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發電機失磁的原因及危害
江蘇中動電力設備有限公司 / 2018-10-17

一、發電機失磁的原因

發電機正常運行過程中,勵磁突然全部或部分消失,稱為發電機失磁。發電機失去勵磁的原因一般可歸納為勵磁回路開路或短路,包括勵磁機、勵磁變或勵磁回路的故障、誤碰勵磁開關、切換備用勵磁不當、勵磁系統失去廠用電源、轉子繞組或勵磁回路開路或轉子繞組嚴重短路、半導體勵磁系統發生故障、轉子滑環著火或燒斷。

1、勵磁變故障跳閘引起發電機失磁

由于該變壓器存在絕緣制造缺陷,或運行中絕緣缺陷逐步惡化,產生放電現象,導致勵磁變保護動作跳閘,失磁保護動作導致機組跳閘。應嚴格執行規程、標準,開展定期試驗、落實情況、排查問題。對照相關規程、標準,認真開展絕緣專業定期試驗落實情況。

2、滅磁開關跳閘引起發電機失磁

滅磁開關跳閘原因包括:(1)DCS上誤發滅磁開關跳閘指令;(2)出口繼電器故障發出滅磁開關跳閘指令;(3)集控室電氣立盤滅磁開關跳閘按鈕接點吸合發出跳閘指令;(4)勵磁小間就地控制盤手動分開滅磁開關;(5)滅磁開關控制回路電纜絕緣下降;(6)開關本體機械跳開滅磁開關;(7)直流系統瞬時接地導致滅磁開關跳閘。

3、勵磁滑環打火引起發電機失磁

事故原因為碳刷壓簧壓力不均,造成部分碳刷電流分布不均,致使個別碳刷電流過大,引起發熱。另外碳刷存在臟污現象,污染了碳刷和滑環接觸面,造成部分碳刷和滑環接觸電阻增大繼而出現打火,另外正、負極碳刷磨損程度不均衡,負極磨損一直比正極嚴重,因磨損嚴重造成滑環表面不平度加大,因未及時得到控制造成滑環環火。

4、直流系統接地引起發電機失磁

直流系統發生正極接地后,由于長電纜存在分布電容,而電容兩端電壓不能突變,引起發電機滅磁開關外部跳閘回路長電纜電容電流流經其外部跳閘出口中間繼電器,繼電器動作跳開發電機滅磁開關,造成發電機失磁保護動作跳機。

5、勵磁調節系統故障引起發電機失磁

發電機勵磁系統調節器 EGC 板故障,造成發電機勵磁調節器轉子過電壓保護動作,導致失磁保護動作跳閘。

6、整流柜全停引起發電機失磁

在啟動電泵過程中,引起系統電壓降低,勵磁系統發出輔助電源故障報警,由于切換回路繼電器輔助觸電電阻過大,導致電源切換失敗,整流柜風機無法正常運行,導致整流柜超溫跳閘,失磁保護動作,機組停運。整流柜交流側電源開關觸頭的鍍銀層薄或質量低劣,運行中銅與空氣接觸產生氧化層,造成觸頭接觸電阻增大,隨著電流增大,溫度升高導致觸頭過熱,處理過程中導致失磁保護動作,機組跳閘。

二、發電機失磁的危害

1、發電機失磁對電力系統的危害

1)發電機發生失磁時,低勵或失磁的發電機將從系統中吸收無功功率,這將使得電力系統的電壓下降,如果電力系統容量較小或者無功功率儲備不足的話,那就會使發電機的機端電壓、升壓變壓器高壓側的母線電壓或其它鄰近點的電壓低于允許值,這樣就會破壞負荷與電源間的穩定運行,甚至會使電力系統發生電壓崩潰現象。

2)當發電機發生低勵或失磁時電壓下降,系統中其它發電機在自動調整勵磁裝置的作用下將會增加其無功功率輸出,這樣就會導致系統中的某些電氣元件。如變壓器或輸電線路產生過電流,使后備保護動作切除過載元件,擴大了故障范圍。

3)發電機發生低勵或失磁時,由于有功功率的擺動以及系統電壓的下降,有可能導致相鄰正常運行的發電機與系統之間或電力系統各部分之間失步,使系統振蕩而大量的甩負荷。

2、發電機失磁對發電機本身的危害

發電機失磁后,不但對電力系統會產生很大的危害,而且對發電機本身也會產生一定的危害:

1)由于發生失磁時出現轉差,在發電機轉子中會出現差頻電流。差頻電流在轉子回中產生的損耗如果超過允許值將會使轉子過熱。而流過轉子表層的差頻電流還會使轉子本體在與槽楔和護環的接觸面上發生嚴重的局部過熱甚至灼傷。

2)低勵或失磁的發電機進入異步運行狀態后發電機的等效電抗降低,從系統吸收的無功功率不斷增加。在重負荷失磁后,由于產生過電流將使發電機定子過熱。

3)對于直接冷卻高利用的大型汽輪發電機,在重負荷失磁后,這種發電機的轉矩、有功功率將會發生劇烈的周期性擺動。這時將有很大甚至超過額定值的電磁轉矩周期性作用到發電機軸系上,并通過定子傳遞到機座上。此時轉差也將做周期性的變化使發電機的周期性嚴重的超速。

4)發電機低勵或失磁運行時,由于定子端部的漏磁增強,將會使端部的部件和邊段鐵芯產生過熱。


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