發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行分析及處理

1、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行分析及處理摘要：發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行是常見的故障形式。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生失磁對發(fā)電機(jī)本身和電力系統(tǒng)造成影響，一旦保護(hù)拒動(dòng)其將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、威脅發(fā)電機(jī)的自身平安。我們要從認(rèn)識發(fā)電機(jī)失磁原理、失磁后工況變化，制定發(fā)電機(jī)失磁防范措施，防止發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行和失磁后快速切除故障發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：失磁 措施 處理1、發(fā)電機(jī)失磁工況介紹發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓ぞ撸唵蔚膹脑矸矫嬲f，它是由轉(zhuǎn)子和定子線圈組成的，轉(zhuǎn)子繞組由勵(lì)磁系統(tǒng)提供電流，在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割定子線圈，在定子回路產(chǎn)生感應(yīng)電勢，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)載后，就產(chǎn)生了三相交流電，因三相定子繞組依次

2、相差120°電角度布置，三相電流產(chǎn)生的磁場組合成一個(gè)磁場，即產(chǎn)生了定子旋轉(zhuǎn)磁場。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場與定子的旋轉(zhuǎn)磁場方向、速度相同，轉(zhuǎn)差為零，即發(fā)電機(jī)為同步運(yùn)行方式。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障后，失去了勵(lì)磁電流，也就是平常所說的發(fā)電機(jī)失磁。發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場消失，電磁力矩減少，而原動(dòng)力矩不變，出現(xiàn)了過剩力矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)子與定子的旋轉(zhuǎn)磁場有了相對速度，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)差，定子磁場以轉(zhuǎn)差速度切割轉(zhuǎn)子外表，使轉(zhuǎn)子外表感應(yīng)出電流來，這個(gè)電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場作用就產(chǎn)生了一個(gè)力矩，稱為異步力矩，它的制動(dòng)作用限制了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無限升高，轉(zhuǎn)速越高，異步力矩越大，從而降低了轉(zhuǎn)差，這時(shí)的發(fā)電機(jī)進(jìn)

3、入了異步運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功，供定子、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場，向系統(tǒng)輸送有功功率。2、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的危害2.1對發(fā)電機(jī)本身的影響2.1.1、由于發(fā)電機(jī)失磁后，轉(zhuǎn)子與定子出現(xiàn)了轉(zhuǎn)差，在轉(zhuǎn)子外表感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電流，該電流在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生損耗，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱增大，轉(zhuǎn)差越大電流越大，嚴(yán)重時(shí)可使轉(zhuǎn)子燒損；特別是直接冷卻高利用率的大型機(jī)組，熱容量裕度相對降低，轉(zhuǎn)子容量過熱。2.1.2失磁后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，從系統(tǒng)吸收的無功功率增大。失磁前的有功越大，轉(zhuǎn)差越大，等效電抗就越小，吸收的無功也越大，因此在大負(fù)荷下失磁，由于定子繞組過電流將使定子過熱。2.1.3異步運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)距有所變

4、化，因此有功功率要發(fā)生嚴(yán)重的周期性變化，使發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、基座受到異常的機(jī)械沖擊力振動(dòng)，使機(jī)組的平安受到威脅，汽輪發(fā)電機(jī)由于同步電抗較大，平均異步功率較大，調(diào)速系統(tǒng)也比擬靈敏，所以振動(dòng)不是十分嚴(yán)重。2.1.4失磁運(yùn)行，定子端部漏磁通增大，使端部的部件和邊段的鐵芯過熱。2.1.5大型發(fā)電機(jī)失磁易引起發(fā)電機(jī)振蕩，失磁前的有功功率越大，失磁后吸收的無功也越大，發(fā)電機(jī)端電壓下降越大，發(fā)電機(jī)輸出功率降低，功角特性由1轉(zhuǎn)向2，從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)行，因?yàn)檫^剩力矩的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)子加速使功角增大，從b點(diǎn)向c點(diǎn)運(yùn)行，由于轉(zhuǎn)子慣性，使之越過c點(diǎn)，使功角大于90°，到達(dá)d點(diǎn)，到d點(diǎn)后由于異步力矩的作用及慣性的消失

5、，向c點(diǎn)運(yùn)行到達(dá)c點(diǎn)，由于慣性又向b點(diǎn)，這樣來回?cái)[動(dòng)，轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，這就形成了發(fā)電機(jī)的振蕩。2.2對電力系統(tǒng)有危害2.2.1、發(fā)電機(jī)失磁后，從系統(tǒng)吸收相當(dāng)容量的無功功率，引起系統(tǒng)電壓下降，如果電力系統(tǒng)無功儲藏容量缺乏，將使鄰近失磁的發(fā)電機(jī)組局部系統(tǒng)電壓低于允許值，威脅負(fù)載和各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。2.2.2、發(fā)電機(jī)失磁后，引起系統(tǒng)電壓下降，將使鄰近的發(fā)電機(jī)增大無功較多，甚至強(qiáng)磁動(dòng)作，因而引起發(fā)電機(jī)、變壓器、線路引起過電流、保護(hù)動(dòng)作、導(dǎo)致大面積停電，擴(kuò)大故障范圍。3、發(fā)電機(jī)失磁的主要原因3.1誤操作使勵(lì)磁系統(tǒng)逆變滅磁或誤拉滅磁開關(guān)。人為誤操作往往是由于人員風(fēng)險(xiǎn)評估不到位、

