失磁保护(讲课资料)
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发电机失磁保护本文主要介绍发电机失磁产生的影响、发电机失步爱护、发电机逆功率爱护以及发电机过电压爱护。
一、发电机失磁产生的影响需要从电网中汲取很大的无功功率以建立发电机的磁场,所需无功功率的大小主要取决于发电机的参数以及实际运行的转差率。
由于从电力系统中汲取无功功率将可能引起电力系统电压下降,假如电力系统的容量较小或无功功率的储备不足,可能使失磁发电机的机端电压、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,从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行,甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。
由于失磁发电机汲取了大量的无功功率,因此为了防止其定子绕组的过电流,发电机所能发出的有功功率将较同步运行时有不同程度的降低,汲取的无功功率越大,则降低越多。
失磁后发电机的转速超过同步转速,因此,在转子励磁回路中将产生差频电流,因而形成附加损耗,使发电机转子和励磁回路过热。
明显,当转差率越大时,所引起的过热也越严峻。
失磁后会引起发电机组的振动,凸极机振动更厉害。
二、发电机失步爱护这部分主要介绍什么是发电机失步爱护、失步爱护要求、失步爱护构成原理和出口方式。
定义:当系统受到大的扰动后,发电机或发电机群可能与系统不能保持同步运行,即发生不稳定振荡,称失步。
失步爱护要求:①失步爱护装置应能鉴别短路故障和不稳定振荡,发生短路故障时,失步爱护装置不应动作。
②失步爱护装置应能尽快检出失步故障,通常要求失步爱护装置在振荡的第一个振荡周期内能够检出失步故障。
③检出失步故障实行跳闸时,从断路器本身的性能动身,不应在发电机电动势与系统电动势夹角为180°时跳闸。
④失步爱护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定振荡(通常发电机电动势与系统电动势间相角摆开最大不超过120°时为稳定振荡,即是可恢复同步的振荡),在稳定振荡的状况下,失步爱护不应误动作。
失步爱护构成原理:利用两个阻抗继电器先后动作挨次反应发电机机端测量阻抗的变化。
出口方式:推断为减速失步时,发减速脉冲;推断为加速失步时,发加速脉冲;经过处理仍旧处于失步状态时,就动作于解列灭磁。
第三节同步电动机的失步保护和失磁保护同步电动机除需装设前两节所述保护外,还应装设失步保护和失磁保护。
一、失步保护同步电动机在运行中,若励磁电压降低或供电电压降低,当转矩最大值小于机械负荷的阻力矩时,同步电动机将失步。
失步后,同步电动机的转速下降,从而在起动线圈和励磁回路中感应出交流电流,产生异步转矩,逐步转入异步运行。
在异步运行期间,由于转矩交变,所以转子转速和定子电流发生振荡,严重时可能引起机械共振和电气共振,导致同步电动机的损坏,所以同步电动机必须装设失步保护。
同步电动机的失步保护包括两个方面的内容,一是防止电动机失步的强行励磁,二是电动机失步后的自动再同步。
(一)同步电动机的强行励磁强励装置主要由两个电压继电器、一个中间继电器和一个直流接触器组成。
其接线如图11-18 所示。
当电压降低时,低电压继电器动作,当断路器2QF合闸时其辅助触点已闭合,经中间30继电器和信号继电器起动强励接触器QLC,接触器触点将电动机励磁回路中的分励电阻RC瞬时短路,形成强励,以增加电动机的电势和力矩,避免失步。
(二)同步电动机的自动再同步当电动机由于某种原因失去同步时,再同步装置能自动地把电动机转换成异步工作状态,以便当引起失步的原因消除后,电动机再自动拉入同步。
自动再同步装置的简化原理图如图11-19所示。
在电动机转子回路中,接入有效电阻尽可能小的电抗器DK、同步监视继电器TJJ、转子温度继电器WJ和滑差监视继电器KC。
TJJ的线圈在起动过程结束后由时间继电器KT的触点接通(KT为监视起动时间过长的继电器)。
如果由于某种原因电动机失去同步,则在转子回路中出现交流电流,在电抗器上形成压降,TJJ线圈内有电流而动作,接通灭磁开关的跳闸回路(该跳闸回路未在图中画出),把电动机转入异步运行状态。
当失去同步的原因消除后,转子又转到接近同步速度,滑差监视继电器KC动作,接通灭磁开关MK的合闸回路,又将电动机拉入同步。
失步保护动作后,如不能再同步或不需再同步,则失步保护可动作于跳闸,图11-20 示出了反应励磁回路交流电流的失步保护原理图。
