发电机失磁(逆无功)

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。

浅谈发电机失磁保护摘要：发电机失磁时会对发电机和电力系统产生巨大危害；本文分析了发电机失磁时对系统和发电机本身所产生的危害，介绍了发电机失磁保护的原理，使我们对发电机失磁及失磁保护有了一个系统的了解，为深入研究发电机失磁保护提供一定的帮助。

关键词：发电机；失磁保护；危害1发电机失磁的危害发电机失磁是指正常运行的发电机励磁电流全部或部分消失的现象。

引起发电机失磁原因有：励磁机故障、灭磁开关误跳闸、转子绕组以及转子回路发生故障、运行人员误操作、半导体励磁系统中某些元件的损坏等等。

失磁是发电机常见故障形式之一，特别是大型发电机组，由于励磁系统环节较多，因而也增加了发生失磁的机率。

发电机发生失磁以后，励磁电流将逐渐衰减至零，发电机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而不断减小，电磁转矩将小于原动机的转矩，因而使转子加速，导致发电机功角增大。

当发电机功角超过静稳极限角时，发电机将会与电力系统失去同步。

发电机失磁后将从系统中吸取一定的感性无功，转子会出现转差，在定子绕组中感应电势，并且定子电流增大，定子电压下降，有功功率下降，而无功功率反向并不断增大，在转子上会有差频电流产生，整个系统的电压可能会下降，某些电源支路也会产生过电流，发电机的各个电气量不断摆动，严重威胁发电机和整个电力系统的安全稳定运行。

1.1 失磁对电力系统的危害，主要表现在以下几个方面（1）低励或失磁的发电机，从系统中吸收无功功率，引起系统电压下降，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电压低于允许值，破坏负荷与各电源间的稳定运行，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。

（2）当一台发电机发生低励或失磁后，由于电压下降，电力系统中的其他发电机，在自动调整励磁装置的作用下，将增加其无功功率输出，从而使这些发电机、输出变压器或线路过电流，其后备保护(过电流保护)可能动作而跳闸，使故障范围扩大。

（3）一台发电机低励或失磁后，由于该发电机有功功率的摆动，以及系统电压的下降，可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间，或电力系统的各部分之间失步，使系统产生振荡甩掉大量负荷。

发电机失磁保护的整定计算作者：佚名发布日期：2008-5-30 17:33:45 (阅631次)关键词: 保护电机目前，国内生产及应用的微机型失磁保护的类型主要有两类，一类是机端测量阻抗＋转子低电压型；另一类是发电机逆无功＋定子过电流型。

一、机端测量阻抗＋转子低电压型失磁保护的整定计算该型失磁保护用于判断发电机失磁或励磁降低到不允许的程度的判据主要有机端测量阻抗元件及转子低电压元件，失磁的危害判别元件只有系统低电压元件。

此外，为提高失磁保护动作可靠性（例如，躲系统振荡），还设置有时间元件。

对于该型失磁保护的整定，主要是对机端测量阻抗元件、转子低电压元件、系统低电压元件及时间元件的整定。

1、机端测量阻抗元件的整定（1）失磁保护阻抗元件动作特性的类别。

截至目前，国内采用的失磁保护阻抗元件在阻抗复平面上动作特性的类型主要有：异步边界阻抗圆、静稳边界阻抗圆及通过坐标原点的下抛阻抗圆。

圆内为动作区。

2、动作阻抗圆的选择及整定理论分析及运行实践表明：发电机失磁后，机端测量阻抗的变化轨迹，与发电机的结构、发电机所带有功功率及系统的联系阻抗均有关。

运行实践表明：按静稳边界构成的动作阻抗圆，在运行中容易误动。

目前国内运行的阻抗型失磁保护，多数采用异步边界阻抗圆、下抛阻抗圆。

在确定阻抗元件的整定值时，应首先了解发电机在系统的位置，与系统的联系阻抗及常见的运行工况等。

动作阻抗圆的整定阻抗一般按下式确定：XA=-0.5X’d(或XA=0)XB=-1.2XdXA、XB分别为异步边界阻抗圆的整定电抗。

Xd为发电机的同步电抗X’d发电机的暂态电抗另外，对于与系统联系阻抗较大的大型水轮发电机，动作阻抗圆应适当增大；而对于与系统联系阻抗较小的大型汽轮发电机，动作阻抗圆可适当的减小。