6、精神狀態(tài)不好或習(xí)慣性違章所至。在控制室易發(fā)生用SAC5誤拉滅磁開關(guān)或用SAC1逆變的操作，而在就地那么易發(fā)生誤碰使滅磁開關(guān)跳閘導(dǎo)至發(fā)電機(jī)失磁的事故。在QE1控制回路中，有合跳閘按鈕，在UN柜旁的控制柜內(nèi)SBC1為就地合閘按鈕，SBT1為就地分閘按鈕，此二鈕均為檢修人員在檢修時(shí)，傳動(dòng)開關(guān)所用。正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員千萬不能碰此按鈕，以防止QE1開關(guān)跳閘，造成發(fā)電機(jī)失磁。3.2、磁系統(tǒng)故障導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作逆變滅磁。 為防止勵(lì)磁系統(tǒng)故障，我廠機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)有如下保護(hù)：1. 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)：U=2.4kV時(shí)，F(xiàn)V1動(dòng)作，使Q1開關(guān)閉合。 2. 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器保護(hù)：發(fā)電機(jī)出口PT小開關(guān)跳閘；交流電源開

7、關(guān)跳閘時(shí)自動(dòng)切換至另一套裝置運(yùn)行。3. 轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)：用25Hz電源一點(diǎn)接在勵(lì)磁繞組上，一點(diǎn)接在接地碳刷上，測轉(zhuǎn)子繞組對地電阻15K時(shí)發(fā)信號。4. 勵(lì)磁機(jī)保護(hù)：差功保護(hù)、過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，逆變滅磁。5. 功率柜柜保護(hù)：發(fā)電機(jī)兩臺功率柜風(fēng)機(jī)故障：發(fā)電機(jī)兩臺故障功率柜電流指示為0發(fā)電機(jī)兩臺功率柜熔絲斷：發(fā)電機(jī)對應(yīng)故障功率柜電流指示為0。6. 電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)：Iop=2.71A t=9S出口方式：發(fā)信號Iop=3.2A t=5S 出口方式：減磁Iop=2.85A 反時(shí)限t1=3min出口方式：解列滅磁7. 勵(lì)磁機(jī)失磁保護(hù)： QE1開關(guān)掉閘或KL3滅磁時(shí)，合Q1開關(guān)，發(fā)電機(jī)逆變滅磁。8. 低頻保

8、護(hù)：F=48.0Hz TL8=99S發(fā)信F=47.5Hz TL9=48S解列滅磁F=47.0Hz TL10=8S解列滅磁9. 過頻保護(hù)：F=51.0Hz TL15=99S發(fā)信F=51.5Hz TL16=24S發(fā)信當(dāng)f =45Hz時(shí)，跳開QE1、QE11開關(guān)。3.3、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線，可能發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組、發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)碳刷處，由于電流過大，碳刷分流不均勻，導(dǎo)致各別碳刷過電流發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)燒斷刷辮斷路，造成其它碳刷電流更大，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)碳刷全斷，發(fā)電機(jī)失磁。滅磁開關(guān)及刀閘誤掉閘也將引起轉(zhuǎn)子回路斷線。3.4、系統(tǒng)接地造成滅磁開關(guān)誤跳或保護(hù)誤動(dòng)。直流系統(tǒng)兩點(diǎn)接地時(shí)，也易造成保護(hù)誤

9、動(dòng)或開關(guān)誤跳，造成失磁。4、 防止發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的防范措施4.1控制配電室的溫度不超過30，保障配電室的通風(fēng)及制冷設(shè)備的可靠運(yùn)行。4.2 日常巡檢時(shí)注意檢查各保護(hù)裝置、PT、CT工作正常。4.3日常巡檢時(shí)注意勵(lì)磁系統(tǒng)各交直流開關(guān)合、斷位置正確，供電正常，運(yùn)行時(shí)禁止誤斷開關(guān)。4.4發(fā)電機(jī)出口PT小開關(guān)跳閘；交流電源開關(guān)跳閘時(shí)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)切換至另一套裝置運(yùn)行應(yīng)注意檢查。4.5巡檢時(shí)，注意可控硅保險(xiǎn)是否有熔斷現(xiàn)象，燈滅，如一個(gè)柜有保險(xiǎn)斷應(yīng)控制勵(lì)磁電流的增長，將故障柜退出運(yùn)行，通知檢修人員立即處理。4.6巡檢時(shí)，注意功率柜風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，如一個(gè)柜有風(fēng)機(jī)故障，應(yīng)控制勵(lì)磁電流的增長，將故障柜退出運(yùn)