失磁保护讲义1证明等有功线ststq d q dUDUX X E +==∑∑∑ ()stq qdUXXXD∑-=qq d dE XX ∑∑=∑()∑-+=∑q stqdd dXUXXE δcosϕδcos sin I Xd d ∑=∑ ϕcos I UP st=P UX std d ∑=∑δsin ∑∑=d std XUP δsinδδ2sin 2sin 2stq d qdd dstUXXX X XE UP ∑∑∑-+=2证明静稳边界线为竖撇线 根据静稳边界:jj stq qddj UXXXE δδcos 2cos ∑--=根据下图:)cos cos 1(F UXXXE stq qdd ---=∑δδ令:dj d E E = 得:δcos =F说明下图大的直角三角形的斜边由三段组成。
中间段:dj stq qdd E UX XXE =--=∑δδcos 2cos上下段相等:δcos stq qd UXXX∑-证明δδδδδδδδδcos )cos cos 1cos 1()sin cos (sin cos stq q d st q q d st q q d stq q d UXXXU X XX tg U XXX UX XX ∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑-=+--=----证毕。
3证明等电压圆任意点电压可以通过无穷大系统电压通过补偿间接得到,令该点电压为常数,R I X j U st ='+|| R X XI jXUX Xd d std '=+'∑∑∑||发电机有功δδδδδδ)sin cos )sin cos (st tg tg --stq q d q q d UXXXU X XXE ∑∑∑∑∑∑--=-=δδ2sin 2sin 2stq d qdd dstUXXX X XE UP ∑∑∑-+=)1(发电机失磁静稳边界,令:0=∂∂δP02cos cos 2=-+∑∑∑jstq d qdjd djstU XXX X XE Uδδ)2(解出dj Ejj stq qddj UXXXE δδcos 2cos ∑--= )3(计算凸极功率时,令:0=dj E ,由)3(式得,045=jδ。
失磁保护原理
失磁保护是指在磁盘存储设备中,通过一定的技术手段来保护数据不受磁场的
影响而发生损坏或丢失。
失磁保护原理是指通过对磁盘存储设备的设计和控制,使其在受到外部磁场影响时能够自动进行保护,确保数据的安全性和完整性。
失磁保护原理的核心在于对磁盘存储设备的磁场敏感性进行分析和评估,然后
采取相应的措施来降低磁盘受到外部磁场影响的可能性。
一般来说,失磁保护原理主要包括以下几个方面:
1. 磁盘存储设备的设计,在磁盘存储设备的设计中,需要考虑到磁场对其的影响,采取合适的材料和结构来降低磁盘对外部磁场的敏感度。
例如,采用磁屏蔽材料来减少外部磁场的影响,设计合理的结构来降低磁盘的磁场敏感性。
2. 磁盘存储设备的控制,在磁盘存储设备的控制中,需要采取一定的技术手段
来监测磁场的变化并及时做出反应。
例如,通过磁场传感器来监测外部磁场的变化,当检测到磁场超过一定的阈值时,立即采取保护措施,如停止磁盘的读写操作,以防止数据的损坏或丢失。
3. 数据的备份和恢复,除了对磁盘存储设备本身进行保护外,还需要对数据进
行定期的备份,并建立完善的数据恢复机制。
当数据受到磁场影响而发生损坏或丢失时,可以通过备份数据进行恢复,确保数据的安全性和完整性。
总的来说,失磁保护原理是通过对磁盘存储设备的设计和控制,以及对数据的
备份和恢复来保护数据不受外部磁场的影响而发生损坏或丢失。
只有在这些方面做好了保护工作,才能确保数据的安全性和可靠性。
因此,对失磁保护原理的理解和应用是非常重要的,尤其是在对数据安全性要求较高的环境中,更需要重视失磁保护原理的应用和实施。
失磁保护原理失磁保护是指在磁介质上存储的数据受到外界磁场干扰时,能够保护数据的完整性和安全性。
失磁保护原理是计算机磁盘存储技术中的重要内容,下面我们来详细了解一下失磁保护的原理。
首先,失磁保护原理是基于磁盘存储介质的磁性特性而来的。
磁盘存储介质上的数据是通过磁性颗粒来表示的,当外界磁场对存储介质的磁性颗粒造成干扰时,就会导致数据的磁性发生改变,从而引起数据的丢失或损坏。
因此,失磁保护的原理就是通过一定的技术手段来防止外界磁场对存储介质的干扰,从而保护数据的完整性和安全性。
其次,失磁保护原理是通过磁盘存储设备的硬件和软件来实现的。
在硬件方面,磁盘存储设备通常会采用特殊的磁性材料和结构设计,以提高存储介质的抗干扰能力。
同时,磁盘存储设备还会配备磁场传感器和控制电路,用于监测外界磁场的变化并采取相应的措施来保护数据。
在软件方面,失磁保护通常会采用数据冗余和纠错码等技术来增强数据的容错能力,从而提高数据的安全性和可靠性。
再次,失磁保护原理还涉及到磁盘存储设备的工作环境和使用注意事项。
在实际应用中,磁盘存储设备通常会受到各种外界磁场干扰,如电磁干扰、磁性材料老化等。
因此,在选择磁盘存储设备时,需要考虑其抗干扰能力和稳定性。
同时,在使用磁盘存储设备时,也要注意避免将设备放置在磁场干扰较大的环境中,以免影响数据的安全性和稳定性。
最后,失磁保护原理是磁盘存储技术中的重要内容,对于保护数据的完整性和安全性具有重要意义。
在信息化时代,数据是企业和个人的重要资产,因此如何保护数据的安全性和完整性成为了一个重要课题。