对于经常进相运行的发电机，应保证在发电机进相功率较大时（但未失步），机端测量轨迹不会进入动作阻抗圆内。

另外，若阻抗元件采用静稳边界阻抗圆，则必须由转子低电压元件进行闭锁。

反向无功做为发电机失磁保护判据的应用研究作者：窦君来源：《科技风》2017年第21期摘要：电力系统是一个庞大而复杂的人工控制系统，随着机组容量和电网规模的扩大，电网风险也在不断加大。

其中，发电机励磁系统对机组和电网的安全尤为重要。

发电机失磁不仅会引起机组的振动和局部过热，还会出现反向无功造成电网的电压下降。

失磁保护做为机组和电网安全的一道屏障，最大限度的发挥着继电保护的防线作用。

因此，合理的配置失磁保护判据和进行整定计算使保护功能得到稳定和优化显得至关重要。

关键词：失磁保护；反向无功；整定计算发电机在运行过程中失去励磁电流使转子磁场消失，叫做发电机失磁。

发电机失磁引起的机组振动和局部过热不仅会损坏机组设备，还会因为出现反向无功而造成电网的电压下降。

失磁保护做为机组和电网安全的一道屏障，最大限度的发挥着继电保护的防线作用。

按照最新的电力生产反措要求，发变组保护装置应取消励磁电压这一模拟量开入。

励磁电压判据是失磁保护中最可靠的一个逻辑判据条件，为保证机组和电网运行的稳定加强对失磁保护的研究，找到一个合理而可靠的失磁保护配置和整定计算方案是十分必要的。

1 失磁保护的典型配置运行中的发电机失去励磁时，电网规定：经过试验证明允许无励磁运行且不会使系统失去稳定者，在系统电压允许的条件下，可不急于立即停机而应迅速恢复励磁。

不符合上述要求的，失磁后应立即将发电机解列。

发电机失磁后，相当于一台电动机从系统吸收无功供给定子和转子产生磁场用。

当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[1]。

失磁保护，主要利用发电机失磁后的参数变化特点构成：（1）国内比较普遍采用的保护主判据有静稳阻抗圆和异步边界圆[2]。

失磁的危害判据有系统低电压和机端低电压，用来判别发电机失磁对系统和厂用电的影响。

（2）静稳极限圆和异步边界圆做为判据的失磁阻抗继电器能够鉴别正常运行与失磁故障。

但在发电机外部短路故障、系统振荡、线路充电及电压回路断线等情况下失磁保护可能误动作，因此增设辅助判据才能保证保护的选择性。

一、失磁保护：发电机失磁不仅使定子端部发热，力矩超过允许值，发电机由送出无功变为吸收无功，严重时造成电压崩溃。

为防止事故的发生，发电机装有失磁保护，一旦失磁，直接跳闸。

大机组满载时失磁突然跳闸，从保电网的角度看，虽失去部分有功功率，但可避免电压崩溃危险。

通过大量研究并试验，证明容量不超过800MW的二级汽轮发电机若失磁机组快速减载到允许水平，只要电网有相应无功储备，可确保电网电压，失磁机组的厂用电保持正常工作的情况，失磁机组可不跳闸，尽快恢复励磁。

由于失磁异常运行受到机组设计特点、电网条件等限制，要根据本身机组特点及电网中所处的条件而决定。

发电机失磁危害：发电机失磁通常是指发电机励磁异常下降或励磁完全消失的故障。

励磁异常下降是指发电机励磁电流的降低超过了静态稳定极限所允许的程度，使发电机稳定运行遭到破坏。

失磁可能是由于励磁开关误跳闸，励磁调节器故障，转子回路某处断线等原因引起。

失磁后果：对发电机本身的影响：1）发电机输出同步电磁功率下降：发电机的同步功率是励磁电流建立的磁场所传递的有功功率，随励磁电流的减小，同步功率将相应地减小。

而定子磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为异步转矩，它们之间所传递的功率称为异步功率。

发电机在正常运行时，从汽轮机传过来的主力矩与同步力矩相平衡。

当某种原因造成励磁电流中断时，由于磁场不会消失，在短暂的时间内，转子磁场将逐渐衰减，使同步力矩逐渐减小，所出现的过剩力矩就会使转子加速，而使转子转速与定子旋转磁场的转速变得不一致。

