发电机非正常运行
- 格式:wps
- 大小:38.50 KB
- 文档页数:7
发电机非正常运行
一 、发电机容许过负荷
在正常运行时,发电机是不允许过负荷的,即不允许超过额定容量长期运行。
当系统发生短路故障、发电机失步运行和强行励磁等情况时,发电机定子和转子
都可能短时过负荷,电流超过额定值会使电机绕组温度有超过允许值的危险,甚
至造成机械损坏。过负荷数值越大,持续时间越长,上述危险性越严重。因此,
发电机只允许短时过负荷。
发电机具有一定的短时过负荷能力。从额定工况下的稳定温度起始,能承受
1.3倍额定定子电流下运行至少一分钟。允许的电枢电流和持续时间(直到120
秒)如下:
表2-1 发电机允许的电枢电流和持续时间对照表 时间(秒) 10 30 60 120
电枢电流(%) 226 154 130 116
发电机不允许经常过负荷,只有在事故情况下,当系统必须切除部分发电机
或线路时,为防止系统静稳定破坏,保证连续供电,才允许发电机短时过负荷运
行。当过负荷时间超过允许时间时,应及时采取措施,立即将发电机定子电流及
励磁电压降至正常允许值。
二 、发电机不对称运行
1)发电机不对称运行
发电机不对称运行是一种非正常工作状态,它是指组成电力系统的电气元件
三相对称状态遭到破坏时的运行状态,如三相阻抗不对称、三相负荷不对称等。
而非全相运行是不对称运行的特殊情况,即输电线、变压器或其它电气设备断开
一相或两相的工作状态。不对称的程度通常用负序电流I2对额定电流IN的百分数
表示。
2)负序电流对发电机的危害
发电机不对称运行时,在发电机的定子绕组内除正序电流外,还有负序电流。
正序电流是由发电机电势产生的,它所产生的正序电流与转子保持同步速度而同
方向旋转,对转子而言是相对静止的,此时转子的发热只是由励磁电流决定的。 负序电流出现后,它除了和正序电流叠加使绕组相电流可能超过额定值,还
会引起转子的附加发热和机械振动。当定子三相绕组中流过负序电流时,所产生
的负序磁场以同步转速与转子反方向旋转,在励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中
感应出两倍频率的电流,从而引起附加发热。由于集肤效应,这些电流主要集中
在表面的薄层中流动,在转子端部沿圆周方向流动而成环流。这些电流流过转子
的横楔与齿,并流经槽楔和齿与套箍的许多接触面。这些接触部位电阻较高,发
热尤为严重。
除上述的附加发热外,负序电流产生的负序磁场还在转子上产生两倍频率的
脉动转矩,使发电机组产生100Hz的振动并伴有噪音,使轴系产生扭振。汽轮发
电机由于转子是隐极式的,绕组置于槽内,散热条件不好,所以负序电流产生的
附加发热往往成为限制不对称运行的主要条件。
3)发电机不对称负荷的容许范围
汽轮发电机不对称负荷容许范围的确定主要决定于下列三个条件:
①负荷最重一相的电流,不应超过发电机的额定电流;
②转子任何一点的温度,不应超过转子绝缘材料等级和金属材料的容许温
度;
③不对称运行时出现的机械振动,不应超过容许范围。
第一个条件是考虑到定子绕组的发热不超过容许值,第二和第三个条件是针
对不对称运行时负序电流所造成的危害提出来的。发电机的不对称运行能力,也
称为负序能力,通常用两个技术参数来表示: ①允许长时间运行的稳态负序能力,以允许的最大负序电流标么值
22IIIN表示;
②短时间允许的暂态负序能力,以容许的短时tI22表示,它代表短时最大容
许的负序发热量。发电机承担的负序能力:
稳态I2(标么值) ≥10%
暂态I22t ≥10s
当发电机的不平衡负序电流超过允许值时,应尽力设法减小不平衡电流至允
许值,如不平衡电流所允许时间已到达,则应立即解列发电机。 三、发电机失磁运行
汽轮发电机的失磁运行,是指发电机失去励磁后,仍带有一定的有功功率,
以低滑差与系统继续并联运行,即进入失励后的异步运行。我公司的发电机具有
失磁异步运行的能力:在负荷为240MW时,运行15min。
引起发电机失磁的原因主要有以下几种:
1)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、
可控硅励磁装置中的元件损坏等;
2)励磁绕组短路;
3)运行人员误操作等。
发电机失磁后运行状态的变化,大致分为三个阶段:
1)发电机失去励磁后,由于转子励磁电流或发电机感应电动势逐渐减小,
使发电机电磁功率或电磁转矩相应减小。当发电机的电磁转矩减小至其最大值小
于原动机转矩时,而汽轮机的输入转矩还未来得及减小,因而在此剩余加速转矩
的作用下,发电机进入失步状态。
2)当发电机超出同步转速运行时,发电机的转子和定子三相电流产生的旋
转磁场之间有了相对运动,于是在转子绕组、阻尼绕组、转子本体及槽楔中,将
感应出频率等于滑差频率的交变电动势和电流,并由这些电流与定子磁场相互作
用而产生制动的异步转矩。随着转差增大,异步转矩也增大。当某一转差下产生
的异步转矩与汽轮机输入转矩(此值因调速器在发电机的转速升高时自动关小汽
门而比原数值小)重新平衡。发电机进入稳定的异步运行。
3)当励磁恢复后,直流励磁电流按指数规律由零增加到稳定值,并建立了
相应的转子稳定磁场,该磁场与定子磁场间相互作用产生同步电磁转矩,该转矩
最后把发电机拖入同步。
发电机失磁后,从发出无功功率转变为大量吸收系统无功功率,系统无功功
率如不足,将造成系统电压显著下降。同时,发电机失磁运行时,发电机定子端
部发热增大,引起局部过热;转子本体上的感应电流引起的发热更为突出,且往
往是主要限制因数;转子的电磁不对称所产生的脉动转矩将引起机组和基础的振
动。
对于600MW的发电机组,由于其失磁后从系统中吸收较大的无功功率,会