而失磁保护原理的研究和应用,无疑将为数据安全提供更加可靠的保障。
总结而言,失磁保护原理是基于磁盘存储介质的磁性特性,通过硬件和软件技术手段来防止外界磁场对数据的干扰,从而保护数据的完整性和安全性。
在实际应用中,我们需要重视失磁保护原理,选择具有良好抗干扰能力的磁盘存储设备,并注意保护设备的工作环境,从而保障数据的安全性和可靠性。
低励.掉磁呵护应控制的常识点:1.什么是掉磁?2.掉磁后,发电机的运行状况若何变更?或者说发电机开端掉磁(在未超出静稳极限之前)的现象?3.掉磁呵护有哪些判据?(看解释书,先记住这些判据的名称,道理可以先不看)4.发电机掉磁对体系和发电机本身有什么影响?5.发电机掉磁后,机端测量阻抗大致若何变更?(先懂得)一.界说掉磁呵护,有时刻也叫低励呵护.但从加倍确实的界说上讲,低励:暗示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流;(发电机要向外送这么多有功,必须要有响应的励磁电流来保持,励磁电流太低,连静稳极限都保持不了的时刻,就叫低励.而掉磁:暗示发电机完整掉去励磁.发电机低励.掉磁,是罕有的故障情势,特殊是大型发电机组,励磁体系的环节比较多.增长了产生低励.掉磁的机遇.二.掉磁的进程正常运行时,转子的扭转磁场,与定子绕组中电流产生的交变磁场,两者耦合到一路,同步扭转,转子磁场起推进力的感化,定子绕组中电流产生的交变磁场起制动力的感化,两者大小相等,同步扭转,把原念头的能量,经由过程磁场传到三相体系中去.而低励.掉磁时,转子中的磁场就减小,最后没有了,相当于转子用来推进定子交变磁场扭转的磁场减小.甚至没有了,相当于将“原念头的能量”转换成“三订交换体系中的电能”的序言减小.甚至没有了,那么原念头的能量就只能转换成转子的机械能,所以转子的转速要加快.以下为填补:励磁与有功.机端电压的关系(纯属小我懂得,仅供参考)有功增长了在机端电压不变的情形下定子电流就会增长,定子电流增长的话就会使机端电压降低, 为了保持机端电压的恒定就会增长励磁电流来稳固电压,励磁电流只调节无功,但无功和有功要知足功率圆.可能会出如今无功必定的情形下有功无法调节.就是说在有功增长的情形下励磁电流会变大的有功减小的话励磁电流也会响应的减小.也就是说,增长励磁电流,可以增长发电机输出的无功Q,也会使发电机的输出电压升高;反之,则相反.而励磁电流与有功P之间无必定的接洽.差不久不多吧,有功增长会使发电机产生去磁感化,这个时刻发电机电压会降低,发电机遇掉磁,无功就要响应的增长.理论上调剂有功,无功会跟着变更,增长无功,有功不跟着无功变更.单台发电机对于无限大体系而言,发电机输出的有功.无功的表达式为如下,式中,各参数的界说与上面填补部分的界说雷同.但下式成立的前提是xd=xq(此时xdΣ=xqΣ),即对于隐极发电机,才成立,对于凸极机,不成立.式中,P为发电机的有功,E0为发电机的机端电压;Us为体系电压,XΣ为包含发电机在内的全部体系的电抗,δ为转子磁场与定子绕组的电枢磁场的夹角(也可懂得为机端电压与无限大体系电压之间的夹角).对于水轮发电机:d轴:直轴(横轴),磁极轴线,转子上是一个大齿;q轴:交轴(相轴.时轴),相邻南北极之间的中间线,都是些小齿.是以,Xd与Xq不成能完整相等,Xd>Xq.发电机的机端电压E0与励磁电流If是成线性关系的,掉磁进程中,励磁电流减小,引起机端电压E0降低(无功功率降低),但是掉磁后,因为转子转速加快,δ会变大(δ的转变比E0的转变慢),在必定规模内,sinδ变大,cosδ,所以:“机端电压E0降低”与“sinδ变大”二者是互相抵偿的感化,所以在掉磁初始阶段,有功功率P先减小,后增长,往返摇动,但有功P的平均值变更不大;而无功功率Q则中断降低,甚至向体系接收无功(E0降低.cosδ降低);因为机端电压E0降低(在超出静稳极限后,机端电压讲大幅降低),是以,机端电流I先降低,后面有功P增长后,I也会回升.具体各电气参数如上图所示.综上,发电机开端掉磁(在未超出静稳极限之前)的现象如下:①无功功率Q在中断降低,甚至从正值变成负值;②机端电压E0在中断降低;③机端电流I在上升(先降低.后上升);④有功功率P有摇动(先降低.后上升),但平均值变更不大.这个时刻,发电机仍能向体系输送有功P,但因为无功Q降低,甚至接收无功,机端电压要降低,是以须要本厂其他无故障的机组,或者其他厂无故障的机组多发一些无功功率,以保持体系电压.当功角δ>180°今后,发电机完整掉步,有功P已变成负值,即发电机接收有功,发电机在体系电压的感化下,作电念头运转,定子电枢磁场已不再是对转子磁场起制动感化,而是和转子上的原动力矩一路,合营使令发电机加快扭转,很快使δ>360°,开端一个新的扭转周期,发电机输出的有功功率.无功功率.定子电流.转子电流和电压均呈现不合程度的振荡,但定子机端电压手体系电压的牵制,是以摇动比较安稳.三.