10、行，通知檢修人員立即處理。4.7當(dāng)一個(gè)功率柜故障時(shí)，檢修時(shí)拉合開功率柜交直流刀閘QS11、QS12、QS21、QS22、QS31、QS32、QS41、QS42時(shí)，應(yīng)當(dāng)在功率柜K11、K12、K21、K12控制脈沖開關(guān)退出的情況下合閘和拉閘。4.8巡檢時(shí)注意切換勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)查表，當(dāng)絕緣降低時(shí)應(yīng)立即查找原因，及時(shí)處理。注意發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)查裝置，正常時(shí)顯示118K，當(dāng)對地電阻在515K時(shí)經(jīng)總工批準(zhǔn)，可以運(yùn)行24h，申請停機(jī)；當(dāng)電阻小于5K時(shí)應(yīng)立即申請停機(jī)，以防止勵(lì)磁系統(tǒng)2點(diǎn)接地造成失磁或使轉(zhuǎn)子磁場分布不均勻，造成發(fā)電機(jī)振動(dòng)。4.9當(dāng)直流系統(tǒng)接地時(shí)，應(yīng)立即查找，按照查直流接地的規(guī)定執(zhí)行，防止兩點(diǎn)

11、接地。勵(lì)磁系統(tǒng)的操作應(yīng)執(zhí)行監(jiān)護(hù)制度，加強(qiáng)運(yùn)行人員的責(zé)任感，杜絕習(xí)慣性違章。4.10發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)碳刷的運(yùn)行維護(hù)：嚴(yán)格執(zhí)行碳刷、滑環(huán)的定期吹掃，擦拭工作，定期檢查運(yùn)行情況，大負(fù)荷期間，每天前夜班要用鉗形電流表測50%電刷電流，以保證電流均勻，及時(shí)調(diào)整，及時(shí)更換同型號的碳刷，以防止過短將滑環(huán)損壞。碳刷打火時(shí)，首先檢查打火程度，根據(jù)情況決定是否減負(fù)荷，用潔凈的布擦拭直流子及滑環(huán)外表用枯燥的空氣吹掃，嚴(yán)重時(shí)可用0號砂紙打磨，調(diào)整壓力。如處理無效可申請停機(jī)。如打火嚴(yán)重，構(gòu)成環(huán)火，應(yīng)立即申請停機(jī)，以防止將滑環(huán)損壞。5、發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行處理5.1失磁時(shí)的現(xiàn)象：1） 無功表指示為負(fù)值。2） 有功降低也有可能擺動(dòng)。

12、3） 轉(zhuǎn)子電流為0或在0點(diǎn)擺動(dòng)。4） 轉(zhuǎn)子電壓指示為0或在0擺動(dòng)。5） 定子電壓指示降低。6） 定子三相電流大幅度升高并擺動(dòng)。7） 轉(zhuǎn)速超過額定值。8） QE1、QE11其一或同時(shí)跳閘，Q1合閘。9） 逆變指示燈亮。7另一臺機(jī)無功增加可能強(qiáng)磁動(dòng)作。 5.1、發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí),一般處理原那么如下:    5.1 對于不允許無勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī) 假設(shè)失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘，那么應(yīng)迅速查看廠用電的自投情況，如自投不成功或未自 投，應(yīng)立即手動(dòng)投入。如果失磁保護(hù)拒動(dòng)應(yīng)立即急停發(fā)電機(jī)同時(shí)對勵(lì)磁回路檢查，當(dāng)故障點(diǎn)在工勵(lì)系統(tǒng)時(shí)，那么可將其退出 隔離，通知檢修處理。

13、5.2對于允許無勵(lì)磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)按無勵(lì)磁運(yùn)行規(guī)定執(zhí)行以下操作: 5.2.1 迅速降低有功功率到允許值(本廠失磁規(guī)定的功率值與表計(jì)擺動(dòng)的平均值相符合), 此時(shí)定子電流將在額定電流左右擺動(dòng)。   5.2.2 手動(dòng)斷開滅磁開關(guān),退出自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)裝置和發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁裝置。5.2.3注意其它正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)定子電流和無功功率值是否超出規(guī)定,必要時(shí)按發(fā)電機(jī)允許過負(fù)荷規(guī)定執(zhí)行。 5.2.4對勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行迅速而細(xì)致的檢查，如屬工作勵(lì)磁機(jī)的問題,應(yīng)迅速啟動(dòng)備用勵(lì)磁幾恢復(fù)勵(lì)磁。5.2.5 注意廠用分支電壓水平,必要時(shí)可倒至備用電源接帶。   5.2.6 在規(guī)定無勵(lì)磁運(yùn)行的時(shí)間內(nèi),仍不能使機(jī)組恢復(fù)勵(lì)磁,那么應(yīng)將發(fā)電機(jī)自系統(tǒng)解列。6、大容量發(fā)電機(jī)的失磁對系統(tǒng)影響很大。所以,一般未經(jīng)過試驗(yàn)確定以前,發(fā)電機(jī)不允許無