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發(fā)電機多種異常狀態(tài)及危害
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,發(fā)電機單機容量的不斷增加,大型發(fā)電機組在電力系統(tǒng)中越來越重要。人們對發(fā)電機的可靠性、安徽黃山本地性要求越來越高。發(fā)電機的運行對保證柴油發(fā)電機組的正常工作和電能質(zhì)量起著極其重要的作用。但是較之故障,異常運行狀態(tài)發(fā)生的機率更大,比如定子繞組過負荷、安徽黃山本地發(fā)電機失磁、安徽黃山本地失步,發(fā)電機逆功率運行,非全相運行等。這些威脅同樣不容忽視,所以研究大型發(fā)電機的異常運行及保護是很有必要的。由于大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關(guān),非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。本文針對大型發(fā)電機非全相運行進行了分析研究,采用對稱分量法得出了各相電流、安徽黃山本地各序電流及相序電流間的關(guān)系,并用KATLAB軟件進行了仿真,驗證了理論分析的結(jié)果。同時,就發(fā)電機組非全相保護存在的問題提出了改進方案,并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運行故障時的一些處理方法:
1、安徽黃山本地低勵磁或失磁對于容量在100KW以下不允許失磁運行的發(fā)電機,當采用直流勵磁機時,應在滅磁開關(guān)斷開時同時斷開發(fā)電機斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機也應裝設(shè)失磁保護。對于水輪發(fā)電機,保護動作于解列滅磁;對于柴油發(fā)電機,保護動作于減出力,以便縮短異步運行時間盡快恢復同步運行,在不允許繼續(xù)異步運行或失磁后母線電壓低于允許值時,保護動作于解列滅磁。
2、安徽黃山本地定子過電流或過負荷保護
在定子繞組、安徽黃山本地勵磁繞組上應裝設(shè)定時限和反時限過負荷保護。定時限過負荷保護動作于信號或自動減負荷、安徽黃山本地降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、安徽黃山本地解列滅磁。
3、安徽黃山本地逆功率保護
對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機,宜裝設(shè)逆功率保護。保護帶時限動作于信號,經(jīng)長時限動作于解列。 以上所述的解列滅磁,是指斷開發(fā)電機斷路器,汽輪機甩負荷。減出力,是指將原動機出力減到給定值。程序跳閘,對柴油發(fā)電機來說,是指首先關(guān)閉主汽門,待逆功率繼電器動作后,再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機,是指首先將導水翼關(guān)到空載位置,再跳開發(fā)電機斷路器滅磁。
4、安徽黃山本地發(fā)電機失步保護對于容量在300KW及以上的發(fā)電機,需裝設(shè)失步保護,保護動作于信號或解列。若發(fā)生失步現(xiàn)象,應盡快創(chuàng)造恢復同期的條件,一般可采取增加發(fā)電機的勵磁,或減少該失步電機的有功出力,進而將其牽入同步。動減負荷、安徽黃山本地降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、安徽黃山本地解列滅磁。
5、安徽黃山本地非全相運行保護
發(fā)電機變壓器組的非全相運行故障,大多數(shù)發(fā)生在機組解列、安徽黃山本地并列的操作過程中,正確地進行機組解列或并列的操作是大幅度地減少因負序電流燒損發(fā)電機轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機勵磁、安徽黃山本地穩(wěn)定機組轉(zhuǎn)速、安徽黃山本地減少機組出力、安徽黃山本地控制定子電流的原則,嚴格按照合理順序進行操作和調(diào)整,完全可以把負序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。 由于現(xiàn)在大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關(guān),非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。所以在下面的章節(jié)中我將重點分析發(fā)電機非全相運行及其相應的保護措施。
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發(fā)電機磁場運行的五種方式
勵磁是指為發(fā)電機提供運行磁場的過程,根據(jù)勵磁處理方式的不同,有五種方式:他勵方式、安徽黃山本地自勵方式、安徽黃山本地混合式勵磁、安徽黃山本地轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵磁及定子繞組勵磁方式。
(1)他勵方式:發(fā)電機的勵磁不是同步發(fā)電機本身供給,而是由其他電源供給。 (2)自勵方式:發(fā)電機的勵磁由同步發(fā)電機本身發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。
(3)混合式勵磁方式:分為同軸直流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián);同軸直流勵磁機他勵加勵磁變壓器自并勵;同軸交流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)。
(4)轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵磁方式:其特點是穩(wěn)定性高;有功、安徽黃山本地無功可相互獨立調(diào)節(jié);引入滑差頻率的交流信號加入勵磁,可以控制具有轉(zhuǎn)子滑差的運行;事故停機時間短;勵磁繞組短路下失磁運行,對轉(zhuǎn)子起了屏蔽作用,使轉(zhuǎn)子渦流產(chǎn)生的損耗減少了約3/4;可承受短時間的沖擊負載。但造價高。
(5)定子繞組勵磁方式:有光滑轉(zhuǎn)子、安徽黃山本地有齒的轉(zhuǎn)子、安徽黃山本地有契形導體短路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子、安徽黃山本地有大功率短路繞組的轉(zhuǎn)子。特點是結(jié)構(gòu)簡單、安徽黃山本地可靠性高、安徽黃山本地成本低。為解決大容量超高壓輸電系統(tǒng)出現(xiàn)的無功引起過電壓的問題提供了有效的解決辦法。
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