掉磁后的发电机机端测量阻抗轨迹以下内容针对汽轮发电机而言:满负荷稳固运行时,发电机运行在A点,以掉磁开端为0s,约5s后无功功率反向,机端测量阻抗轨迹开端进入-x的第四象限;10s今后,机端测量阻抗轨迹在C区摆动;若将有功负荷减到额定功率的60%,则机端测量阻抗轨迹在D区摆动;若将有功负荷减到额定功率的40%,则机端测量阻抗轨迹稳固在B点邻近,掉磁机组进入稳固异步运行.1.掉磁初始阶段(在掉去静态稳固之前)的阻抗轨迹:等有功阻抗圆等有功的概念:前面已经剖析,在掉磁初始阶段(在掉去静态稳固之前),发电机有功功率P固然在摇动,但其平均值差不久不多是不变的,是以叫等有功.如今就假定输出有功功率P(这里用Ps暗示)根本不变,来剖析机端测量阻抗Z的轨迹.掉磁初始阶段(在掉去静态稳固之前)的阻抗轨迹就是等有功圆,静稳极限损坏之后,阻抗轨迹才偏离等有功圆进入第三.四象限.图6-3-3给我们的启示:①假如掉磁发电机与无限大体系的衔接电抗Xs越大(即发电厂与体系接洽很单薄,远离体系中间),则等有功圆就要沿着jx轴往上偏移,是以掉磁后的机端测量阻抗轨迹也整体往上偏移,即位于阻抗平面的上部区域,就不轻易进入第三.第四象限,而掉磁阻抗圆的动作区在第三.第四象限,所以此时掉磁呵护可能拒动.②掉磁以前,发电机带的有功Ps越大,则掉磁后机端测量阻抗轨迹圆的圆心越接近原点(从式6-6-3a可知),掉磁后的机端测量阻抗轨迹(即等有功圆)越小,同理,就不轻易进入第三.第四象限,而掉磁阻抗圆的动作区在第三.第四象限,所以此时掉磁呵护可能拒动.2.静稳极限阻抗圆填补:对于汽轮机的静稳极限(鸿沟)阻抗圆,上面为Xs(体系接洽电抗,或者叫发电机与无限大体系的衔接电抗),下面为-Xd,以它们为直径所作的圆.机端测量阻抗轨迹进入该圆,暗示这台发电机的静稳极限损坏了.等有功圆与静稳极限(鸿沟)阻抗圆是订交的,刚一开端掉磁,机端测量阻抗轨迹就有可能沿着等有功圆进入静稳极限(鸿沟)阻抗圆,是以,静稳极限(鸿沟)阻抗圆的动作区域较大,比异步鸿沟阻抗圆更敏锐,静稳极限方才被损坏,呵护就动作了.但是,对于汽轮机的静稳极限(鸿沟)阻抗圆,其动作区域它包含了所有象限,第四象限是同步发电机掉磁应当动作的区域,第三象限是同步电念头掉磁应当动作的区域.而在第一.二象限,除了掉磁呵护会动作外,短路故障也会动作,是以,为了防止短路时静稳极限(鸿沟)阻抗圆误动,从第二象限到第四象限整齐根直线,弄成一个偏向阻抗继电器.如P303,图6-4-5所示.而在我国,为了防止短路时静稳极限(鸿沟)阻抗圆误动,就把Xs移到零点,即机端,以零点和-Xd为弦,以静稳极限(鸿沟)阻抗圆为基本,画一个苹果圆,让这个苹果圆尽可能的跟理论上的静稳极限(鸿沟)阻抗圆挨近.我们把这个苹果园叫:准静稳极限阻抗圆.如P304所讲.无论是静稳极限阻抗圆,照样异步鸿沟阻抗圆,阻抗继电器不但是在掉磁的时刻才动作,在体系振荡.PT断线以及发电机从机端到高压体系产生相间短路.接地短路(经由渡电阻短路,过渡电阻达到必定命值)时,这些阻抗圆可能会误动.所以阻抗圆也要和“励磁低电压”等判据相合营应用,即进入阻抗圆之后,要“励磁电压低于整定值”之后,才动作.若是体系短路,为了保持体系稳固,励磁体系会主动将励磁加大,此时进入阻抗圆之后,因为“励磁低电压”等判据不知足,掉磁呵护也不会动作.详见金安桥的“静稳极限励磁电压U (P) fd主判据”金安桥掉磁呵护的几个判据1.静稳极限励磁电压U (P) fd主判据若定子机端电势E0用定子的额定电压作为基准值,再盘算它的标幺值;而转子电压U1的基准值为发电机空载的额定励磁电压,则定子机端电势E0的标幺值,就等于转子电压U1的标幺值,那么从标幺值来说,E0就是转子电压,故有功P即为转子电压乘以无限大母线电压,再比上同步电抗.所以,发电机要发出某一数目的有功P,就必须要有必定命量的励磁电压E0(转子电压,它们的标幺值相等)来保持,换句话,发电机要送某一数目的有功功率P,且体系要保持静稳极限,那么必须要有的谁人转子电压就能肯定下来.转子电压的标幺值,与有功P成一个线性关系.故,用转子低电压作为判据时,转子低电压的定值是跟着有功功率的变更而变更的.不合的有功功率,保持静稳极限所需的转子电压就有不合的定值.(但这是从稳态的状况下来说的,而在暂态进程中,这个线性关系不成立)该判据的长处是:凡是能导致掉步的掉磁初始阶段,因为U fd 快速降低,U (P) fd判据可快速动作;在平日工况下掉磁,U (P) fd 判据动作大约比静稳鸿沟阻抗判据动作提前1 秒钟以上,有猜测掉磁掉步的功效,明显进步机组压出力或切换励磁的后果.5.6.2 定励磁低电压帮助判据为了包管在机组空载运行及 Pt < P 的轻载运行情形下掉磁时呵护能靠得住动作,或为了全掉磁及轻微部分掉磁时呵护能较快出口,附加装设整定值为固定值的励磁低电压判据,简称为“定励磁低电压判据”,其动作方程为:金安桥掉磁呵护跳闸清册:静稳鸿沟阻抗判据知足后,至少延时1~1.5s 发掉磁旌旗灯号.压出力或跳闸,延时1~1.5s 的原因是躲开体系振荡.