发电机失磁(逆无功)

发电机失磁(逆无功)
发电机失磁(逆无功)

发电机失磁保护(逆无功原理)

一、保护原理

发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志,是逆无功和定子过电流同时出

)。失磁的危害判据有现。逆无功原理的失磁保护主判据是逆无功(-Q)和定子过电流(I

系统低电压(Us<)和机端低电压(Ug<),用来判别发电机失磁对系统及对厂用电的影响。另外,为减少发电机失磁运行时的危害程度,采用发电机有功功率判据(P>)。

减有功

图一发电机逆无功原理失磁保护逻辑图

二、一般信息

2. 1 输入TA/TV定义

注:对应的保护压板插入,保护动作时发信并出口跳闸;对应的保护压板拔掉,保护动作时只发信,不出口跳闸。

2.6投入保护

开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。

2.7参数监视

点击进入发电机逆无功原理式失磁保护监视界面,可监视保护定值,有功功率、无功功率、发电机机端电压、系统低电压等有关信息。

三、保护动作整定值测试

3.1逆无功定值测试

外加三相电流和三相电压,满足过有功和过负荷条件,通过改变电流和电压的夹角来改变无功达动作值使保护出口。记录数据。

3.2 有功功率定值测试

外加三相电流和三相电压,满足逆无功和过负荷条件,增大电流达有功功率动作值使保护出口。记录数据。

3.3 高压侧低电压定值测试

在满足逆无功和过电流条件的同时,在高压侧电压输入端子CA相加电压,改变电压幅值,使t3出口灯亮。记录数据。

3.4 机端低电压定值测试

在满足逆无功和过电流条件的同时,改变机端三相电压幅值,使t2出口灯亮。记录数据。

3.5 过负荷电流定值测试

在满足逆无功和过有功功率条件的同时,增大电流达过负荷定值使t1出口灯亮。记录数据。

3.6 过电流定值测试

在满足逆无功和机端低电压条件的同时,增大电流达过电流定值使t2出口灯亮。记录

数据。

3.7 负序电压定值测试

降低逆无功、过负荷、过电流及有功功率定值,同时提高低电压定值,外加三相电流和三相电压,在满足保护动作条件并有出口灯亮时,改变某一相电压幅值使负序电压计算值达整定值使保护出口灯熄灭。记录数据。

3.8 动作时间定值测试

突然满足逆无功、过有功及过负荷测延时t1;

突然满足逆无功、过电流及机端低电压测延时t2;

四、出厂例行调试

失磁t1逻辑是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t1出口方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t1信号方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t2逻辑是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t2出口方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t2信号方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t3逻辑是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t3出口方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

失磁t3信号方式是否正确(打“√”表示):正确□错误□

发电机失磁危害及处理方法

发电机失磁危害及处理方法 [摘要]分析了发电机失磁的原因及对电力系统和发电机本身的危害,提出了切实可行的处理方法及预防措施。 【关键词】发电机;失磁保护;判据 1、发电机失磁的原因 引起发电机失去励磁的原因很多,一般在同轴励磁系统中,常由于励磁回路断线(转子回路断线、励线机电枢回路断线励磁机励磁绕组断线等)、自动灭磁开关误碰或误掉闸、磁场变阻器接头接触不良等而使励磁回路开路,以及转子回路短路和励磁机与原动机在连接对轮处的机械脱开等原因造成失磁。大容量发电机半导体静止励磁系统中,常由于晶闸管整流元件损坏、晶体管励磁调节器故障等原因引起发电机失磁。 2、发电机失磁对发电机本身影响 (1)发电机失去励磁后,由送出无功功率变为吸收无功功率,且滑差越大,发电机的等效电抗越小,吸收的无功功率越大,致使失磁发电机的定子绕组过电流。(2)转子的转速和定子绕组合成的旋转磁场的转速出现转差后,转子表面(包括本体、槽楔、护环等)将感应出滑差频率电流,造成转子局部过热,这对发电机的危害最大。(3)异步运行时,其转矩发生周期性变化,使定、转子及其基础不断受到异常的机械力矩的冲击,机组振动加剧,威胁发电机的安全运行。(4)当失磁适度严重时,如果有关保护不及时动作,发电机及汽轮机转子将马上超速,后果不堪设想。 3、发电机失磁对电力系统影响 (1)当一台发电机发生失磁后,由于电压下降,电力系统中的其它发电机,在自动调整励磁装置的作用下,将增加其无功输出,从而使某些发电机、变压器或线路过电流,其后备保护可能因过流而误动,使事故波及范围扩大。 (2)低励和失磁的发电机,从系统中吸收无功功率,引起电力系统的电压降低,如果电力系统中无功功率储备不足,将使电力系统中邻近的某些点的电压低于允许值,破坏了负荷与各电源间的稳定运行,甚至使电力系统电压崩溃而瓦解。 (3)一台发电机失磁后,由于该发电机有功功率的摇摆,以及系统电压的下降,将可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间,或电力系统各部分之间失步,使系统发生振荡。 (4)发电机的额定容量越大,在低励磁和失磁时,引起无功功率缺额越大,电力系统的容量越小,则补偿这一无功功率缺额的能力越小。因此,发电机的单机容量与电力系统总容量之比越大时,对电力系统的不利影响就越严重。 4、发电机失磁保护原理 (1)低电压判据 为了避免发电机失磁导致系统电压崩溃同时对厂用电的安全构成了威胁,因此设置了低电压判据。 一般电压取自主变高压母线三相电压,也可选择发电机机端三相电压。三相同时低电压判据:UppPzd 失磁导致发电机失步后,发电机输出功率在一定范围内波动,P取一个振荡周期内的平均值。

