

6、主要取决于转子的负序附加发热。设负序电流标幺值为I2,转子表面的电流密度为Jr,转子直径为D2(cm)，静子的内径为D1(cm)，根据磁势平衡原理列出下式：K12I2ΔπD1=JrD2πd.（式1）式中K12—静子转子间耦合系数，小于1；d—转子表层深透度（cm）；Jr—转子表层电流密度（A/c㎡）；Δ—静子额定线负荷（A/cm）Δ=每回路的安培*每槽的导线数*槽数*KpKd/D1π其中KpKd——节距系数*分布系数。故Jr=(K12D1/D2)*(I2Δ/d)（式2）按绝热温升过程，转子表面温升θ的表达式为θ=Prt/Cv=J

7、r²ρt/Cv　　（式3）式中Pt—转子负序损耗密度（W/cm³）；t—负序电流持续时间（s）；Cv—转子表层材料的比热（J/cm³·℃）；ρ—转子表层材料电阻系数（Ω·cm）。将（式2）代入（式3），得到θ=I2²tρΔ²K²/Cvd²(式4)式中K=K12D1/D2约为0.95（考虑了气隙磁场分量）。在式4中，对于某台发电机组，ρ、Δ、Cv、及d诸值均为一定，而允许温升θ有一限制值，因此由（式4）可导出如下允许承受负序电流的判据式：I2²t=A由上式可知负序电流值越大，持续的时间越长，在转子表面的发热量A也就越大，而发电机静

8、子额定负荷Δ数值随机组容量的增大而增大，同时正常运行时，由于气隙高次谐波所引起的转子表面损耗也随机组容量增大而增大，因而转子允许温升θ值大机组比中小型机组低。基于以上原因，故大型机组的A值比中小型机组的A值要小得多。当发生发电机非全相运行时，由上式可知，转子表面