与此同时，发电机变为欠励，从电网吸收感性无功功率，以维持气隙磁场。

由于定子旋转磁场与转子间有相对速度，即有了转差率S，于是在闭路的励磁绕组、阻尼绕组和转子的其它金属构件中感应出频率与转差率相应的交变电流。

该电流和定子旋转磁场作用产生异步力矩。

主力矩克服异步力矩过程中作功，亦可以继续向电网送出有功。

异步力矩是随S增大而增大的，而汽机又因转速升高使调速器动作而减少输给发电机的机械功率，所以当主力矩和异步力矩相等时，即达到新的异步运行平衡状态。

浅析发电机的失磁运行及其影响作者：张先来源：《科技视界》 2013年第1期张先（四川省电力公司遂宁公司，四川遂宁 629000）【摘要】发电机低励和失磁是常见的故障形式。

造成低励、失磁的原因，主要是励磁回路的部件发生故障、自动励磁调节装置发生故障以及操作不当或由于系统事故造成的。

本文是对发电机失磁运行及其影响的概述。

【关键词】失磁运行；励磁；转差率１发电机的失磁运行发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消失或部分消失。

引起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、半导体励磁系统中某些元件损坏或回路发生故障以及误操作等。

对于并网运行的发电机组，当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减到零。

由于发电机的感应电势随着励磁电流的减小而减小；因此其电磁转距也将小于原动机的转距，因而引起转子加速，使发电机的功角增大。

当功角超过稳定极限角时，发电机将与系统失去同步，进入失步运行状态。

发电机失去励磁后将从并列运行的电力系统中吸收感性的无功功率供给励磁电流，在定子绕组中感应电势。

发电机失步后，转子回路将感应出频率为ff-fs(ff为发电机转速的频率，fs为系统的频率)的电流，此电流产生异步制动转距。

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。

运行中的发电机失磁的表现无功电力表反指，定子电流周期性摆动，有功负荷稍低，定子电压降低，转子电压、电流根据故障点的不同有不同的指示，转子回路断线时，电压升高，电流为零；励磁机励磁回路或电枢回路断线，电压、电流近于零。

发电机失磁，将在转子线圈、转子铁芯表面、阻尼系统产生滑差电流，引起附加温升。

在槽楔与齿壁之间、槽楔与套箍之间，以及齿与套箍间的接触面上都可能产生局部高温。

此外，定子中的滑差电流将产生交变机械转矩，可能影响机组的安全。

2 发电机失磁对电力系统和发电机的影响2.1 对系统的影响（1）需要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。

引起发电机失磁的原因有哪些？
答案：发电机失去励磁的原因很多，一般在同轴励磁系统中，常由于历次回路断线（转子回路断线、励磁机电磁回路断线励磁机励磁绕组断线等）自动灭磁开关误碰及误跳闸磁场变阻器接触不良等使励磁回路开路，或转子回路短路等原因造成失磁。

在半导体静止励磁系统中，常由于晶闸管整流元件损坏，励磁调节器故障等原因引起发动机失磁。

引起发电机振荡的原因有哪些?
答1) 静态稳定破坏，主要是由于运行方式变化或故障点切除时间过长而引起；
2) 发电机与系统联结的阻抗突增：
3) 电力系统中功率突变，供需严重失去平衡；
4) 电力系统中无功功率严重不足，电压降低：
5) 发电机调速器失灵。

4，引起发动机振动的原因
原因：1、机械原因转子动（静）不平衡，轴线不正，轴承间隙过大，碰撞等
2、水力原因涡带，进水不平衡，止漏间隙不均，涡列等；
3、电磁原因不对称运行，气隙不均，失磁，转子闸间短路等
13什么叫全摆度、净摆度、？答：同一测量部位对称两点百分表读数之差称为全摆度。

同一测点上下两部位全摆度数值之差称为净摆度。

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.发电机失磁对发电机和系统都会产生不利的影响，对系统的影响是：1）．使系统出现无功功率差额；2）．造成其它发电机过流；对发电机本身的影响是：1）．转子的损耗增大造成转子局部发热；2）．发电机受交变异步功率的冲击而发生振动。