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策(2021年)

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策(2021年) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0220

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策 (2021年) 〔摘要〕叙述了大武口发电厂相继投入运行的JLQ-500-3000型交流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流永磁机(付励磁机)和GLT-S型励磁调节器,在运行期间,其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸了11次,严重危及西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况,分析了失磁保护动作的原因,制定了相应的防止对策。 1发电机失磁跳闸的典型事例 (1)1987年9月14日19:23,发现3号机主励磁机炭刷冒火,电气运行值班人员在处理过程中,由于维护经验不足,调整电刷弹簧压力时将正、负极同时提起,使运行中的发电机励磁电流中断,造成失磁保护动作,3号机出口208开关跳闸。 (2)1987年11月28日,全厂2,3,4号机组运行,1号机组停

运,总负荷280MW,4号机组带80MW负荷运行。8:15,4号机励磁系统各表计指示摆动,随之出现“励磁异常”、“强励限制”、“保护动作”等光字。4号机210开关跳闸,励磁调节B柜DZB开关联动,经查低励失步保护动作,励磁回路未发现异常情况。8:21,将4号机并入系统,当负荷加至80MW时,4号机再次出现上述现象,210开关跳闸。经分析认为励磁调节器有隐蔽性故障,故启动备用励磁机运行。4号机励磁调节柜停运后,经检查发现A柜综合放大器和电压反馈的R15电阻、C3滤波电容焊点孔位偏移,接头开焊脱落引起反馈电压波形畸变,导致励磁运行参数摆动,造成瞬间失磁。 (3)1989年6月29日,1,2,3,4号发电机运行,全厂总出力395MW。9:20,1号机无功负荷由65Mvar降至0,并出现“强励动作”、“强励限制”、“过负荷”光字,2号机出现“强励动作”、“强励限制”、“过负荷”、“失磁应减载”光字,调整1号机无功负荷把手加不上,急将调节器由“自动”倒为“手动”方式,将无功负荷增加到40Mvar,同时调整2号机无功负荷,使两台机组各参数趋于稳定。经查1号机有“低励失磁”动作信号,由于值班人员精心监盘,反应敏捷,

功角的概念

功角的概念 ◆y为内功率因数角,d=y-j定义为功角。它表示发电机的励磁电势和端电压之间相角差。功角d 对于研究同步电机的功率变化和运行的稳定性有重要意义。功角是表征同步发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量[1-4],多年来,功角的测量得到了广泛的重视和深入的研究。已有的测量方法从原理上主要有两大类:一类是纯电气测量方法,即采集同步发电机的输出电压、电流或/和其他电气量,进而通过理论分析和计算来获得功角。该类方法最简化的情况就是基于稳态公式或相量图的解析计算法,它在系统稳态运行且发电机的参数比较精确时,能比较准确地计算出功角,而在系统暂态过程中,由于参数时变性、机组铁心饱和等的影响,方法所依赖的解析公式不能成立,导致较大的计算误差。另一类方法需要借助非电量传感器(包含光电或磁电变换)来实现测量。常见的作法是[1-4],在转子轴上设置机械测点或测速齿轮,在转子周围安装光电、电刷或电磁装置,后者接收由前者产生的脉冲信号或其它与转子位置或速度相关的量,进而通过一定的变换来实现功角的测量(以下简称脉冲法)。脉冲法往往需要对发电机本体进行不同程度的改造,工艺复杂,而且由于采用非电量传感器,需借助于比较复杂的信号处理和误差补偿技术,以去除诸如机械加工误差、信号传输延时、轴体扭振等导致的结构性误差;而且针对个案提出的方法很难适用于别的发电机,导致实现代价较大。除了上述两大类常见方法外,还有学者研究了一些很别致的测量方法,如文[5]提出的应用多层前向神经网络的映射功能,通过仿真数据训练并进而用来测量发电机功角的方法,文[7]提出的通过分析机组端电压的零序谐波分量来测量功角的方法,但这些方法的可靠性有待于在实际电力系统进行验证。

电厂发电机失磁保护动作跳闸事件分析报告

电厂#2发电机失磁保护动作跳闸事件分析报告1、事件经过 2006年03月27日9:23时,#2汽轮发电机失磁保护动作跳闸,但在#1电子间#2汽机保护屏前未见任何保护动作信号,询问在场的运行人员答复已将保护屏跳闸信号复归。检查动作记录报文,其中有失磁保护动作与TV断线。于是拉开#1PT刀闸,检查1PT的一次保险和二次接线无开路现象,检查#2PT二次空开下桩头接线B相松动,将其紧固。因怀疑PT一次保险质量不良,用保险丝与1PT一次保险并联后,推上#1PT刀闸,重新起励,控制屏上显示励磁为FCR 方式,检查励磁屏上两通道均有PT断线告警,将其复归(在检查PT 回路拉开1PT刀闸时发出),再次起励升压并网成功。 2、原因分析 (1)保护屏内故障报文,因CPUO和CPUE的报文一样,CPUE的时间更接近实际时间,故以CPUE的报文作为分析依据,相关故障报文如下:

09:17:25:306失磁保护动作t1(0.5s) 09:17:26:303失磁保护动作t2(1s) 09:17:28:291主汽门关闭 09:18:48:463发电机3W定子接地TV1断线 09:18:35:541发电机3U0定子接地TV1断线 09:19:00:393发电机逆功率TV1断线 09:19:01:388发电机失磁保护TV1断线 可知故障是因#2发电机失磁引起失磁保护动作跳开发电机出口开关502,联跳主汽门。综合检查情况,基本可排除PT断线的因素造成,PT断线保护可闭锁,励磁也可切换到手动通道,保护出口前无PT断线信号,TV1断线信号是在发电机开关跳闸甩负荷后发出的,为甩负

荷时系统冲击引起(3W、3U0定子接地同理),现场检查PT也未开路,从失磁保护报文看,保护启动正确,当时检测到的参数已达到动作范围。 (2)造成失磁的原因由于分析素材不足,难以作出准确的判断,但可能是: ①励磁装置自行误动作减磁或灭磁。 ②不排除有人在触摸屏检查时误按“灭磁开关跳闸”按键。(正常时黑屏) 3、暴露问题 (1)保护屏上信号复归过快,不利于故障分析。 (2)运行励磁投切方式无记录。

发电机失磁保护介绍(材料详实)

发电机失磁保护介绍 1 概述 同步发电机是根据电磁感应的原理工作的,发电机的转子电流(励磁电流)用于产生电磁场。正常运行工况下,转子电流必须维持在一定的水平上。发电机失磁故障是指励磁系统提供的励磁电流突然全部消失或部分消失。同步发电机失磁后将转入异步运行状态,从原来的发出无功功率转变为吸收无功功率。 对于无功功率容量小的电力系统,大型机组失磁故障首先反映为系统无功功率不足、电压下降,严重时将造成系统的电压崩溃,使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。在这种情况下,失磁保护必须快速可靠动作,将失磁机组从系统中断开,保证系统的正常运行。 引起发电机失磁的原因大致有:发电机转子绕组故障、励磁系统故障、自动灭磁开关无跳闸及回路发生故障等。 2 发电机失磁过程中机端测量阻抗分析 发电机从失磁开始进入稳态异步运行,一般分为三个阶段: (1)失磁后到失步前 (2)临界失步点 (3)异步运行阶段 2.1隐极式发电机 以汽轮发电机经联络线与无穷大系统并列运行为例,其等值电路与正常运行时的向量图如图1所示。

图1 发电机与无限大系统并列运行 图中,d E 为发电机的同步电势,f U 为发电机机端相电压,s U 为无穷大系统相电压,I 为发电机定子电流,d X 为发电机同步电抗,s X 为发电机与系统之间的等值电抗,且有s d X X X +=∑ ,?为受端的功率因数角,δ为d E 与s U 之间的夹角(即功角)。 若规定发电机发出有功功率、无功功率时,表示为jQ P W -=,则 δsin ∑ =X U E P s d (1) ∑∑-=X U X U E Q s s d 2cos δ (2) 功率因数角为 P Q 1tan -=? (3) 在正常运行时,090<δ。090=δ为稳定运行极限,090>δ后发电机失步。 1. 失磁后到失步前 在失磁后到失步前的阶段中,转子电流逐渐减小,Ed 随之减小,随之增大,两者共同的结果维持发电机有功功率P 不变。与此同时,无功功率Q 随着Ed 的减小与的增大迅速减小,按(2)式计算的Q 值由正变负,发电机由发出感性无功转变为吸收感性无功。 此阶段中,发电机机端测量阻抗为 s s s s f f jX I U I jX I U I U Z +=+==& &&&&&& 带入公式jQ P U I s -=??&&,则

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策参考文本

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策参 考文本 使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 〔摘要〕叙述了大武口发电厂相继投入运行的JLQ- 500-3000型交流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流 永磁机(付励磁机)和GLT-S型励磁调节器,在运行期间, 其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸了11次,严重危及 西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况,分析了失磁保护 动作的原因,制定了相应的防止对策。 1 发电机失磁跳闸的典型事例 (1) 1987年9月14日19:23,发现3号机主励磁机炭 刷冒火,电气运行值班人员在处理过程中,由于维护经验 不足,调整电刷弹簧压力时将正、负极同时提起,使运行 中的发电机励磁电流中断,造成失磁保护动作,3号机出口

208开关跳闸。 (2) 1987年11月28日,全厂2,3,4号机组运行,1号机组停运,总负荷280 MW,4号机组带80 MW 负荷运行。8:15,4号机励磁系统各表计指示摆动,随之出现“励磁异常”、“强励限制”、“保护动作”等光字。4号机210开关跳闸,励磁调节B柜DZB开关联动,经查低励失步保护动作,励磁回路未发现异常情况。8:21,将4号机并入系统,当负荷加至80 MW时,4号机再次出现上述现象,210开关跳闸。经分析认为励磁调节器有隐蔽性故障,故启动备用励磁机运行。4号机励磁调节柜停运后,经检查发现A柜综合放大器和电压反馈的R15电阻、C3滤波电容焊点孔位偏移,接头开焊脱落引起反馈电压波形畸变,导致励磁运行参数摆动,造成瞬间失磁。 (3) 1989年6月29日,1,2,3,4号发电机运行,全厂总出力395 MW。9:20,1号机无功负荷由65 Mvar

