发电机失磁运行分析及处理

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1、发电机失磁运行分析及处理摘要：发电机失磁运行是常见的故障形式。发电机运行时发生失磁对发电机本身和电力系统造成影响，一旦保护拒动其将破坏电力系统的稳定运行、威胁发电机的自身安全。我们要从认识发电机失磁原理、失磁后工况变化，制定发电机失磁防范措施，避免发电机失磁运行和失磁后快速切除故障发电机运行。关键词：失磁措施处理1、发电机失磁工况介绍发电机是一种将机械能转变为电能的工具，简单的从原理方面说，它是由转子和定子线圈组成的，转子绕组由励磁系统提供电流，在原动机的拖动下旋转，即产生了旋转磁场，旋转磁场切割定子线圈，在定子回路产生感应电势，当发电机带上负载后，就产生了三相交流电，因

2、三相定子绕组依次相差120°电角度布置，三相电流产生的磁场组合成一个磁场，即产生了定子旋转磁场。发电机正常运行中，转子的旋转磁场与定子的旋转磁场方向、速度相同，转差为零，即发电机为同步运行方式。当发电机励磁系统故障后，失去了励磁电流，也就是平常所说的发电机失磁。发电机失磁后，转子旋转磁场消失，电磁力矩减少，而原动力矩不变，出现了过剩力矩，使转子转速增加，转子与定子的旋转磁场有了相对速度，出现了转差，定子磁场以转差速度切割转子表面，使转子表面感应出电流来，这个电流与定子旋转磁场作用就产生了一个力矩，称为异步力矩，它的制动作用限制了转子转速无限升高，转速越高，异步力矩越大，从

3、而降低了转差，这时的发电机进入了异步运行状态。发电机从系统吸收无功，供定子、转子产生磁场，向系统输送有功功率。2、发电机失磁运行的危害2.1对发电机本身的影响2.1.1、由于发电机失磁后，转子与定子出现了转差，在转子表面感应出转差频率的电流，该电流在转子中产生损耗，使转子发热增大，转差越大电流越大，严重时可使转子烧损；特别是直接冷却高利用率的大型机组，热容量裕度相对降低，转子容量过热。2.1.2失磁后，发电机转入异步运行，发电机的等效电抗降低，从系统吸收的无功功率增大。失磁前的有功越大，转差越大，等效电抗就越小，吸收的无功也越大，因此在大负荷下失磁，由于定子绕组过电流将使

4、定子过热。2.1.3异步运行中，发电机的转距有所变化，因此有功功率要发生严重的周期性变化，使发电机定子、转子、基座受到异常的机械冲击力振动，使机组的安全受到威胁，汽轮发电机由于同步电抗较大，平均异步功率较大，调速系统也比较灵敏，所以振动不是十分严重。2.1.4失磁运行，定子端部漏磁通增大，使端部的部件和边段的铁芯过热。2.1.5大型发电机失磁易引起发电机振荡，失磁前的有功功率越大，失磁后吸收的无功也越大，发电机端电压下降越大，发电机输出功率降低，功角特性由1转向2，从a点向b点运行，因为过剩力矩的出现，转子加速使功角δ增大，从b点向c点运行，由于转子惯性，使之越过c点，使

5、功角δ大于90°，达到d点，到d点后由于异步力矩的作用及惯性的消失，向c点运行到达c点，由于惯性又向b点，这样来回摆动，转速时高时低，这就形成了发电机的振荡。2.2对电力系统有危害2.2.1、发电机失磁后，从系统吸收相当容量的无功功率，，引起系统电压下降，如果电力系统无功储备容量不足，将使邻近失磁的发电机组部分系统电压低于允许值，威胁负载和各电源间的稳定运行，甚至导致系统电压崩溃而瓦解。2.2.2、发电机失磁后，引起系统电压下降，将使邻近的发电机增大无功较多，甚至强磁动作，因而引起发电机、变压器、线路引起过电流、保护动作、导致大面积停电，扩大故障范围。3、发电机失磁的主要

6、原因3.1误操作使励磁系统逆变灭磁或误拉灭磁开关。人为误操作往往是由于人员风险评估不到位、精神状态不好或习惯性违章所至。在控制室易发生用SAC5误拉灭磁开关或用SAC1逆变的操作，而在就地则易发生误碰使灭磁开关跳闸导至发电机失磁的事故。在QE1控制回路中，有合跳闸按钮，在UN柜旁的控制柜内SBC1为就地合闸按钮，SBT1为就地分闸按钮，此二钮均为检修人员在检修时，传动开关所用。正常运行时，运行人员千万不能碰此按钮，以防止QE1开关跳闸，造成发电机失磁。3.2、磁系统故障导致保护动作逆变灭磁。为防止励磁系统故障，我厂机组的励磁系统设有如下保护：1.发电机转子过电压保护：U=

7、2.4kV时，FV1动作，使Q1开关闭合。2.自动励磁调节器保护：发电机出口PT小开关跳闸；交流电源开关跳闸时自动切换至另一套装置运行。3.转子一点接地保护：用25Hz电源一点接在励磁绕组上，一点接在接地碳刷上，测转子绕组对地电阻15KΩ时发信号。4.励磁机保护：差功保护、过流保护动作时，逆变灭磁。5.功率柜柜保护：发电机两台功率柜风机故障：发电机两台故障功率柜电流指示为0发电机两台功率柜熔丝断：发电机对应故障功率柜电流指示为0。1.电机转子过负荷保护：Iop=2.71At=9S出口方式：发信号Iop=3.2At=5S出口方式