低勵(lì)、失磁保護(hù).ppt

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1、低勵(lì)、失磁保護(hù)（一）概述發(fā)電機(jī)的低勵(lì)或失磁是常見的故障形式。低勵(lì)，表示發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對應(yīng)的勵(lì)磁電流；失磁，表示發(fā)電機(jī)完全失去勵(lì)磁。對于大型機(jī)組，勵(lì)磁系統(tǒng)的環(huán)節(jié)比較多，增加了發(fā)生低勵(lì)和失磁的機(jī)會。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，將過渡到異步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，定子電流增大，定子電壓下降，有功功率下降，無功功率反向（原為過勵(lì)運(yùn)行時(shí)）且增大，在轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流。電力系統(tǒng)的電壓下降及某些電源支路過電流。所有這些電器量的變化，都伴有一定程度的擺動。在一定的條件下，這些變化將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，威脅發(fā)電機(jī)本身的安全。1（

2、二）發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁的危害1、對電力系統(tǒng)來說，主要表現(xiàn)在以下幾方面：低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)從電力系統(tǒng)中吸收無功功率，引起電力系統(tǒng)的電壓下降。如果電力系統(tǒng)中的無功功率儲備不足，將使電力系統(tǒng)鄰近失磁發(fā)電機(jī)的某些點(diǎn)的電壓低于允許值，破壞了負(fù)荷與各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至使電力系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。當(dāng)一臺發(fā)電機(jī)發(fā)生低勵(lì)或失磁后，由于電壓下降，電力系統(tǒng)中的其他發(fā)電機(jī)在自動調(diào)整勵(lì)磁裝置的作用下，將增加其無功功率輸出，從而使某些發(fā)電機(jī)、變壓器或線路過電流，其后備保護(hù)可能因過電流而動作，使故障范圍擴(kuò)大。一臺發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，由于該發(fā)電機(jī)有功功

3、率的擺動，以及系統(tǒng)電壓的下降，可能導(dǎo)致相鄰的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間，或電力系統(tǒng)的各部分之2間失步，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，發(fā)生大量甩負(fù)荷。發(fā)電機(jī)的額定容量越大，在低勵(lì)和失磁時(shí)，引起的無功功率缺額越大。電力系統(tǒng)相對失磁發(fā)電機(jī)的容量倍數(shù)越小，則補(bǔ)償這一無功功率缺額的能力越小。因此，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量與電力系統(tǒng)的容量之比越大時(shí)，低勵(lì)或失磁故障對電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴(yán)重。2、對發(fā)電機(jī)本身來說，主要表現(xiàn)在以下幾方面：由于出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)差頻電流。差頻電流在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生額外損耗，如果超出允許值，將使轉(zhuǎn)子過熱。特別是高利用率的直接冷

4、卻方式大型機(jī)組，其熱容量裕度相對降低，轉(zhuǎn)子更容易過熱。而流過轉(zhuǎn)子表層的差頻電流，還可以使轉(zhuǎn)子本體與槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴(yán)重的局部過熱甚至灼傷。3低勵(lì)或失磁的發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行之后，發(fā)電機(jī)的等效電抗降低，由變?yōu)榛颍瑥碾娏ο到y(tǒng)中吸收的無功功率增加。低勵(lì)或失磁前帶的有功功率越大，轉(zhuǎn)差就越大，等效電抗就越小，所吸收的無功功率就越大。在重負(fù)荷下失磁后，由于過電流，將使發(fā)電機(jī)定子過熱。對于高利用率的直接冷卻式大型汽輪發(fā)電機(jī)，其平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小，慣性常數(shù)也相對降低，轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面，也呈現(xiàn)較明顯的不對稱。由于這些原因，在

5、重負(fù)荷下失磁后，這種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動。對于水輪發(fā)電機(jī)，由于平均異步轉(zhuǎn)矩最大值更小，以及轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面不對稱，在重負(fù)荷下失磁運(yùn)行時(shí)，也將出現(xiàn)類似情況。這種情況下，將有很大甚至超過額定值的電磁轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機(jī)的4軸系上，并通過定子傳遞到機(jī)座上。此時(shí)，轉(zhuǎn)差也作周期性變化，其最大值可能達(dá)到4%~5%，發(fā)電機(jī)周期性地嚴(yán)重超速。這些情況，都直接威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。低勵(lì)或失磁運(yùn)行時(shí)，定子端部漏磁增強(qiáng)，將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。由于發(fā)電機(jī)低勵(lì)和失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電本身的上述危害，為保證電力系

6、統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全，必須裝設(shè)低勵(lì)—失磁保護(hù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)低勵(lì)和失磁故障并采取必要的措施。5（三）發(fā)生低勵(lì)或失磁故障后可采取的措施大型機(jī)組的勵(lì)磁環(huán)節(jié)多，滅磁開關(guān)誤動、設(shè)備故障、人員過失等造成低勵(lì)和失磁的原因很復(fù)雜；低勵(lì)和失磁后，發(fā)電機(jī)頂子回路的參數(shù)又不會突然發(fā)生變化；轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)可能發(fā)生突然變化，但往往又難于與其他非失磁故障和異常工況相區(qū)別。因此對于大型機(jī)組，低勵(lì)-失磁保護(hù)裝置難于做到對不論什么原因造成的低勵(lì)和失磁故障，都能有選擇性地和迅速地動作。失磁保護(hù)檢出失磁故障后，可以采取的措施之一，就是迅速將失磁的發(fā)電機(jī)從電力系統(tǒng)中

7、切除，這是最簡單的辦法。但是，失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身的危害，并不像發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路那樣迅速地表現(xiàn)出來。另一方面，大型機(jī)組，特別是汽輪發(fā)電機(jī)，突然跳閘會給機(jī)組本身及其輔機(jī)造成很大的沖6擊，對電力系統(tǒng)也會加重?cái)_動。因此，對于汽輪發(fā)電機(jī)，失磁后還可以采取另一種措施，即監(jiān)視母線電壓。當(dāng)電壓低于允許值時(shí)，為防止電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩或造成電壓崩潰，迅速將發(fā)電機(jī)切除；當(dāng)電壓高于允許值時(shí)，則不應(yīng)當(dāng)立即把發(fā)電機(jī)切除，而是首先采取切換勵(lì)磁電源、切換廠用電源以及迅速降低原動機(jī)出力等措施，并隨即檢查造成失磁的原因和予以消除，使機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行，以避

8、免不必要的事故停機(jī)。如果在發(fā)電機(jī)允許的時(shí)間內(nèi)，不能消除造成失磁的原因，則再由保護(hù)裝置或由人操作停機(jī)。運(yùn)行時(shí)間證明，這是一種合理的方法，在當(dāng)前我國的電力系統(tǒng)中，10~30萬kW的大型機(jī)組，有多次在失磁之后用上述方法避免事故停機(jī)的成功事例。如果是低勵(lì)，則比完全失磁更嚴(yán)重。原因是低勵(lì)時(shí)7尚有一部分勵(lì)磁電壓，后