发电机功角的测量使用说明书

发电机内电势测试仪使用说明书 中国电力科学研究院 2005年1月

目录

1.发电机功角的测量原理 发电机的功角是指发电机的内电势与机端电压之间的夹角,其相量关系如图 E 、U 、δ三者之间的函数关系如下: δ sin ?= ?X U E P (1) 测量发电机功角的关键是测取发电机内电势的空间位置,而内电势本身是不可测量的电气参数,通常人们只能通过测取大轴信号的方法间接获得内电势的空间位置。 2.发电机内电势的计算方法 2.1 电气计算法 电气计算法主要是基于稳态相量的解析法,利用发电机的交/直轴同步电抗参数以及机端电压电流计算获取功角,是纯电气法。在稳态状况下,功角计算的数学模型是准确的,数学模型中的定子电流和机端电压测量值精度也是满足要求的,各个发电企业提供的电气参数准确性就会影响最后内电势的精确度。 PAC-2000中发电机内电势的电气计算法: 考虑到隐极机和凸极机的计算公式的区别只是在Xd 、Xq 是否相等上存在差 U I E J ·I ·X δ ψ

别,为方便起见,发电机内电势电气计算法统一到下面两计算公式,发电机的相量图如下图(这里图需要修改一下): EQ=U+I*Ra+j*I*Xq (1) Eq= EQ+(Xd-Xq)*Id (2) (上述公式中电枢电阻Ra,交轴电抗Xq,直轴电抗Xd需要由厂家提供) 根据提供的发电机各个参数以及PAC-2000采集卡采样的电流、电压的值得到计算所需的各个标幺值 根据上述相量图以及两计算公式,可以得到计算测得的功角δ以及内电势。 2.2 直接测量法。 直接测量法(转子位置测量法或脉冲直接法)。该方法主要是通过在发电机转子轴上设置机械测量点或者测速齿轮,在转子周围安装光电或者电磁装置,通过一定的变换来实现功角测量。由于发电机内电势的方向与发电机转轴位置固定,所以测量内电势需要一个转轴信号,标定好转轴信号与发电机内电势之间的夹角(初始角)。然后,测取转轴信号与机端电压之间的夹角就能确定发电机内电势的位置。 PAC-2000中发电机内电势的直接计算法: a)对PAC-2000 AD采集卡采样中断得到的由内电势测量仪送来的反映空载 电动势和机端电压之间的相角的电压模拟量,进行数字滤波处理,减少 干扰,得到精确的功角 b)根据机端电流、电压的值的变化,对发电机起机过程进行判断,取并网 过程中内电势测量仪送来的反映发电机转子位置的脉冲相位和机端电压 相位差值的电压模拟量即为初功角 c)发电机并网后正常运行过程中的相角与起机检测到的初功角的差值即为

从保护试验中认识失磁保护

从保护试验中认识失磁保护 失磁保护:发电机失磁保护是发电机继电保护的一种。 定义:是指发电机的励磁突然消失或部分消失,当发电机完全失去励磁时,励磁电流 将逐渐衰减至零。由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小,因此,其励磁转 矩也将小于原动机的转矩,因此引起转子加速,使发电机的功角δ增大。当δ超过静态稳 定极限角时,发电机与系统失去同步,此时发电机保护装置动作于发电机出口断路器,是发 电机脱离电网,防止发电机损坏和保护电网稳定运行,这种保护叫失磁保护。 关于失磁保护,大家可以简单理解成发电机没有励磁后,由发电机转变成电动机,发电机 机端测量阻抗,失磁前在阻抗平面R——X坐标第一象限,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。具体失磁过程见附件2. 测试对象:3080(V2.0D)发电机保护装置 测试仪器:昂立测试仪 失磁保护定值定值: Xa 5.77Ω Xb 17.31Ω延时0.4S (1)动作精度 实验方法:测试仪加电压UA 57.74V 0° UB 57.74V 240° UC 57.74V 120°, A:保持IA 90°、IB 310°、IC 210°角度不变,增加电流幅值,步长0.5A,记录动作数 据 (理论值电流从3.33到10为动作区。Imax=57.74/5.77=10 Imin=57.74/17.31=3.33) B:保持IA、IB、IC 幅值5.774A不变,增加电流角度,步长10度,记录动作值,继续增 加角度 直至复归,记录复归值。(理论值IA从60度到120度为动作区)