扇形与R 轴的夹角10°~15°为了躲开辟电机出口经由渡电阻的相间短路,以及躲开辟电机正常进相运行.5.6.4 稳态异步鸿沟阻抗判据发电机产生凡是能导致掉步的掉磁后,老是先到达静稳鸿沟,然后转入异步运行,进而稳态异步运行.该判据的动作圆为下抛圆,它匹配发电机的稳态异步鸿沟圆.特征曲线见图5-6-4.5.6.5 主变高压侧三雷同时低电压判据发电机掉磁后,可能引起主变高压侧(体系)电压降低,激发局部电网电压解体,是以,在掉磁呵护设置装备摆设计划中,应有“三雷同时低电压”判据.为防止该判据误动,该判据应与其它帮助判据构成“与”门出口.此判据重要断定掉磁的发电机对体系电压(母线电压)的影响.五.不雅音岩所用的南瑞PCS-985GW发电机呵护中,掉磁呵护有哪些判据?它们各有什么感化?实用于哪些场合?答:①母线(机端)低电压判据:该判据用于呵护电力体系不被掉磁故障的发电机拖垮,是一个保体系的判据;实用于体系无功储备缺少时,远离负荷中间.与体系接洽比较单薄的发电厂扶植初期,或枯水运行季候的时刻.②定子阻抗判据,包含静稳极限阻抗圆.异步鸿沟阻抗圆:该判据为掉磁故障的主判据,用于判别发电机的低励掉磁故障,延时动作于旌旗灯号或出口;个中静稳极限阻抗圆实用于“远离负荷中间,与体系接洽单薄,体系等值阻抗大”的发电厂,而异步鸿沟阻抗圆实用于“在负荷中间,与体系接洽慎密,体系等值阻抗小”的发电厂.③转子侧判据,包含转子低电压判据.发电机的变励磁电压判据(也叫静稳极限励磁电压判据):因为在能导致掉步的掉磁初始阶段,该判据能快速动作;在平日工况下比定子抗判据动作提前1 s 以上,是以有猜测掉磁掉步的功效,明显进步机组减出力或切换励磁的后果;实用于在体系振荡.PT断线以及发电机从机端到高压体系产生相间短路.接地短路(经由渡电阻短路,过渡电阻达到必定命值)时,与定子阻抗判据合营应用,防止定子阻抗判据单独应用时误动作.④无功反向判据:该判据用于反应掉磁进程中发电机向体系倒吸无功,导致体系电压降低,用于与其他掉磁判据相合营,完美掉磁呵护的功效,增长掉磁呵护动作的靠得住性.六.发电机掉磁对发电机.体系的影响发电机掉磁对体系和发电机本身有什么影响?汽轮发电机许可掉磁运行的前提是什么?(高等技师)答:发电机掉磁对体系的影响:(1)发电机掉磁后,不单不克不及向体系送出无功功率,并且还要从体系中接收无功功率,将造成体系电压降低.(2)为了供应掉磁发电机无功功率,可能造成体系中其他发电机过电流.发电机掉磁对发电机自身的影响:(1)发电机掉磁后,转子和定子磁场之间消失了速度差,则在转子回路中感应出转差频率的电流,引起转子局部过热.(2)发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而产生振动,转差率愈大,振动也愈大.汽轮发电机许可掉磁运行的前提是:(1)体系有足够供应发电机掉磁运行的无功功率,以不至于造成体系电压轻微降低为限.(2)降低发电机有功功率的输出,使之能在很小的转差下,在许可的一段时光内异步运行.即发电机应在较小的有功功率下掉磁运行,使之不至于造成伤害发电机转子的发烧和振动.七.几道技巧判定的习题大型发电机掉磁呵护,在什么情形下采取异步鸿沟阻抗圆?又在什么情形下采取静稳极限阻抗圆?解释来由.(技师)答:在负荷中间,体系等值阻抗小的宜选用异步鸿沟阻抗圆;远离负荷中间,体系等值阻抗大的宜选用静稳极限阻抗圆.来由是:远离负荷中间的大型发电机掉磁后,机端等有功阻抗圆可能不与异步鸿沟阻抗圆订交,掉磁呵护动作慢,有可能对侧体系的后备呵护是以掉磁引起过流而先动作了,本侧掉磁呵护却还未动作,造成对侧呵护先跳闸,从而扩展变乱规模.(即在掉磁初始阶段,还未掉步时,机端测量阻抗轨迹还在等有功圆上,且阻抗轨迹正在慢慢的由第一象限向第四象限移动的时刻,因为端等有功阻抗圆可能不与异步鸿沟阻抗圆订交,掉磁呵护就不克不及提前动作,而等阻抗轨迹进入异步鸿沟阻抗圆时,机组已完整异步运行了,这时才动作跳闸,线路上的后备呵护可能早就动作了,使故障扩展.)“励磁低电压”判据为什么不克不及单独用于掉磁呵护?答:这是因为当前电力体系的容量越来越大,鄙人三更电力体系负荷较低的时刻,超高压输电线路对地电容产生的无功,会使发电机机端电压升高(即容升效应,电容电流要给发电机励磁,即发电机接收无功,处于进相运行状况),是以不克不及不把发电机本身的励磁电压.励磁电流减小,以使发电机机端电压还能保持在正常程度,不至于过高,在励磁电压降低后,轻易使“励磁低电压”判据误动,所以,不克不及单独用于掉磁呵护,而要与其他判据合营应用.(为了抵偿高压输电线路的电容和接收其无功功率,防止电网轻负荷时因容性功率过多引起的电压升高.在线路两头装配了并联电抗器)。
发电机失磁保护介绍随着电力系统的发展,发电机作为电力系统的重要组成部分扮演着不可或缺的角色。
然而,在发电机运行过程中,可能会出现失磁故障,其后果将导致发电机失去输出功率,严重时甚至会对电力系统的稳定性和安全性产生不可逆的影响。
因此,为了保护发电机免受失磁故障的损害,失磁保护系统成为了一个非常重要的研究方向。
本文将着重介绍发电机失磁保护的相关知识。
