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文档简介

1、发电机异常运行状态分析及处理1、 发电机静子电流三相不对称定子三相电流不对称:主要危害是将产生负序电流。负序电流:A、B、C三相达到最大值的顺序与正序电流方向相反,这种性质的电流就称为负序电流。产生负序电流的危害是,负序电流在静子绕组中产生负序磁场相对转子为两倍的工频转速,切割转子绕组,在转子绕组中产生100Hz的电流,致使转子绕组导体发热严重,产生振动。且此倍频电流在转子中部延轴向流通,造成转子端部局部高温,甚至可能引起护环松胶的危险。针对负序电流,在转子绕组上加一阻尼电阻,对负序电流产生阻尼做用,使负序电流减小。发电机三相静子电流不平衡对于汽轮发电机来说,转子表面发热的危害是主要的。150

2、MW发电机在其DCS画面参数中有负序电流这一参数,正常运行时不能超过额定电流的8%即517A。而发电机装设的不对称过负荷就是对发电机三相电流不对称的保护,运行中根据三相静子电流是否平衡及监视负序电流大小,两者相结合来判断。2、 发电机的失磁运行发电机失磁:由于各种原因,致使发电机转子绕组失去励磁电流,使转子磁场消失。失磁的原因:MK开关掉闸、转子绕组或励磁回路开路、励磁系统故障。失磁的危害失磁后,发电机由迟相运行转为进相运行,发电机即发有功又发无功的状态称为迟相运行。发电机只发有功而不发或吸收功的状态称为进相运行。发电机失磁后,转子磁场消失,由同步运行转为异步运行,从系统吸收无功功率建立磁场,

3、在转子绕组中产生滑差电流,此电流产生制动力矩使发电机使发电机发出有功,2)因差频电流的存在,引起静转子局部过热。3)晶闸管励磁系统中发生失磁时,在转子绕组中产生反向过电压。4)大型机组发生失磁,会从网上吸收无功,吸收无功的多少取决于发电机发出有功的多少,失磁后的发电机将导致系统电压降低,对发电机本身也一定的危害,破坏系统的稳定运行,因而大容量的发电机不允许失磁运行。1. 失磁的判断:1)根据发电机运行参数的变化,2)根据保护动作的情况,3)报警信号。(失磁保护动作后。第一时限减出力,第二时限切换厂用,第三时限保护作跳机2. 失磁的处理:首先确证失磁保护动作,主开关及灭磁开关跳闸,厂用系统已切至

4、备用电源供电,检查静态励磁系统,转子绕组回路。发电机滑环碳刷,对A、B柜失磁保护动作情况检查,对功率柜、MK开关的检查,如有明显故障,尽快处理,故障消除后,零起升压至额定值,升压过程中,观察有无异常,如无异常,将发电机与系统并列,若故障不明或暂时处理不了,应做好安全措施后,详细检查处理。3、发电机电压变化时影响;发电机正常运行发出无功的多少完全取决于用户,分为1)、感性无功,对主极磁场起去磁作用,2)、容性无功,对主极磁场起增磁作用,3)、阻性负载,使发电机气隙磁场发生畸变。无功功率是根据电磁感应原理而工作的设备不可缺少的,它即建立磁场,又进行能量的转换。系统的电压水平取决于无功功率的分布,与

5、系统的运行方式,潮流分布,外界负荷等有关,有时通过改变变压器的分接头开关调整电压,实际上也就是改变无功功率的分布。发电机电压的变化范围是土5%的额定电压,最大允许运行范围是土10%的额定电压,厂用电动机电压变化范围;低压-5%+10%。150MW机组电压运行范围在14.916.4KV之间。发电机电压高的危害:当人为调使电压升高无功增加,励磁电流增加,使转子电流增大,引起转子表面、转子绕组温度升高;定子磁通饱和漏磁通增加,定子铁芯发热,使发电机定子铁芯局部出现高温,发电机电压太高将对发电机的静子绝缘构成威胁。定子结构部件可能出现局部高温。发电机电压低的危害:1)静子绕组过热(因静子电流增大)P=

