綜述汽輪發(fā)電機失磁異步運行對電網(wǎng)和電機的影響.doc

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1、綜述汽輪發(fā)電機失磁異步運行對電網(wǎng)和電機的影響同步發(fā)電機失磁異步運行及其產(chǎn)生的影響摘要：同步發(fā)電機的失磁是各種電氣故障中發(fā)生垠多的一種。發(fā)電機勵磁電流的變化，是影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運行機組間無功功率分配的主要因索。因此，良好的勵磁系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、無功功率的合理分配及提高電力系統(tǒng)運行的可靠性方面，都起著十分巫要的作用。當發(fā)電機失磁異步運行時，對發(fā)電機本身和電網(wǎng)冇很大的影響。本文從發(fā)電機失磁異步運行的產(chǎn)生原因現(xiàn)象、物理過程及對電網(wǎng)的影響幾個角度進行探討。關(guān)鍵字：同步發(fā)電機；失磁；勵磁系統(tǒng)；電網(wǎng)；異步運行

2、1引言目前我國大多數(shù)電網(wǎng)中300MW及以上的大型汽輪發(fā)電機紐.，已成為主力機紐.，擔負電網(wǎng)基本負荷和調(diào)峰負荷調(diào)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，在各類電氣故障中，山失磁引起的停機故障約占20%。當發(fā)電機失磁后，如果采取立即解列以至停機的措施，并不是較好的辦法。突然切機，甩負荷，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)電機組使用壽命不利。若發(fā)電機組所處的電網(wǎng)，有一定的備用無功功率，在經(jīng)過計算后確認，發(fā)電機失磁異步運行不會危及系統(tǒng)的穩(wěn)定，也不會影響發(fā)電機的安全運行，則發(fā)電機失磁后，不必立即切機而可帶一定有功功率在一定時間（一般為15-30nin）內(nèi)異

3、步運行，讓機組人員可以在此時間內(nèi)查找失磁故障原因，恢復勵磁實現(xiàn)在同步，恢復發(fā)電機正常運行，這對于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和穩(wěn)定運行有重要意義。雖說失磁異步運行的存在有一定的必要性，但是當失磁發(fā)電機異步運行時超過其穩(wěn)定運行的臨界條件時，將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、威脅發(fā)電機自身安全。2失磁的原因汽輪發(fā)電機失磁異步運行，是指發(fā)電機因某種原因失去勵磁后，依然帶一定冇功功率以低轉(zhuǎn)差并在電網(wǎng)中繼續(xù)運行，這是一種非正常運行方式。造成勵磁系統(tǒng)使發(fā)電機失磁的主要原因是：自動滅磁開關(guān)缺陷掉閘；誤碰誤操作滅磁開關(guān)；直流冋路兩點接地滅

4、磁開關(guān)掉閘；維護檢修不良；失磁保護誤動作；電動發(fā)電機組或整流勵磁電源故障；副勵磁機故障；自動勵磁調(diào)節(jié)器故障等等。其中以誤操作、檢修維護不良、失磁保護誤動作和勵磁調(diào)節(jié)器故障等造成失磁者居多。大多數(shù)失磁故障是能夠較快排除，因此捉出了發(fā)電機，尤其是大型汽輪發(fā)電機能否短時間允許無勵磁異步運行的問題，以便切換勵磁電源，進行事故處理。3異步運行-的基本原理發(fā)電機失去勵磁后電磁功率減小，在轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩不平衡，促使發(fā)電機加速，轉(zhuǎn)子被加速至超出同步轉(zhuǎn)速運行，此時發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子旋轉(zhuǎn)磁場Z間有了相對運動，于是在轉(zhuǎn)子繞組、阻

5、尼繞組以及轉(zhuǎn)子的齒與槽楔屮，將分別感應(yīng)岀轉(zhuǎn)差頻率的交流電流。以下從兩方面說明滑差交流電流的影響：（1）該電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生異步力矩。原動機輸入的力矩在客服異步力矩的過程中做功，是機械能轉(zhuǎn)化為電能。因此發(fā)電機仍向電網(wǎng)送出冇功功率。當滑差由0到0.2曠0.7%的小范

6、韋

7、內(nèi)波動時，異步力矩的大小是隨轉(zhuǎn)差率s的增大而增大的，而原動機又因轉(zhuǎn)速的升髙使調(diào)速器動作，減小了原動機的輸入力矩，加Z發(fā)電機失磁后由白動裝置或人為的減少輸入功率。如圖1所示，在低滑差下，原動機的輸入力矩與發(fā)電機的異步力矩相平衡時，發(fā)

8、電機進入無勵磁的穩(wěn)定異步運行狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，發(fā)電機發(fā)出冇功功率同時也從電網(wǎng)吸收無功功率，相當于異步發(fā)電機的運行狀態(tài)。此時，汽輪發(fā)電機失磁異步運行時輸出的有功功率仍相當高，i般轉(zhuǎn)了外冷的汽輪發(fā)電機，火磁異步運行時可能輸出50%^60%的額是功率，水內(nèi)冷轉(zhuǎn)子的汽輪發(fā)電機可輸出40獷50%的額定功率。圖1發(fā)電機的異步特性和原動機的調(diào)速特性曲線(2)將脈動磁場在空間分解為幅值為原來脈動磁場幅值一半，分別相對轉(zhuǎn)子以差頻正向和反向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場F1和F2,設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為0,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為。則可得轉(zhuǎn)差率為s-0

9、,即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為(1s)00則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場則相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為0s0則相對轉(zhuǎn)子以s0正向旋轉(zhuǎn)的磁場F1相對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為s0s02s0則相對轉(zhuǎn)子以s0正向旋轉(zhuǎn)的磁場F1相對定子的轉(zhuǎn)速為s0(1s)0(12s)0因此，將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出頻率為(12s)0。所產(chǎn)生的這一交流電流以定子繞組原冇的工頻電流相疊加，將使定子電流增大，并以二倍差頻2sf0脈動，同時還將產(chǎn)生以二倍差頻變化的交變力矩。而另一個相對轉(zhuǎn)子以-s0旋轉(zhuǎn)的反向磁場F2,相對定子的轉(zhuǎn)速應(yīng)為s0(1s)00,即為定子繞組中感應(yīng)工頻電流。4失磁異

10、步運行和同步運行的主要區(qū)別發(fā)電機失磁異步運行與同步運行，主要冇以下三點不同:(1)失磁異步運行時，因發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩與原動機的轉(zhuǎn)矩不平衡而產(chǎn)生剩余轉(zhuǎn)矩，使機紐?轉(zhuǎn)速增高超過同步轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率S。而同步運行時，電磁轉(zhuǎn)矩與原動機轉(zhuǎn)矩是平衡的，不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)差率。(2)失磁異步運行是進相運行的極端，發(fā)出有功功率而吸收無功功率。而同步運行時，通常是發(fā)出有功和無功功率。(3)同步運行時，轉(zhuǎn)子冋路中的勵磁電流主要是豈流分量，定子冋路中的電流