发电机失磁后的处理措施

发电机失磁后的处理措施 发电机失磁后的象征:发电机定子电流和有功功率在瞬间下降后又迅速上升,而且比值增大,并开始摆动。 (2)发电机失磁后还能发一定的有功功率,并保持送出的有功功率的方向不变,但功率表的指针周期性摆动。 (3)定子电流增大,其电流表指针也周期性摆动。 (4)从送出的无功功率变为吸收无功功率,其指针也周期性的摆动。吸收的无功功率的数量与失磁前的无功功率的数量大约成正比。 (5)转子回路感应出滑差频率的交变电流和交变磁动势,故转子电压表指针也周期性的摆动。 (6)转子电流表指针也周期性的摆动,电流的数值较失磁前的小。 (7)当转子回路开路时,由转子本体表面感应出一定的涡流而构成旋转磁场,也产生一定的异步功率。 处理: (1)失磁保护动作后经自动切换励磁方式、减有功负荷无效而作用于跳闸时,按事故停机处理; (2)若失磁是由于灭磁开关误跳闸引起,应立即重合灭磁开关,重合不成功则马上将发电机解列停机; (3)若失磁是因为励磁调节器AVR故障,应立即将AVR由工作通道切至备用通道,自动方式故障则切换至手动方式运行; (4)发电机失磁后而发电机未跳闸,应在1.5min内将有功负荷减至120MW,失磁后允许运行时间为15min; (5)若失磁引起发电机振荡,应立即将发电机解列停机,待励磁恢复后重新并网。 发电机失磁异步运行时,一般处理原则如下: (1) 对于不允许无励磁运行的发电机应立即从电网解列,以免损坏设备或造成系统事故. (2) 对于允许无励磁运行的发电机应按无励磁运行规定执行以下操作: 1) 迅速降低有功功率到允许值(本厂失磁规定的功率值与表计摆动的平均值相符合), 此时定子电流将在额定电流左右摆动. 2) 手动断开灭磁开关,退出自动电压调节装置和发电机强行励磁装置. 3) 注意其它正常运行的发电机定子电流和无功功率值是否超出规定,必要时按发电机允许过负荷规定执行. 4) 对励磁系统进行迅速而细致的检查,如属工作励磁机的问题,应迅速启动备用励磁几恢复励磁. 5) 注意厂用分支电压水平,必要时可倒至备用电源接带. 6) 在规定无励磁运行的时间内,仍不能使机组恢复励磁,则应将发电机自系统解列. 大容量发电机的失磁对系统影响很大.所以,一般未经过试验确定以前,发电机不允许无励磁运行. 国产300MW发电机组,装设了欠磁保护和失磁保护装置.为了使保护装置字系统发生振荡时不致误动, 将失磁保护时限整定为1S.发电机失磁时,经过0.5S,欠磁保护动作,发电机由自动励磁切换到手动励磁,备用励磁电源投入运行,如果不是发电机励磁回路故障,发电机仍可拉入同步而恢复正常工作. 如果备用励磁投入运行后,发电机的失磁现象仍未消除,那么经过S,失磁保护动作将发电机自系统解列.

发电机失磁保护.

发电机失磁微机保护的研究 摘要:介绍了现阶段的发电机失磁保护装置、发电机失磁保护的4种主要判据,并针对阻抗Ⅱ段和低电压判据延时较长的不足,提出利用发电机功率变化量作为失磁保护辅助加速判据。还研究了失磁保护方案存在的问题,针对相应的问题提出微机失磁保护新方案,并对新方案进行了介绍。 关键词:失磁保护;失磁保护判据;功率变化量;辅助加速判据;微机失磁保护新方案。 0 引言 中国历年来的发电机失磁故障率都比较高,因而,发电机失磁保护受到广泛重视。近年来,国内在发电机失励磁分析和试验方面做了很多工作,取得了很大的成绩。在失磁保护装置方面也已经开发出了多种型号的装置,其性能基本满足了电力系统的要求。现阶段新型微机失磁保护判据组合及作用结果包括如下四方面的内容:a.失磁保护Ⅰ段:定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据、功率判据和无功反向判据组合。失磁保护Ⅰ段投入,发电机失磁时,0.5 s降出力; b.失磁保护Ⅱ段:系统低电压判据、定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据和无功反向判据组合。失磁保护Ⅱ段投入,发电机失磁时, 系统电压低于整定值,延时0.8 s 动作切发变组主断路器、灭磁断路器、厂用电源断路器及励磁系统各断路器; c.失磁保护Ⅲ段:定子阻抗判据、转子电压判据、变励磁转子低电压判据和无功反向判据组合。失磁保护Ⅲ段保护投入,发电机失磁后,延时1.5 s,动作于“报警”,也可动作于“切换备用励磁”,或者动作于“跳闸”,有3种状态供选择; d.失磁保护Ⅳ段:定子阻抗判据和无功反向判据组合。失磁保护Ⅳ段为长延时段,只判断定子阻抗判据,在减出力、切换备用励磁无效的情况下,5 min动作于“跳闸”。 1 发电机失磁后的基本物理过程及产生的影响 发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。对于失磁的原因有:转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。 当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小,因此,其励磁转矩也将小于原动机的转矩,因此引起转子加速,使发电机的功角δ增大。当δ超过静态稳定极限角时,发电机与系统失去同步。发电机失磁后

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策〔摘要〕叙述了大武口发电厂相继投入运行的JLQ-500-3000型交流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流永磁机(付励磁机)和GLT-S型励磁调节器,在运行期间,其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸了11次,严重危及西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况,分析了失磁保护动作的原因,制定了相应的防止对策。 1发电机失磁跳闸的典型事例 (1)1987年9月14日19:23,发现3号机主励磁机炭刷冒火,电气运行值班人员在处理过程中,由于维护经验不足,调整电刷弹簧压力时将正、负极同时提起,使运行中的发电机励磁电流中断,造成失磁保护动作,3号机出口208开关跳闸。 (2)1987年11月28日,全厂2,3,4号机组运行,1号机组停运,总负荷280MW,4号机组带80MW负荷运行。8:15,4号机励磁系统各表计指示摆动,随之出现“励磁异常”、“强励限制”、“保护动作”等光字。4号机210开关跳闸,励磁调节B柜DZB开关联动,经查低励失步保护动作,励磁回路未发现异常情况。8:21,将4号机并入系统,当负荷加至80MW时,4号机再次出现上述现象,210开关跳闸。经分析认为励磁调节器有隐蔽性故障,故启动备用励磁机运行。4号机励磁调节柜停运后,经