6、v/3Ux-xIx-xCOS),当Ux-x下降时保证出力不变,Ix-x一定增大,才能维持有功不变。2)对发电机电压调节有影响,当励磁电流过低时,有可能落在空载曲线的直线部分,当励磁电流发生很小的变化时,静子电压变化很大。3)影响静稳特性,Pmax=UE/XdSINS,P不变,U降低,S增大,使系统极限输送能力降低,系统静稳能力下降。4)使厂用辅机出力降低,因转距与电压的平方成正比。发电机频率变化时的影响一般规定了3000MW及以上的系统频率变化范围为士0.2HZ(49.850.2HZ),3000MW以下的发电机频率变化范围为士0.5HZ(49.550.5HZ)。频率升高的影响:1)频率高,转速

7、高,转子离心力大,会使发电机转子某些部件损坏,汽机超速。2)使损耗增加,引起铁芯温度升高,电压也会升高,使铁芯饱和。频率降低的影响:1)发电机静、转子绕组发热(固鼓风量减小,冷却条件变坏);2)使系统无功负荷增加,发电机励磁电流增大,使转子发热;因发电机端电压与频率成正比。3)对厂用系统电压的影响,厂用转机的出力大幅下降,有可能形成恶性循环,发展成频率崩溃;4)频率低可能引起共振,造成汽轮机叶片断裂。4、发电机静稳与功率振荡发电机静稳是指发电机输出的电磁功率是按照稳定规律进行变化的,称之为静稳。也就是发电机在受到扰动时,发电机保持同步运行的能力。实际上发电机输出的电磁功率与功角为正弦关系,我们

8、称之为发电机的功角特性。发电机的功角是指发电机电势与端电压之间的夹角或发电机主磁场与气隙磁场轴线的夹角,前者是从电路的关系来看,后者是从磁场关系来看,因发电机所输出的电磁功率与功角成正弦关系,所以功角在090度范围内变化时,功角与电磁功率成正比关系,功角越大电磁输出功率就越大,即发电机在功角特性曲线上升部分的点都是稳定的但不能超过90度,如超过进入下降部分的点,由功角特性可知功角增大时,电磁输出功率反而减小,当功角减小时,电磁输出功率反而增大,这样发电机的机械输入功率与电磁输出功率不能平衡,从而发生激烈的功率振荡。发电机正常运行时功角约为30-40度左右,不能接近90度,发电机从发热角度考虑,

9、S越大,P越大,发电机各部温度越高,对发电机的安全造成威胁,从发电机静稳特性来看,如把发电机过载能力提高,(发电机的过载能力是指最大电磁功率与额定功率比值)根据公式,Pmax=UE/XdSINS可知,一是增大励磁电流,提高发电机电势E,但这样会使发电机励磁绕组过热。二是减小发电机同步电抗X,也就是增大发电机气隙宽度,这样为了保证发电机气隙磁通不变,要增加励磁绕组的安匝数才能满足要求,使发电机体积增大。综上所述,发电机功角在正常运行时在30-40度就可以了。发电机发生振荡的原因:一是同期振荡就是指发电机功率平衡点在功角曲线上升范围内发生小的变化,在短时间内发电机的输出功率波动,但最终又能稳定在功

10、率平衡点上继续保持同步运行。二是非同期振荡就是指发电机功率平衡点在功角曲线下降范围内发生变化,发电机不能稳定在新功率平衡点上运行,从而发生激烈的振荡。发电机振荡的原因:1)A静态稳定的破坏,如运行方式的突然改变B发电机与系统联系的阻抗增加,如较长线路中部分线路跳闸或误操作C电力系统中功率发生严重不平衡,如甩负荷,联络线路跳闸,D大型机组失磁,E原动机调速系统失灵。危害:使发电机长时间遭受变化的持续过电流的危害。处理原则A、增大励磁电流,增加电势,加强定转子之间的电磁联系B、减小有功,减小制动转距,以达到减小功角S的目的。采取以上两方面的措施使发电机易拉入同步运行。5、发电机变为电动机运行发电机变电动机就是指发电机在正常运行时,主汽门突然关闭,发电机由发出有功变为吸出有功的运行状态。从发电机的原理上可知发电机的运行状态完全是可逆的,但与其同轴的汽轮机则是不允许无蒸汽运行的

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