一、发电机失磁的原因及危害发电机失磁是指发电机磁场因某种原因突然中断或减弱,导致发电机无法产生输出电压。
发电机失磁的原因主要包括以下几个方面:1. 励磁系统故障:励磁系统是发电机产生磁场的关键部分,当励磁系统出现故障,如励磁电源故障、励磁接触器故障等,将会导致发电机失磁。
2. 绕组短路:绕组短路是另一个常见的造成发电机失磁的原因。
绕组短路可能由于绕组绝缘老化、电压突变引起,当短路出现时,将导致发电机失去输出功率。
3. 动转子故障:动转子故障也会导致发电机失磁,例如转子线圈断线、转子绝缘老化等情况。
发电机失磁后,将会产生以下危害:1. 无法输出电能:发电机失磁后,无法正常输出电能,会导致供电系统的供电能力下降,给用户的生活和工作带来不便。
2. 发电机损坏:失磁会引起发电机内部产生过大电流,导致绕组过热,严重时可能损坏绕组。
3. 电力系统稳定性下降:发电机是电力系统的重要组成部分,失磁将导致电力系统的短缺,会对系统的稳定性和安全性造成不可逆的影响。
二、发电机失磁保护的基本原理为了避免发电机失磁及其带来的危害,失磁保护系统应运而生。
发电机失磁保护系统的基本原理是监测发电机磁场的状态,在磁场丧失或减弱时,立即采取措施使发电机进入保护状态,避免其继续运行。
发电机失磁保护系统的核心是失磁保护装置,其主要功能如下:1. 实时监测电磁场:失磁保护装置通过传感器实时监测发电机的磁场强度,一旦检测到磁场中断或减弱,将启动保护措施。
2. 警告与切断信号:失磁保护装置在检测到磁场异常时,会产生警告信号以提醒操作人员,并发送切断信号以阻止发电机继续运行。
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、自动灭磁开关误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 +=∑ ,ϕ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 sd (1) ∑∑-=X UX U E Q ss d 2cos δ(2) 功率因数角为PQ1tan -=ϕ (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。
发电机失磁保护的原理及整定计算1. 发电机失磁保护的重要性发电机是电力系统中至关重要的设备,一旦发生失磁现象,将导致发电机无法正常输出电能,严重影响电力系统的稳定运行。
发电机失磁保护是保证电力系统安全稳定运行的重要保障。
2. 失磁保护的原理失磁保护是指当发电机励磁系统出现异常或失效时,及时切断发电机励磁,以防止发电机失去励磁电流而导致失磁。
失磁保护装置通常采用电流互感器来监测发电机励磁电流,一旦检测到励磁电流异常,立即启动失磁保护装置,切断励磁系统。
3. 失磁保护的整定计算失磁保护的整定计算是保证失磁保护装置动作可靠的关键,其主要包括两个参数的确定:失磁保护动作时间和动作电流门槛值。
动作时间的确定需要考虑发电机的励磁系统特性和运行条件,一般可通过实际测试和仿真计算来确定。
动作电流门槛值的确定则需要综合考虑发电机的特性曲线、系统容量和保护装置的灵敏度,通常需要进行复杂的计算和分析。
4. 个人观点和理解作为发电机失磁保护的重要组成部分,整定计算的准确性直接关系到失磁保护的可靠性和灵敏度。
在进行整定计算时,需严谨对待,充分考虑发电机和系统的特性,尽可能保证失磁保护的动作精准可靠。
总结与回顾:发电机失磁保护作为电力系统保护的重要组成部分,在保障电力系统安全稳定运行方面具有不可替代的作用。
失磁保护的原理基于监测发电机励磁电流,及时切断励磁系统以防止失磁现象的发生。
整定计算则是保证失磁保护装置可靠动作的关键,需要综合考虑多种因素进行精确计算。
对于失磁保护,希望未来能进一步加强对于整定计算方法的研究,提高失磁保护的可靠性和灵敏度。
通过本文的深入探讨,相信读者能更全面、深刻地理解发电机失磁保护的原理及整定计算方法,从而更好地应用于实际工程中,保障电力系统的安全稳定运行。
以上是对发电机失磁保护的原理及整定计算的全面评估和深度探讨,希望对你有所帮助。
发电机失磁保护是电力系统中非常重要的一环,其原理和整定计算对于确保发电机正常运行和电力系统的稳定性至关重要。
低励、失磁保护应掌握的知识点:1、什么是失磁?2、失磁后,发电机的运行状况如何变化?或者说发电机开始失磁(在未超过静稳极限之前)的现象?3、失磁保护有哪些判据?(看说明书,先记住这些判据的名称,原理可以先不看)4、发电机失磁对系统和发电机本身有什么影响?5、发电机失磁后,机端测量阻抗大致如何变化?(先了解)一、定义失磁保护,有时候也叫低励保护。
但从更加确切的定义上讲,低励:表示发电机的励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流;(发电机要向外送这么多有功,必须要有相应的励磁电流来维持,励磁电流太低,连静稳极限都维持不了的时候,就叫低励。
而失磁:表示发电机完全失去励磁。
