發(fā)電機低勵失磁保護(hù)介紹

1、焦利霞2014.1.21發(fā)電機的工作原理與結(jié)構(gòu)發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)發(fā)電機失磁及其影響失磁后的物理現(xiàn)象失磁保護(hù)定子判據(jù)介紹發(fā)電機的結(jié)構(gòu)以汽輪發(fā)電機為例定子轉(zhuǎn)子定子鐵心：硅鋼片疊成電樞繞組：三相對稱繞組銅線制成機座：鋼鐵焊接面成，有足夠的強度和鋼度轉(zhuǎn)子鐵心：采用整塊的含鉻、鎳和鉬的合金鋼鍛成勵磁繞組：銅線制成護(hù)環(huán)：保護(hù)勵磁繞組受離心力時不甩出中心環(huán)：支持護(hù)環(huán)，阻止勵磁繞組軸向移動滑環(huán)：引勵磁電流經(jīng)電刷、滑環(huán)進(jìn)入勵磁繞組定子鐵心定子鐵心和線圈轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖定子和轉(zhuǎn)子的相對位置圖發(fā)電機的結(jié)構(gòu)圖國產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機定子定子繞組線圈10000KW水輪機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組600MW的汽輪發(fā)電機300MW的汽輪發(fā)

2、電機立式水輪發(fā)電機臥式水輪發(fā)電機電電 磁磁 電電勵磁系統(tǒng)的構(gòu)成 同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)一般由兩部分構(gòu)成： 第一部分是勵磁功率單元：給勵磁繞組提供勵磁電流，以建立直流磁場； 第二部分是勵磁控制部分：又稱勵磁調(diào)節(jié)器，包括勵磁調(diào)節(jié)器、強行勵磁、強行減磁和滅磁等；其根據(jù)發(fā)電機的運行狀態(tài)自動調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵磁電流，以滿足發(fā)電機的運行要求。勵磁功率單元和發(fā)電機構(gòu)成的一個反饋控制系統(tǒng)。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的任務(wù)電壓控制：在發(fā)電機正常運行情況下，維持發(fā)電機機端或升壓變壓器的高壓側(cè)電壓在給定水平。無功功率的分配：調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出的無功功率，保證并列運行的發(fā)電機之間合理的無功分配。提高同步發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性

3、： 可有效地提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，并在一定程度上改善暫態(tài)穩(wěn)定性，但可能引入負(fù)阻尼，引發(fā)低頻振蕩。提高繼電保護(hù)動作的靈敏性：系統(tǒng)處于低負(fù)荷運行并發(fā)生短路故障，強勵可增大短路電流，繼而提高了繼電保護(hù)的靈敏度?？焖贉绱牛嚎山档凸收蠈Πl(fā)電機或升壓變壓器造成的損害。改善電力系統(tǒng)的運行條件：維持機端電壓在給定水平，繼而保證了系統(tǒng)的電壓水平。 發(fā)電機的勵磁方式u 1. 直流勵磁機勵磁系統(tǒng) 采用并勵的直流發(fā)電機作為勵磁機來供給勵磁電流。u 2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng) 分自勵式勵磁系統(tǒng)和他勵式勵磁系統(tǒng)。u 3. 靜止勵磁系統(tǒng) 靜止勵磁系統(tǒng)取消了勵磁機，采用變壓器作為交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發(fā)電機出口或廠用

4、母線上發(fā)電機失去直流勵磁，稱為失磁。發(fā)電機失磁后，經(jīng)過同步振蕩進(jìn)入異步運行狀態(tài)，發(fā)電機在異步運行狀態(tài)下，以低滑差s與電網(wǎng)并列運行，從系統(tǒng)吸取無功功率建立磁場，并向系統(tǒng)輸入一定的有功功率，是一種特殊的運行方式。引起發(fā)電機失磁的原因有轉(zhuǎn)子繞組故障、勵磁機故障、自動滅磁開關(guān)誤跳閘、半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)中某些元件損壞或回路發(fā)生故障依舊誤操作等。失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電機的影響 1. 需從電力系統(tǒng)中吸收很大的無功功率以建立發(fā)電機的磁場。 2. 電力系統(tǒng)容量較小或無功儲備不足時，引起電力系統(tǒng)電壓下降。 3. 在轉(zhuǎn)子及勵磁回路中將產(chǎn)生差頻電流，其在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生的損耗若超出允許值，則將使轉(zhuǎn)子過熱。 4. 對于直接冷卻

5、的大型汽輪發(fā)電機，可能引起機組振動，直接威脅著機組的安全。 5. 低勵磁或失磁運行時定子端部漏磁增加，將使端部鐵心過熱。UIPt090180U、I、P、的變化圖的變化圖tQ0180無功的變化圖90發(fā)電機失磁后的電量變化勵磁電壓、電流減小發(fā)電機機端電壓降低定子電流增大并出現(xiàn)波動發(fā)電機輸出一定的有功功率，且做周期性波動從輸出無功功率變?yōu)槲諢o功功率轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)出滑差頻率的交流電流和交流電動勢轉(zhuǎn)子電流周期性波動，電流數(shù)值較失磁前小 失磁保護(hù)的判據(jù)：定子判據(jù)：靜穩(wěn)邊界圓特性和異步阻抗圓特性轉(zhuǎn)子判據(jù)：以勵磁電壓做判據(jù)逆無功判據(jù)：失磁后機端輸出無功由正變?yōu)樨?fù)低電壓判據(jù)：電壓取高壓母線或機端線電壓等有功阻抗圓gdZjX 失磁后機端測量阻 抗的變化軌跡靜穩(wěn)阻抗圓指的是臨界失步圓。 靜穩(wěn)阻抗圓的動作方程：異步阻抗圓的物理概念抽象不易理解，實質(zhì)是在不同轉(zhuǎn)差率s下的一組阻抗圓族的外包絡(luò)線。而在實際整定時用一個近