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      詳解發電機進相運行的危害

      作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-05-12

        所謂發電機的進相運行,是指發電機勵磁電流降低,使其無功輸出在零以下,嚴重者,是發電機完全失去勵磁。此時,發電機將從電網中吸收無功,使系統電壓降低;系統中大容量的主力機組發生進相運行時,則可能引起系統震蕩。

        如果減少發電機勵磁電流,使發電機電勢減小,功率因數角就變為超前的,發電機負荷電流產生助磁電樞反應,發電機向系統輸送有功功率,但吸收無功功率,這種運行狀態稱為進相運行。‍

        1進相運行的主要后果:

        1.靜態穩定性降低;

        2.端部漏磁引起定子端部溫度升高;

        3.廠用電電壓降低;

        4.由于機端電壓降低在輸出功率不變的情況下發電機定子電流增加,易造成過負荷。

        2發電機組失磁進相運行的危害

        同步發電機突然失去勵磁是電力系統比較常見的一種故障。機組失磁的主要原因有:勵磁回路開路、勵磁繞組短路、勵磁調節器故障、滅磁開關誤跳閘以及運行人員的誤操作等。

        發電機進相運行的危害

        同步發電機失磁后,機組轉子勵磁電流逐漸衰減,發電機很快由遲相運行轉入進相運行,并由原來正常運行時向系統輸送無功轉為失磁進相運行時從系統吸取無功。從系統吸取的無功功率主要是用來建立機組的勵磁。

        發電機失磁后機端定子電壓會顯著降低,系統電壓也會降低,系統內用電設備電流增加。發電機組失磁進相運行的危害主要有以下幾個方面:

        1)定子電流增大。發電機組失磁異步進相運行時,機組要從系統吸取較大的無功,定子電流會明顯增大;又因為電壓的降低,在機組輸出有功一定的情況下,定子電流也要大一些,會導致定子溫升比正常時較高,考驗機組絕緣耐熱水平。

        2)轉子過熱和振動。發電機失磁異步進相運行時,定子還有負序磁場。負序磁場對轉子有雙倍同步轉速的相對運動,因此在轉子繞組以及轉子本體中則會感應出兩倍額定頻率(100Hz)的電流,這樣會加劇轉子過熱水平。這些電流不僅流過轉子的本體,還流過護環、槽契與齒以及套箍的許多接觸面,這些地方電阻高,發熱尤為嚴重,可能產生局部過熱,破壞轉子部件的機械強度和繞組絕緣。因此,兩倍頻率電流引起轉子的發熱對汽輪發電機特別危險。

        3)發電機失磁進相運行對系統電壓的影響。發電機失磁后要從系統吸取無功功率,主要由兩部分組成:一部分是提供電機所需的勵磁無功;另一部分是定、轉子漏抗中消耗的無功。如果失磁機組的單機容量較大,系統容量較小,系統電壓將會顯著下降,使電力系統各部分之間失步,伴隨著異步振蕩,系統內將甩掉大量負荷,甚至造成整個系統崩潰瓦解。

        4)對其他用電設備的影響。一旦電網電壓降低,會導致機組附近網內用電設備低壓跳閘,如交流接觸器低壓瞬時釋放跳閘、變頻設備低壓保護跳閘等,會對正常用電造成影響b]。

        3防止發電機組失磁進相運行措施

        由于勵磁調節器故障,引發機組失磁進相運行,為了避免機組長期失磁運行,制定發電機組勵磁系統運行方式及操作要點,避免類似情況發生。

        1)勵磁通道切換操作:勵磁通道切換就地進行。檢查勵磁調節器裝置A處于“跟蹤”狀態,將就地勵磁柜“就地/主控”轉換開關打至“就地”位置,將“通道切換”轉換開關由“通道B”打至“通道位置,檢查勵磁調節器A“自動運行”亮起,將“就地/主控”轉換開關打至“主控”位置,操作完畢。原則上規定勵磁系統無異常時不進行勵磁通道切換操作。

        2)勵磁通道運行中或切換中勵磁調節器轉為“手動運行”故障處理操作:將就地勵磁柜“就地/主控”轉換開關打至“就地”位置,調整“運行”轉換開關至“恒無功”或“恒功率因數”,再打回“恒電壓”位置,如果故障未消除,則進行就地勵磁通道切換操作。