检查发现A柜综合放大器和电压反馈的R15电阻、C3滤波电容焊点孔位偏移,接头开焊脱落引起反馈电压波形畸变,导致励磁运行参数摆动,造成瞬间失磁。 (3)1989年6月29日,1,2,3,4号发电机运行,全厂总出力395MW。9:20,1号机无功负荷由65Mvar降至0,并出现“强励动作”、“强励限制”、“过负荷”光字,2号机出现“强励动作”、“强励限制”、“过负荷”、“失磁应减载”光字,调整1号机无功负荷把手加不上,急将调节器由“自动”倒为“手动”方式,将无功负荷增加到40Mvar,同时调整2号机无功负荷,使两台机组各参数趋于稳定。经查1号机有“低励失磁”动作信号,由于值班人员精心监盘,反应敏捷,处理果断,避免了一次1号机失磁跳闸事故(同年6月6日曾发生过上述同样的现象,即造成了跳闸)。事后经分析认为电网无功负荷欠额较大,引起发电机无功负荷超过允许值,各机发生互抢无功现象。 (4)1989年6年30日,1、2、4号发电机运行,总负荷295MW,3号机备用。1号机带有功负荷95MW,无功负荷56Mvar,17:15,1号机无功负荷同时升至80Mvar以上,随之1号机的所有表计指示到零,001MK开关跳闸,出现“保护动作”光字,查系失磁保护动作跳闸。停机后立即检查励磁回路,发现1号机主励磁机失磁开关LMK(系CO2-40/02型直流接触器),原设计容量为40A,实际运行电流达50~60A,一直处于“过载”工况下运行,久而久之过热造成弹簧压力降低,接触不良,加速过热使

发电机运行中失磁对发电机本身的影响

发电机运行中失磁对发电机本身的影响 一、发电机的失磁:同步发电机失去直流励磁,称为失磁。发电机失磁后,经过同步振荡进入异步运行状态,发电机在异步运行状态下,以低滑差s与电网并列运行,从系统吸取无功功率建立磁场,向系统输送一定的有功功率,是一种特殊的运行方式。 二、发电机失磁的原因。引起发电机失磁的原因有励磁回路开路,如自动励磁开关误跳闸,励磁调节装置的自动开关误动;转子回路断线,励磁机电枢回路断线,励磁机励磁绕组断线;励磁机或励磁回路元件故障,如励磁装置中元件损坏,励磁调节器故障,转子滑环电刷环火或烧断;转子绕组短路;失磁保护误动和运行人员误操作等。 三、发电机失磁运行的现象。发电机失磁运行有如下现象: 1)中央音响信号动作,“发电机失磁”光字牌亮。 2)转子电流表的指示等于零或接近于零。转子电流表的指示与励磁回路的通断情况及失磁原因有关,若励磁回路开路,转子电流表指示为零;若励磁绕组经灭磁电阻或励磁机电枢绕组闭路,或AVR、励磁机、硅整流装置故障,转子电流表有指示。但由于励磁绕组回路流过的是交流(失磁后,转子绕组感应出转差频率的交流),故直流电流表有很小的指示值。 3)转子电压表指示异常。在发电机失磁瞬间,转子绕组两端可能产生过电压(励磁回路高电感而致);若励磁回路开路,则转子电压降至零;若转子绕组两点接地短路,则转子电压指示降低;转子绕组开路,转子电压指示升高。 4)定子电流表指示升高并摆动。升高的原因是由于发电机失磁运行时,既向系统送出一定的有功功率,又要从系统吸收无功功率以建立机内磁场,且吸收的无功功率比原来送出的无功功率要大,使定子电流加大。摆动的原因是因为力矩的交变

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策(正式)

编订:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 发电机失磁跳闸原因分析及防止对策(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-2285-36 发电机失磁跳闸原因分析及防止对 策(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 〔摘要〕叙述了大武口发电厂相继投入运行的JLQ-500-3000型交流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流永磁机(付励磁机)和GLT-S型励磁调节器,在运行期间,其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸了11次,严重危及西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况,分析了失磁保护动作的原因,制定了相应的防止对策。 1 发电机失磁跳闸的典型事例 (1) 1987年9月14日19:23,发现3号机主励磁机炭刷冒火,电气运行值班人员在处理过程中,由于维护经验不足,调整电刷弹簧压力时将正、负极同时提起,使运行中的发电机励磁电流中断,造成失磁保护动作,3号机出口208开关跳闸。

