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发电机失磁的原因及危害


柴油发电机

一、发电机失磁的原因

发电机正常运行过程中,励磁突然全部或部分消失,称为发电机失磁。发电机失去励磁的原因一般可归纳为励磁回路开路或短路,包括励磁机、励磁变或励磁回路的故障、误碰励磁开关、切换备用励磁不当、励磁系统失去厂用电源、转子绕组或励磁回路开路或转子绕组严重短路、半导体励磁系统发生故障、转子滑环着火或烧断。

1、励磁变故障跳闸引起发电机失磁

由于该变压器存在绝缘制造缺陷,或运行中绝缘缺陷逐步恶化,产生放电现象,导致励磁变保护动作跳闸,失磁保护动作导致机组跳闸。应严格执行规程、标准,开展定期试验、落实情况、排查问题。对照相关规程、标准,认真开展绝缘专业定期试验落实情况。

2、灭磁开关跳闸引起发电机失磁

灭磁开关跳闸原因包括:(1)DCS上误发灭磁开关跳闸指令;(2)出口继电器故障发出灭磁开关跳闸指令;(3)集控室电气立盘灭磁开关跳闸按钮接点吸合发出跳闸指令;(4)励磁小间就地控制盘手动分开灭磁开关;(5)灭磁开关控制回路电缆绝缘下降;(6)开关本体机械跳开灭磁开关;(7)直流系统瞬时接地导致灭磁开关跳闸。

3、励磁滑环打火引起发电机失磁

事故原因为碳刷压簧压力不均,造成部分碳刷电流分布不均,致使个别碳刷电流过大,引起发热。另外碳刷存在脏污现象,污染了碳刷和滑环接触面,造成部分碳刷和滑环接触电阻增大继而出现打火,另外正、负极碳刷磨损程度不均衡,负极磨损一直比正极严重,因磨损严重造成滑环表面不平度加大,因未及时得到控制造成滑环环火。

4、直流系统接地引起发电机失磁

直流系统发生正极接地后,由于长电缆存在分布电容,而电容两端电压不能突变,引起发电机灭磁开关外部跳闸回路长电缆电容电流流经其外部跳闸出口中间继电器,继电器动作跳开发电机灭磁开关,造成发电机失磁保护动作跳机。

5、励磁调节系统故障引起发电机失磁

发电机励磁系统调节器 EGC 板故障,造成发电机励磁调节器转子过电压保护动作,导致失磁保护动作跳闸。

6、整流柜全停引起发电机失磁

在启动电泵过程中,引起系统电压降低,励磁系统发出辅助电源故障报警,由于切换回路继电器辅助触电电阻过大,导致电源切换失败,整流柜风机无法正常运行,导致整流柜超温跳闸,失磁保护动作,机组停运。整流柜交流侧电源开关触头的镀银层薄或质量低劣,运行中铜与空气接触产生氧化层,造成触头接触电阻增大,随着电流增大,温度升高导致触头过热,处理过程中导致失磁保护动作,机组跳闸。

二、发电机失磁的危害

1、发电机失磁对电力系统的危害

1)发电机发生失磁时,低励或失磁的发电机将从系统中吸收无功功率,这将使得电力系统的电压下降,如果电力系统容量较小或者无功功率储备不足的话,那就会使发电机的机端电压、升压变压器高压侧的母线电压或其它邻近点的电压低于允许值,这样就会破坏负荷与电源间的稳定运行,甚至会使电力系统发生电压崩溃现象。

2)当发电机发生低励或失磁时电压下降,系统中其它发电机在自动调整励磁装置的作用下将会增加其无功功率输出,这样就会导致系统中的某些电气元件。如变压器或输电线路产生过电流,使后备保护动作切除过载元件,扩大了故障范围。

3)发电机发生低励或失磁时,由于有功功率的摆动以及系统电压的下降,有可能导致相邻正常运行的发电机与系统之间或电力系统各部分之间失步,使系统振荡而大量的甩负荷。

2、发电机失磁对发电机本身的危害

发电机失磁后,不但对电力系统会产生很大的危害,而且对发电机本身也会产生一定的危害:

1)由于发生失磁时出现转差,在发电机转子中会出现差频电流。差频电流在转子回中产生的损耗如果超过允许值将会使转子过热。而流过转子表层的差频电流还会使转子本体在与槽楔和护环的接触面上发生严重的局部过热甚至灼伤。

2)低励或失磁的发电机进入异步运行状态后发电机的等效电抗降低,从系统吸收的无功功率不断增加。在重负荷失磁后,由于产生过电流将使发电机定子过热。

3)对于直接冷却高利用的大型汽轮发电机,在重负荷失磁后,这种发电机的转矩、有功功率将会发生剧烈的周期性摆动。这时将有很大甚至超过额定值的电磁转矩周期性作用到发电机轴系上,并通过定子传递到机座上。此时转差也将做周期性的变化使发电机的周期性严重的超速。

4)发电机低励或失磁运行时,由于定子端部的漏磁增强,将会使端部的部件和边段铁芯产生过热。