发电机低励、失磁,是常见的故障形式,特别是大型发电机组,励磁系统的环节比较多。
增加了发生低励、失磁的机会。
二、失磁的过程正常运行时,转子的旋转磁场,与定子绕组中电流产生的交变磁场,两者耦合到一起,同步旋转,转子磁场起推动力的作用,定子绕组中电流产生的交变磁场起制动力的作用,两者大小相等,同步旋转,把原动机的能量,通过磁场传到三相系统中去。
而低励、失磁时,转子中的磁场就减小,最后没有了,相当于转子用来推动定子交变磁场旋转的磁场减小、甚至没有了,相当于将“原动机的能量”转换成“三相交流系统中的电能”的媒介减小、甚至没有了,那么原动机的能量就只能转换成转子的机械能,所以转子的转速要加快。
以下为补充:励磁与有功、机端电压的关系(纯属个人理解,仅供参考)有功增加了 在机端电压不变的情况下 定子电流就会增加,定子电流增加的话 就会使机端电压下降, 为了保持机端电压的恒定就会增加励磁电流来稳定电压,励磁电流只调节无功,但无功和有功要满足功率圆。
可能会出现在无功一定的情况下有功无法调节。
就是说在有功增加的情况下励磁电流会变大的有功减小的话励磁电流也会相应的减小。
也就是说,增加励磁电流,可以增加发电机输出的无功Q ,也会使发电机的输出电压升高;反之,则相反。
而励磁电流与有功P 之间无必然的联系。
差不多吧,有功增加会使发电机产生去磁作用,这个时候发电机电压会降低,发电机会失磁,无功就要相应的增加。
理论上调整有功,无功会跟着变化,增加无功,有功不随着无功变化。
单台发电机对于无穷大系统而言,发电机输出的有功、无功的表达式为如下,式中,各参数的定义与上面补充部分的定义相同。
但下式成立的条件是xd=xq (此时xd Σ=xq Σ),即对于隐极发电机,才成立,对于凸极机,不成立。
200sin =cos s s s E U E U U P Q X X X ΣΣΣδ δ-式中,P 为发电机的有功,E0为发电机的机端电压;Us 为系统电压,X Σ为包括发电机在内的整个系统的电抗,δ为转子磁场与定子绕组的电枢磁场的夹角(也可理解为机端电压与无穷大系统电压之间的夹角)。
对于水轮发电机:d轴:直轴(横轴),磁极轴线,转子上是一个大齿;q轴:交轴(相轴、时轴),相邻两极之间的中心线,都是些小齿。
因此,Xd与Xq不可能完全相等,Xd>Xq。
发电机的机端电压E0与励磁电流If是成线性关系的,失磁过程中,励磁电流减小,引起机端电压E0降低(无功功率降低),但是失磁后,由于转子转速加快,δ会变大(δ的改变比E0的改变慢),在一定范围内,sinδ变大,cosδ,所以:“机端电压E0降低”与“sinδ变大”二者是相互补偿的作用,所以在失磁初始阶段,有功功率P先减小,后增加,来回波动,但有功P的平均值变化不大;而无功功率Q则持续下降,甚至向系统吸收无功(E0降低、cosδ降低);由于机端电压E0降低(在超过静稳极限后,机端电压讲大幅下降),因此,机端电流I先降低,后面有功P增加后,I也会回升。
具体各电气参数如上图所示。
综上,发电机开始失磁(在未超过静稳极限之前)的现象如下:①无功功率Q在连续下降,甚至从正值变成负值;②机端电压E0在连续下降;③机端电流I在上升(先下降、后上升);④有功功率P有波动(先下降、后上升),但平均值变化不大。
这个时候,发电机仍能向系统输送有功P,但由于无功Q降低,甚至吸收无功,机端电压要下降,因此需要本厂其他无故障的机组,或者其他厂无故障的机组多发一些无功功率,以维持系统电压。
当功角δ>180°以后,发电机完全失步,有功P已变为负值,即发电机吸收有功,发电机在系统电压的作用下,作电动机运转,定子电枢磁场已不再是对转子磁场起制动作用,而是和转子上的原动力矩一起,共同驱使发电机加速旋转,很快使δ>360°,开始一个新的旋转周期,发电机输出的有功功率、无功功率、定子电流、转子电流和电压均呈现不同程度的振荡,但定子机端电压手系统电压的牵制,因此波动比较平稳。
三、失磁后的发电机机端测量阻抗轨迹以下内容针对汽轮发电机而言:满负荷稳定运行时,发电机运行在A点,以失磁开始为0s,约5s后无功功率反向,机端测量阻抗轨迹开始进入-x的第四象限;10s以后,机端测量阻抗轨迹在C区摆动;若将有功负荷减到额定功率的60%,则机端测量阻抗轨迹在D区摆动;若将有功负荷减到额定功率的40%,则机端测量阻抗轨迹稳定在B点附近,失磁机组进入稳定异步运行。
1、失磁初始阶段(在失去静态稳定之前)的阻抗轨迹:等有功阻抗圆等有功的概念:前面已经分析,在失磁初始阶段(在失去静态稳定之前),发电机有功功率P虽然在波动,但其平均值差不多是不变的,因此叫等有功。
现在就假定输出有功功率P(这里用Ps表示)基本不变,来分析机端测量阻抗Z的轨迹。
失磁初始阶段(在失去静态稳定之前)的阻抗轨迹就是等有功圆,静稳极限破坏之后,阻抗轨迹才偏离等有功圆进入第三、四象限。
图6-3-3给我们的启发:①如果失磁发电机与无穷大系统的连接电抗Xs越大(即发电厂与系统联系很薄弱,远离系统中心),则等有功圆就要沿着jx轴往上偏移,因此失磁后的机端测量阻抗轨迹也整体往上偏移,即位于阻抗平面的上部区域,就不容易进入第三、第四象限,而失磁阻抗圆的动作区在第三、第四象限,所以此时失磁保护可能拒动。