        3)增磁/減磁操作:可在后臺監視屏上進行“增磁/減磁”完成操作,或就地將“就地/主控”轉換開關打至“就地”位置,扭動“增磁/減磁”旋鈕完成操作。增磁/減磁操作不宜過快。

        4)勵磁通道故障報警故障處理操作:立即檢查勵磁參數變化情況,若發電機出口電壓出現大幅度電壓降落如10kV以下,或者電壓有持續下降趨勢,應立即進行增磁操作。就地按動勵磁調節器“復歸”按鈕(注意不是“復位”按鈕,一般情況下嚴禁按動“復位”按鈕),可消除故障報警。如果勵磁通道報警無法消除,且“增磁/減磁”操作無法進行,則進行勵磁通道切換操作。

        5)運行人員應注意機組無功出力情況,防止機組長時間運行在進相狀態,一旦出現無功功率《0報警信號,則應立即通過切換通道或轉為手動方式逐步增磁,確保機組無功功率在4—12MVar之間。

        6)失磁異步運行允許負荷及允許持續時間作出明確規定,即O.4(只為額定功率)時允許持續運行30min;0.5Pn時允許持續運行15min。在額定或接近額定有功功率運行的發電機一旦發生失磁情況后,應迅速采取措施減負荷,必須在30S內將有功負荷降到上述允許負荷。

        發電機進相運行的危害,發電機不完全縱差保護的交流接入回路示意圖

        發電機進相運行事故處置措施

        4發電機進相運行現象:

        1、發電機無功變為負值。

        2、發電機出口電壓、220kV母線電壓、6kV廠用母線電壓降低。 3、定子線圈溫度,定子端部鐵芯溫度升高。 二、發電機進相運行處理:

        1、 維持系統電壓正常,保證系統穩定性,網上電壓低時,禁止 進相運行。

        2、進相運行時,維持發電機出口電壓在±5%Un范圍內,防止發 電機靜穩極限降低。

        3、保證發電機冷卻水溫、水壓、流量在額定參數范圍內。 4、監視定子溫升不超規定,尤其是定子端部溫度不超過120℃。 5、發電機進相運行期間,各部分溫度、溫升超過運行限額,手動增加無功負荷。

        6、發電機進相運行期間,發電機定子電壓、定子電流不能超過運行限額,否則聯系調度減少有功。

        7、發電機進相運行中,應按調度給定進相深度目標微量細調平穩操作。接近給定深度時,操作要平穩微調,并嚴密監視發電機無功變化和6kV廠用母線電壓。

        8、發電機進相運行期間,出現失步振蕩現象時,應立即增加 勵磁電流直至遲相運行。必要時減小有功負荷,仍不能拉入同步時,按照值長命令解列機組。

        9、在調整進相深度過程中,應注意相鄰機組的無功負荷,力求合理分配。如果按調度給定進相深度目標調整到主變高壓側電壓仍高于調度給定的電壓曲線,應立即匯報調度,并按調令執行。

        10、當無功負荷調至給定進相深度時,運行人員應認真監盤,精心調整操作盡力保持運行工況穩定,不得超過發電機的出力曲線及V形曲線的限額。謹防有功負荷大幅度變化,導致無功進相深度變化使發電機功角增大,超過靜穩極限失步振蕩。

        11、發電機進相運行中,每小時記錄一次發電機各部溫度。 12、發電機進相運行如果無功負荷、端部溫度、6kV廠用工作母線電壓達到限制條件時,應立即增加勵磁電流至遲相穩定運行,使各限制條件均在允許范圍內運行。

        5結語

        失磁進相運行會影響發電機自身設備穩定運行,引發系統電壓波動及造成部分網內設備低壓保護動作跳閘。通過加強監視管理,采取部分報警措施,一旦發生機組失磁進相運行情況,立即采取降負荷或手動增磁的手段提高機組無功出力,減少對系統和廠用電壓的影響。因此需要機組運行人員密切關注機組無功出力,避免機組長期失磁進相運行。

      Tags:發電機,進相運行,危害  
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