发电机功角的实时计算方法

发电机功角的实时计算方法 北极星电力网技术频道作者:梁振光 2004-7-8 摘要:简述了发电机功角的重要性,介绍了确定发电机功角的测量法和计算法,提出一种基于同步相量测量的发电机功角计算模型,该方法利用机端电压、电流采样数据,简单、易于实现,有良好的模型适应性,可用于实时功角计算。通过仿真计算结果表明,该方法具有较好的精度,可满足工程要求。用于全网相量测量系统中,可准确监测功角动态变化,为系统的安全稳定监测提供一定的基础。 关键词:发电机;功角;算法;实时 Real-time Calculation Method of Generator Power Angle Liang Zhenguang (Shandong University, Jinan 250061, China) Abstract: The importance of generator power angle is described in general. Measurement method and calculation method to determine generator power angle are introduced. A generator power angle calculation model based on synchronous phasor measurement is presented. It makes use of generator's sample data of voltages and currents. The method is simple, easy to realize and has good model adaptability. It can be used in real-time power angle calculation. Simulation results reveal that the method has good accuracy and can meet engineering needs. When the method is used in whole net phasor measurement systems, dynamic variations of power angle can be monitored accurately. This provides a foundation for system safety and stability monitoring. Key words: generator; power angle; algorithm; real-time 0 引言 随着电力工业的迅猛发展,系统的容量不断增加,其安全稳定运行越来越重要。经验表明,系统运行的安全与否与其运行状态密切相关,因此,实时、全面地掌握电力系统各部分的运行状态对保证系统的安全、稳定、紧急运行具有重要的意义。发电机作为电力系统中的重要设备,其稳定运行则成为重中之重。发电机的功角不仅是反映发电机内部能量转换的一个重要参数,也是发电机稳定的一个重要标志量。功角的改变与有功功率、无功功率的变化相关联,通过监视功角的变化,为发电机在异常、故障及其失稳情况下的分析,提供了非常重要的参考依据。因此,发电机的功角是电力系统中的一个十分重要的监测量。目前,电力系统中基于GPS的电网运行实时监测系统的研究已十分活跃,本文对其中发电机功角的测量、计算[1-9]进行了研究,并提出了一种基于同步相量测量的发电机功角实时计算方法。

发电机失磁跳闸原因分析及防止对策通用版

安全管理编号:YTO-FS-PD654 发电机失磁跳闸原因分析及防止对策 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

发电机失磁跳闸原因分析及防止对 策通用版 使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 〔摘要〕叙述了大武口发电厂相继投入运行的JLQ-500-3000型交流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流永磁机(付励磁机)和GLT-S型励磁调节器,在运行期间,其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸了11次,严重危及西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况,分析了失磁保护动作的原因,制定了相应的防止对策。 1 发电机失磁跳闸的典型事例 (1) 1987年9月14日19:23,发现3号机主励磁机炭刷冒火,电气运行值班人员在处理过程中,由于维护经验不足,调整电刷弹簧压力时将正、负极同时提起,使运行中的发电机励磁电流中断,造成失磁保护动作,3号机出口208开关跳闸。 (2) 1987年11月28日,全厂2,3,4号机组运行,1号机组停运,总负荷280 MW,4号机组带80 MW 负荷运行。8:15,4号机励磁系统各表计指示摆动,随之出现“励磁异常”、“强励限制”、“保护动作”等光字。4

关于发电机参数、常见故障及故障处理(精)

关于发电机参数、常见故障及故障处理的基本知识 1. 什么叫有功?什么叫无功? 答:在交流电能的发、输、用过程中,用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功;用于电路内电、磁交换的那部分能量叫无功。 2. 什么叫同步发电机的额定容量、额定电压、额定电流 ? 答:额定容量是指该台发电机长期安全运行的最大输出功率。 额定电压是该台发电机长期安全工作的最高电压,发电机的额定电压指的是线电压。额定电流是该台发电机正常连续运行时的最大工作电流。 3. 什么叫力率?力率的进相和迟相是怎么回事? 答:交流电机的功率因数也叫力率,它等于有功功率与视在功率的比值。 所谓力率的进相就是送出有功吸收无功的运行状态; 力率的迟相就是既发有功又发无功的运行。 4. 调节有功的物理过程怎样?调节有功负荷时要注意什么? 答:根据电机的功角来谈谈调节有功的过程, 这时假定发电机的励磁电流不变, 系统的电压也不变。 (1 增负荷过程:当开大汽门时,发电机转子轴上的主力矩增大, 此时由于电功率还没开始变, 即阻力矩的大小没有变, 故转子要加速,使转子和定子间的夹角就拉开一些,根据电机本身的功角特性, 功角一增大,电机的输出功率就增大,也即多带负荷, 转子会不会一个劲儿地加速呢?正常时是不会的, 因为电机多带了负荷, 阻力矩就增大, 当阻力矩大到和主力矩平衡时,转子的转速就稳定下来,此时,发电机的出力便升到一个新数值。

(2 减负荷过程:当关小汽门时,发电机转子轴上的主力矩减小,于是转子减速,功角变小,当功角变小时, 电磁功率减少, 其相应的阻力矩也变小, 当阻力矩减小到和新的主力矩一样大时,又达到新的平衡,此时电机便少带了负荷。 调节有功负荷时注意两点: (1 应使力度尽量保持在规程规定的范围内,不要大于迟相的 0。 95,因为力率高说明与该时有功相对应的励磁电流小, 即发电机定、转子磁极间用以拉住的磁力线少, 这就容易失去稳定,从功角特性来看,送出的有功增大,功角就会接近 90度,这样也就容易失去稳定。 (2 应注意调负荷时要缓慢,当机组提高出力后,一般其过载能力是要降低的。 5. 发电机并列方法有种?各有什么优缺点? 答:发电机并列方法分两类:准同期法和自同期法 准同期法并列的优点: (1 合闸时发电机没有冲击电流; (2 对电力系统也没有什么影响; 准同期法并列的缺点: (1如果因某种原因造成非同期并列时,则冲击电流很大,甚至比机端三相短路电流还大一倍; (2 当采用手动准同期并列时,并列操作的超前时间运行人员也不易掌握。 自同期并列的优点: (1 操作方法比较简单,合闸过程的自动化也简单。 (2 在事故状况下,合闸迅速。