②失磁以前,发电机带的有功Ps越大,则失磁后机端测量阻抗轨迹圆的圆心越靠近原点(从式6-6-3a可知),失磁后的机端测量阻抗轨迹(即等有功圆)越小,同理,就不容易进入第三、第四象限,而失磁阻抗圆的动作区在第三、第四象限,所以此时失磁保护可能拒动。
2、静稳极限阻抗圆补充:对于汽轮机的静稳极限(边界)阻抗圆,上面为Xs(系统联系电抗,或者叫发电机与无穷大系统的连接电抗),下面为-Xd,以它们为直径所作的圆。
机端测量阻抗轨迹进入该圆,表示这台发电机的静稳极限破坏了。
等有功圆与静稳极限(边界)阻抗圆是相交的,刚一开始失磁,机端测量阻抗轨迹就有可能沿着等有功圆进入静稳极限(边界)阻抗圆,因此,静稳极限(边界)阻抗圆的动作区域较大,比异步边界阻抗圆更灵敏,静稳极限刚刚被破坏,保护就动作了。
但是,对于汽轮机的静稳极限(边界)阻抗圆,其动作区域它包括了所有象限,第四象限是同步发电机失磁应该动作的区域,第三象限是同步电动机失磁应该动作的区域。
而在第一、二象限,除了失磁保护会动作外,短路故障也会动作,因此,为了防止短路时静稳极限(边界)阻抗圆误动,从第二象限到第四象限划一根直线,弄成一个方向阻抗继电器。
如P303,图6-4-5所示。
而在我国,为了防止短路时静稳极限(边界)阻抗圆误动,就把Xs移到零点,即机端,以零点和-Xd为弦,以静稳极限(边界)阻抗圆为基础,画一个苹果圆,让这个苹果圆尽可能的跟理论上的静稳极限(边界)阻抗圆靠拢。
我们把这个苹果园叫:准静稳极限阻抗圆。
如P304所讲。
无论是静稳极限阻抗圆,还是异步边界阻抗圆,阻抗继电器不仅是在失磁的时候才动作,在系统振荡、PT断线以及发电机从机端到高压系统发生相间短路、接地短路(经过渡电阻短路,过渡电阻达到一定数值)时,这些阻抗圆可能会误动。
所以阻抗圆也要和“励磁低电压”等判据相配合使用,即进入阻抗圆之后,要“励磁电压低于整定值”之后,才动作。
若是系统短路,为了维持系统稳定,励磁系统会自动将励磁加大,此时进入阻抗圆之后,由于“励磁低电压”等判据不满足,失磁保护也不会动作。
详见金安桥的“静稳极限励磁电压U (P) fd主判据”金安桥失磁保护的几个判据1、静稳极限励磁电压U (P) fd主判据若定子机端电势E0用定子的额定电压作为基准值,再计算它的标幺值;而转子电压U1的基准值为发电机空载的额定励磁电压,则定子机端电势E0的标幺值,就等于转子电压U1的标幺值,那么从标幺值来说,E0就是转子电压,故有功P即为转子电压乘以无穷大母线电压,再比上同步电抗。
所以,发电机要发出某一数量的有功P,就必须要有一定数量的励磁电压E0(转子电压,它们的标幺值相等)来维持,换句话,发电机要送某一数量的有功功率P,且系统要维持静稳极限,那么必须要有的那个转子电压就能确定下来。
转子电压的标幺值,与有功P成一个线性关系。
故,用转子低电压作为判据时,转子低电压的定值是随着有功功率的变化而变化的。
不同的有功功率,维持静稳极限所需的转子电压就有不同的定值。
(但这是从稳态的状态下来说的,而在暂态过程中,这个线性关系不成立)该判据的优点是:凡是能导致失步的失磁初始阶段,由于U fd快速降低,U (P) fd判据可快速动作;在通常工况下失磁,U (P) fd判据动作大约比静稳边界阻抗判据动作提前 1 秒钟以上,有预测失磁失步的功能,显著提高机组压出力或切换励磁的效果。
5.6.2 定励磁低电压辅助判据为了保证在机组空载运行及Pt < P 的轻载运行情况下失磁时保护能可靠动作,或为了全失磁及严重部分失磁时保护能较快出口,附加装设整定值为固定值的励磁低电压判据,简称为“定励磁低电压判据”,其动作方程为:金安桥失磁保护跳闸清册:静稳边界阻抗判据满足后,至少延时1~1.5s 发失磁信号、压出力或跳闸,延时1~1.5s 的原因是躲开系统振荡。
扇形与R 轴的夹角10°~15°为了躲开发电机出口经过渡电阻的相间短路,以及躲开发电机正常进相运行。
5.6.4 稳态异步边界阻抗判据发电机发生凡是能导致失步的失磁后,总是先到达静稳边界,然后转入异步运行,进而稳态异步运行。
该判据的动作圆为下抛圆,它匹配发电机的稳态异步边界圆。
特性曲线见图5-6-4。
5.6.5 主变高压侧三相同时低电压判据发电机失磁后,可能引起主变高压侧(系统)电压降低,引发局部电网电压崩溃,因此,在失磁保护配置方案中,应有“三相同时低电压”判据。
为防止该判据误动,该判据应与其它辅助判据组成“与”门出口。
此判据主要判断失磁的发电机对系统电压(母线电压)的影响。
五、观音岩所用的南瑞PCS-985GW发电机保护中,失磁保护有哪些判据?它们各有什么作用?适用于哪些场合?答:①母线(机端)低电压判据:该判据用于保护电力系统不被失磁故障的发电机拖垮,是一个保系统的判据;适用于系统无功储备不足时,远离负荷中心、与系统联系比较薄弱的发电厂建设初期,或枯水运行季节的时候。