低励、失磁保护.ppt

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1、低励、失磁保护（一）概述发电机的低励或失磁是常见的故障形式。低励，表示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流；失磁，表示发电机完全失去励磁。对于大型机组，励磁系统的环节比较多，增加了发生低励和失磁的机会。发电机低励或失磁后，将过渡到异步运行，转子出现转差，定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，无功功率反向（原为过励运行时）且增大，在转子回路中出现差频电流。电力系统的电压下降及某些电源支路过电流。所有这些电器量的变化，都伴有一定程度的摆动。在一定的条件下，这些变化将破坏电力系统的稳定运行，威胁发电机本身的安全。1（

2、二）发电机低励或失磁的危害1、对电力系统来说，主要表现在以下几方面：低励或失磁的发电机从电力系统中吸收无功功率，引起电力系统的电压下降。如果电力系统中的无功功率储备不足，将使电力系统邻近失磁发电机的某些点的电压低于允许值，破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。当一台发电机发生低励或失磁后，由于电压下降，电力系统中的其他发电机在自动调整励磁装置的作用下，将增加其无功功率输出，从而使某些发电机、变压器或线路过电流，其后备保护可能因过电流而动作，使故障范围扩大。一台发电机低励或失磁后，由于该发电机有功功

3、率的摆动，以及系统电压的下降，可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间，或电力系统的各部分之2间失步，使系统产生振荡，发生大量甩负荷。发电机的额定容量越大，在低励和失磁时，引起的无功功率缺额越大。电力系统相对失磁发电机的容量倍数越小，则补偿这一无功功率缺额的能力越小。因此，发电机的单机容量与电力系统的容量之比越大时，低励或失磁故障对电力系统的不利影响就越严重。2、对发电机本身来说，主要表现在以下几方面：由于出现转差，在发电机转子中出现差频电流。差频电流在转子中产生额外损耗，如果超出允许值，将使转子过热。特别是高利用率的直接冷

4、却方式大型机组，其热容量裕度相对降低，转子更容易过热。而流过转子表层的差频电流，还可以使转子本体与槽楔、护环的接触面上发生严重的局部过热甚至灼伤。3低励或失磁的发电机进入异步运行之后，发电机的等效电抗降低，由变为或，从电力系统中吸收的无功功率增加。低励或失磁前带的有功功率越大，转差就越大，等效电抗就越小，所吸收的无功功率就越大。在重负荷下失磁后，由于过电流，将使发电机定子过热。对于高利用率的直接冷却式大型汽轮发电机，其平均异步转矩的最大值较小，惯性常数也相对降低，转子在纵轴和横轴方面，也呈现较明显的不对称。由于这些原因，在

5、重负荷下失磁后，这种发电机的转矩、有功功率要发生剧烈的周期性摆动。对于水轮发电机，由于平均异步转矩最大值更小，以及转子在纵轴和横轴方面不对称，在重负荷下失磁运行时，也将出现类似情况。这种情况下，将有很大甚至超过额定值的电磁转矩周期性地作用到发电机的4轴系上，并通过定子传递到机座上。此时，转差也作周期性变化，其最大值可能达到4%~5%，发电机周期性地严重超速。这些情况，都直接威胁着机组的安全运行。低励或失磁运行时，定子端部漏磁增强，将使端部的部件和边段铁芯过热。由于发电机低励和失磁对电力系统和发电本身的上述危害，为保证电力系

6、统和发电机的安全，必须装设低励—失磁保护，以便及时发现低励和失磁故障并采取必要的措施。5（三）发生低励或失磁故障后可采取的措施大型机组的励磁环节多，灭磁开关误动、设备故障、人员过失等造成低励和失磁的原因很复杂；低励和失磁后，发电机顶子回路的参数又不会突然发生变化；转子回路的参数可能发生突然变化，但往往又难于与其他非失磁故障和异常工况相区别。因此对于大型机组，低励-失磁保护装置难于做到对不论什么原因造成的低励和失磁故障，都能有选择性地和迅速地动作。失磁保护检出失磁故障后，可以采取的措施之一，就是迅速将失磁的发电机从电力系统中

7、切除，这是最简单的办法。但是，失磁对电力系统和发电机本身的危害，并不像发电机内部短路那样迅速地表现出来。另一方面，大型机组，特别是汽轮发电机，突然跳闸会给机组本身及其辅机造成很大的冲6击，对电力系统也会加重扰动。因此，对于汽轮发电机，失磁后还可以采取另一种措施，即监视母线电压。当电压低于允许值时，为防止电力系统发生振荡或造成电压崩溃，迅速将发电机切除；当电压高于允许值时，则不应当立即把发电机切除，而是首先采取切换励磁电源、切换厂用电源以及迅速降低原动机出力等措施，并随即检查造成失磁的原因和予以消除，使机组恢复正常运行，以避

8、免不必要的事故停机。如果在发电机允许的时间内，不能消除造成失磁的原因，则再由保护装置或由人操作停机。运行时间证明，这是一种合理的方法，在当前我国的电力系统中，10~30万kW的大型机组，有多次在失磁之后用上述方法避免事故停机的成功事例。如果是低励，则比完全失磁更严重。原因是低励时7尚有一部分励磁电压，后