发电机失磁保护的典型配置方案

发电机失磁保护的典型配置方案 1 引言 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,对电力系统及发电机的稳定运行有十分重要的影响。由于励磁系统相对较为复杂,主要包括励磁功率单元和励磁控制部分,因而励磁故障的发生率在发电机故障中是较高的。加强失磁保护的研究,找到一个合理而成熟可靠的失磁保护配置方案是十分必要的。 由于失磁保护的判据较多,闭锁方式和出口方式也较多,因此失磁保护的配置目前在所有发电机保护中最复杂,种类也最多。据国内一发电机保护的大型生产厂家统计,2000年中,该厂所供的失磁保护配置方案就有20多种。如此之多的配置方案对于现场运行是十分不利的。不仅业主和设计部门难以作出选择,而且整定、调试、运行、培训都变得复杂。这样,现场运行经验和运行业绩不易取得,无法形成一个典型方案以提高设计、整定效率和运行水平,也不利于保护的成熟和完善。从电网运行中反映,失磁保护的误动率较高。 湖北襄樊电厂4台300MW汽轮发电机组,首次在300MW发电机组上采用国产WFB-100微机保护,经过近3年的现场运行,其失磁保护在试运行期间发生过误动作,在采取一定措施后,未再误动。近年来,失磁保护先后经过数次严重故障的考验和进相运行实验,都正确动作。本文将分析该厂失磁保护方案的特点,并以此为典型方案,以供同行借鉴参考。 2 失磁保护的主判据 目前失磁保护使用最多的主判据主要有三种,分别是 1)转子低电压判据,即通过测量励磁电压U fd 是否小于动作值; 2)机端低阻抗判据Z<; 3)系统低电压U m <。三种判据分别反映转子侧、定子侧和系统侧的电气量。 2.1转子低电压判据U fd 早期的整流型和集成电路型保护,采用定励磁电压判据,表达式为: U fd <K·U fd0 , U fd0 为空载励磁电压,K为小于1的常数。 目前的微机保护,多采用变励磁电压判据U fd (P),即在发电机带有功P的工况下,根据静稳极限所需的最低励磁电压,来判别是否已失磁。正常运行情况下(包括进相),励磁电压不 会低于空载励磁电压。U fd (P)判据十分灵敏,能反映出低励的情况,但整定计算相对复杂。因 为U fd 是转子系统的电气量,多为直流,而功率P是定子系统的电气量,为交流量,两者在一个判据进行比较。如果整定不当很容易导致误动作。 在襄樊电厂1#机试运行期间就因为该判据整定值偏大而误动2次。经检查并结合进相运行 试验数据进行分析发现,整定值K偏大的主要原因是在整定计算中,发电机空载励磁电压U fd0 、 同步电抗X d ,均采用的是设计值,而设计值与实测值有较大的差别[1]。如襄樊电厂1#机的设计 值U fd0=160V,X d =1.997(标么值),而实测值U fd0 =140V,X d =1.68(标么值)。由此造成 发电机在无功功率较小或进相运行时,U fd (P)判据落入动作区而误动。这种情况,在全国其他 地区也屡有发生,人们往往因此害怕用此判据。对于水轮机组,由于X d 与X q 的不同,整定计算 就更繁琐一些[2]。 但是勿容置疑的是,该判据灵敏度最高,动作很快。如果掌握好其整定计算方法,在整定 计算上充分考虑空载励磁电压U fd0和同步电抗X d 等参数的影响,或在试运行期间加以实验调整, 不仅可以避免误动作,而且是一个十分有效的判据。能防止事故扩大而被迫停机,特别适用于

发电机失磁的原因和影响

发电机失磁的原因和影响 发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。对于失磁的原因有:转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。 当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小,因此,其励磁转矩也将小于原动机的转矩,因此引起转子加速,使发电机的功角δ增大。当δ超过静态稳定极限角时,发电机与系统失去同步。发电机失磁后将从系统中吸取感性无功供给转子励磁电流,在定子绕组中感应出电势。在发电机超过同步转速后,转子回路中将感应出频率为ff-fs (fs为系统频率、ff为发电机频率)的电流,此电流产生异步制动转矩,当异步转矩与原动机转矩达到平衡时,即进入稳定的异步运行。当发电机异步运行时,将对发电机及电力系统产生巨大的应影响。⑴需要从系统中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。⑵由于从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降,如果电力系统的容量较小或无功储备不足,则可能使失磁的发电机端电压、升压变压器高压侧的母线电压、及其它的临近点的电压低于允许值,从而破坏了负荷与电源间的稳定运行,甚至引起电压崩溃而使系统瓦解。⑶由于失磁发电机吸收了大量的无功功率,因此为了防止其定子绕组的过电流,发电机所发的有功功率将减少。⑷失磁发电机的转速超过同步转速,因此,在转子及励磁回路中将产生频率为ff-fs的交流电流,因而形成附加的损耗,使发电机转子和励磁回路过热。对于水轮机,

①其异步功率较小,必须在较大的转差下运行,才能发出较大的功率。 ②由于水轮机的调速器不够灵敏,时滞大,乃至可能在功率未达到平衡时就以超速,使发电机与系统解列。③其同步电抗较小,异步运行时,则需要从电网吸收大量的无功功率。④其纵轴和横轴不对称,异步运行时,机组震动较大等因素的影响,因此发电机不允许失磁。因此必须加装失磁保护。

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