发电机组的失磁原因及影响

发电机组的失磁原因及影响1、发电机失磁后出现的电气特征：发电机失磁故障是指励磁电流突然全部消失或部分消失(低励)，励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)。失磁原因一般有三种：(1)励磁回路开路、励磁绕组断线、灭磁开关误动作、励磁调节装置的自动开关误动、可控硅励磁装置中部分元件损坏。(2)励磁绕组由于长期发热、绝缘老化或损坏引起短路(3)运行人员调整不当出现误操作等。发电机失磁后，它的各种电气量和机械量都会发生变化，且将危及发电机和系统的安全运行。发电机失磁后的电气特征主要表现如下：发电机正常运行，向系统送出无功功率，失磁后将从系统吸取大量的无功功率，使机端电压下降。当系统缺少无功功率时，严重时可能使电压降到不允许的数值，以致破坏系统稳定。发电机电流增大，失磁前送有功功率越多，失磁后电流增大越多。发电机有功功率方向不变，继续向系统送有功功率。发电机机端测量阻抗，失磁前在阻抗平面R-X坐标的第一象限，失磁后测量阻抗的轨迹沿着等有功阻抗圆进入第四象限。随着失磁的发展，机端测量阻抗的端点落在静稳极限阻抗圆内，转入异步运行状态。2、发电机失磁后机端测量阻抗的变化轨迹:发电机从失磁开始到进入稳定的异步运行，一般可分为三个阶段：2.1发电机从失磁到失步前：发电机失磁开始到失步前的阶段，发电机送出的功率基本保持不变，而无功功率在这段时间内由正值变为负值。发电机端的测量阻抗为：Z=Us2/2P+jXs+Us72P*ej20<D=tg_1Q/PP—失磁发电机送至无限大系统端的有功功率；Q—失磁发电机送至无限大系统端的无功功率；Xs一系统阻抗，包括变压器和线路的阻抗。P、Us、Xs为常数，不随时间变化，而Q随时间变化，则中也随时间变化，故在机端阻抗平面上是一个圆方程，称为等有功圆，圆心和半径分别为：(Us2/2P,Xs),Us2/2P2.2静稳极限点：设发电机的Ed与系统Us的夹角为5。当6被加速拉大到90°时，发电机处于失去静稳的临界点。汽轮发电机机端的测量阻抗为：Z=-j(Xd-Xs)/2+j(Xd+Xs)/2*ej2a>式中Xd——发电机的纵轴同步电抗。在机端阻抗平面上是一个方程，称为静稳极限阻抗圆，其圆周表示不同有功功率P在静稳极限点的机端测量阻抗的轨迹，圆内为失步区。其圆心和半径分别为：[0,-j(Xd-Xs)/2),(Xd+Xs)/22.3失步后的异步运行阶段：异步运行时机端测量阻抗与转差率S有关，当转差率S由-8——+8变化时，机端测量阻抗变化的轨迹一定在下述阻抗圆内，其圆心和半径分别为：(0,-j(Xd+X'd)/2),(Xd-X'd)/2式中X，d——发电机的纵轴暂态电抗。称该圆为异步边界阻抗圆。对于发电机一变压器组，当发电机失磁后自系统吸取大量无功功率，在联系电抗Xs上有较大的电压降落，致使发电机电压及主变压器高压侧电压下降。根据分析，若保持变压器高压侧电压为恒定，改变有功功率和无功功率，则机端测量阻抗是一个圆，称为等电压圆。上图为系统阻抗连接原理图，下图为静稳边界阻抗圆图:际检异步边界取执,I>R际检异步边界取执,I>R3、发电机失磁后对系统产生的影响：发电机失磁后对系统产生的影响有：发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率，而且还要从系统中吸取无功功率，将造成系统电压下降。为了供给失磁发电机无功功率，可能造成系统中其它发电机过电流。4、发电机失磁后对发电机本身产生的影响：发电机失磁后对本身产生的影响有：发电机失磁后，转子和定子磁场间出现了速度差，则在转子回路间中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热。发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动，转差率越大，振动也越厉害。发电机失磁后，如果不减小发电机有功功率，为维持发电机等功率运行，会造成发电机定子过电流运行，使发电机定子绕组发热。发电机失磁后，若不失步，无直接危害。失步后，对发电机及系统有不利影响。故应装设失磁保护。5、汽轮发电机失磁后允许运行的条件是：系统有足够供给发电机失磁运行的无功功率，以不致造成系统电压严重下降为限。降低发电机有功功率的输出，使之能在很小的转差率下，在允许的一段时间内异步运行，即发电机应在较少的有功功率下失磁运行，使之不致造成危害发电机转子的发热与振动。发电机正常进相运行时保护装置不应该误动作，可以允许发电机正常运行。6、失磁保护的判据和构成：机端阻抗圆判据，用于检测失磁故障与否；系统线电压，用于监视母线系统电压保障系统安全；对于汽轮发电机组，失磁后母线电压低于允许值后，带时限动作于解列或程序跳闸。失磁后当母线电压未低于允许值后，动作于信号、切换厂用电源，在有条件时也可以动作于自动减出力。机端线电压，用于监视发电机端电压，确保机组和厂用电系统安全运行;发电机转子励磁电压，用于检测发电机转子是否全部失压或部分失压，用于闭锁条件；电压回路闭锁，保证在外部短路、系统振荡以及电压回路断线等情况下防止保护装置误动作。7、大型发电机组失磁后应该采取的措施：在保护装置未动作的前提下，可以通过运行人员的调整，使发电机组有功功率控制在30%-40