靜止勵磁系統(tǒng)的故障和保護

1、靜止勵磁系統(tǒng)的故障和保護1主要內(nèi)容1 問題的由來2 勵磁系統(tǒng)的故障類型3 勵磁系統(tǒng)的故障現(xiàn)象4 發(fā)變組保護的動作行為5 結(jié)束語21 問題的由來靜止勵磁系統(tǒng)的應(yīng)用日漸廣泛；勵磁系統(tǒng)的故障業(yè)已造成巨大的經(jīng)濟損失；現(xiàn)有保護裝置對勵磁系統(tǒng)的故障存在死區(qū)；3勵磁系統(tǒng)的分類直流勵磁系統(tǒng)交流勵磁系統(tǒng)靜止勵磁系統(tǒng)接線簡單經(jīng)濟性好軸系較短4靜止勵磁系統(tǒng)的應(yīng)用國外國內(nèi)水輪機組汽輪機組機組容量中小型機組：100MW200MW大容量機組：300MW600MW技改項目：5勵磁系統(tǒng)故障的實際案例河南新鄉(xiāng)電廠勵磁變壓器低壓側(cè)的單相接地故障，多次停機檢查；天生橋一級水電站勵磁柜故障，停電4個月，更換可控硅元件15個；6現(xiàn)有勵

2、磁系統(tǒng)保護的缺陷保護配置重疊，勵磁調(diào)節(jié)器和專用保護裝置之間缺乏嚴(yán)格的協(xié)調(diào)；勵磁調(diào)節(jié)器不能提供對整流主回路異常運行情況的在線監(jiān)測和保護；專用保護裝置缺乏對保護對象故障類型的合理分析和配置；7勵磁調(diào)節(jié)器和保護裝置功能的對比勵磁調(diào)節(jié)器V/f限制；過勵延時限制；欠勵瞬時限制；定子過電壓保護強勵反時限限制；發(fā)變組保護過激磁；定轉(zhuǎn)子繞組過負荷；失磁保護；定子過電壓保護；勵磁繞組過負荷；8勵磁系統(tǒng)主回路的保護各類過電壓及變化率較大大氣過電壓；操作過電壓；換相過電壓電壓上升率過大；電流上升率過大；控制保護系統(tǒng)失常熔斷器熔斷；觸發(fā)脈沖丟失；斷臂故障；整流主回路的故障整流元件失效；直流側(cè)短路；強勵動作；9專用保護

3、裝置功能的不足轉(zhuǎn)子接地保護 保護范圍不能延伸到交流側(cè)；勵磁變壓器保護； 僅設(shè)計有電流保護，對相間故障有效；失磁保護；記憶過流保護； 一般僅有出口三相短路才有可能出現(xiàn)勵磁電壓降低和消失的情況；102 勵磁系統(tǒng)的故障類型11勵磁系統(tǒng)的故障類型勵磁變壓器高、低壓側(cè)相間短路內(nèi)部繞組匝間短路高、低壓側(cè)的單相接地整流主回路斷臂失效勵磁繞組直流側(cè)短路轉(zhuǎn)子接地12勵磁系統(tǒng)的保護方案勵磁變壓器高、低壓側(cè)的相間短路故障勵磁變差動電流速段主變差動或發(fā)變組差動高壓側(cè)單相接地故障發(fā)電機定子接地保護低壓側(cè)單相接地故障無絕緣監(jiān)視功能無零序電壓保護電流保護失效13重點研究的問題勵磁變低壓側(cè)單相接地的故障特征和保護的動作行為；

4、整流主回路異常的故障特征和保護的動作行為；143 勵磁系統(tǒng)的故障現(xiàn)象建模交流系統(tǒng)的建模整流主回路的建?？刂苹芈返慕Ｆ古议_關(guān)回路的建模仿真斷臂失效勵磁變壓側(cè)低壓側(cè)單相接地153.1 建模a:交流系統(tǒng)163.1 建模b:整流主回路173.1 建模c:控制回路183.1 建模d:乒乓開關(guān)回路193.2 仿真結(jié)果-單相接地203.2仿真結(jié)果-單相接地213.2仿真結(jié)果-單相接地223.2仿真結(jié)果-斷臂故障233.2仿真結(jié)果-斷臂故障243.2仿真結(jié)果-斷臂故障253.2 仿真結(jié)果-失效故障263.2 仿真結(jié)果-失效故障273.2 仿真結(jié)果-失效故障勵磁電壓波形及諧波分布283.2 仿真結(jié)果-失效故障

5、勵磁變二次側(cè)出現(xiàn)交替性相間短路；短路電流中直流分量較大；勵磁變壓器出現(xiàn)直流偏磁；電流互感器可能出現(xiàn)深度飽和保護現(xiàn)象，過流保護可能拒動；勵磁變壓器差動電流增加，但因二次諧波的存在可能拒動；294 發(fā)變組保護的動作行為轉(zhuǎn)子接地保護失磁保護轉(zhuǎn)子表層的保護304.1 轉(zhuǎn)子接地保護的動作行為勵磁系統(tǒng)交流側(cè)接地故障原理圖314.1 轉(zhuǎn)子接地保護的動作行為勵磁系統(tǒng)交流側(cè)接地故障等效原理圖324.2 失磁保護的動作行為整流主回路的異常將導(dǎo)致勵磁電壓的降低甚至消失；如果系統(tǒng)無功充足，此時保護可能拒動，這對設(shè)備安全是不利的；整流主回路異常的典型特征是非特征諧波含量的增加；335 結(jié)束語靜止勵磁系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，研究勵磁系統(tǒng)故障的保護具有現(xiàn)實意義；勵磁電壓非特征諧波增加是勵磁變壓器低壓側(cè)單相接地和整流主回路異常的共同特征，可以作為判斷