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福建柴油发电机|发电机的振荡与失步

2019-10-11 15:03:07

同步发电机正常运行时,定子磁极和转子磁极之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时,功角将增大,这相当于把磁力线拉长;当负载减小时,功角将减小,这相当于磁力线缩短。当负载突然变化时,由于转子有惯性,转子功角不能立即稳定在新的数值,而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动,这种现象称为同步发电机的振荡。

振荡有两种类型:一种是振荡的幅度越来越小,功角的摆动逐渐衰减,最后稳定在某一新的功角下,仍以同步转速稳定运行,称为同步振荡;另一种是振荡的幅度越来越大,功角不断增大,直至脱出稳定范围,使发电机失步,发电机进入异步运行,称为非同步振荡。

发电机振荡或失步时的现象

a)定子电流表指示超出正常值,且往复剧烈运动。这是因为各并列电势间夹角发生了变化,出现了电动势差,使发电机之间流过环流。由于转子转速的摆动,使电动势间的夹角时大时小,力矩和功率也时大时小,因而造成环流也时大时小,故定子电流的指针就来回摆动。这个环流加上原有的负荷电流,其值可能超过正常值。

b)定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值,且往复摆动。这是因为失步发电机与其他发电机电势间夹角在变化,引起电压摆动。因为电流比正常时大,压降也大,引起电压偏低。

c)有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动。因为发电机在未失步时的振荡过程中送出的功率时大时小,以及失步时有时送出有功,有时吸收有功的缘故

d)转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动。发电机振荡或失步时,转子绕组中会感应交变电流,并随定子电流的波动而波动,该电流叠加在原来的励磁电流上,就使得转子电流表指针在正常值附近摆动。

)频率表忽高忽低地摆动。振荡或失步时,发电机的输出功率不断变化,作用在转子上的力矩也相应变化,因而转速也随之变化。.

f)发电机发出有节奏的鸣声,并与表计指针摆动节奏合拍。

g)低电压继电器过负荷保护可能动作报警。

h)在控制室可听到有关继电器发出有节奏的动作和释放的响声,其节奏与表计摆动节奏合拍。

i)水轮发电机调速器平衡表指针摆动;可能有剪断销剪断的信号;压油槽的油泵电动机起动频繁。

发电机振荡和失步的原因

根据运行经验,引起发电机振荡和失步的原因有

a)静态稳定破坏。这往往发生在运行方式的改变,使输送功率超过当时的极限允许功率。

)发电机与电网联系的阻抗突然增加。这种情况常发生在电网中与发电机联络的某处发生短路,一部分并联元件被切除,如双回线路中的一回背断开,并联变压器中的一台被切除等。

电力系统的功率突然发生不平衡。如大容量机组突然甩负荷,某联络线跳闸,造成系统功率严重不平衡。

d)大机组失磁。大机组失磁,从系统吸收大量无功功率,使系统无功功率不足,系统电压大幅度下降,导致系统失去稳定

e)原动机调速系统失灵。原动机调速系统失灵,造成原动机输入力矩突然变化,功率突升或突降,使发电机力矩失去平衡,引起振荡

f)发电机运行时电势过低或功率因数过高。(

g)电源间非同期并列未能拉入同步。

单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别

a)失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大;

b)失步机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他机组的相反,失步机组有功功率表摆动可能满刻度,其他机组在正常值附近摆动。

系统性振荡时,所有发电机表计的摆动是同步的。

当发生振荡或失步时,应迅速判断是否为本厂误操作引起,并观察是否有某台发电机发生了失磁。如本厂情况正常,应了解系统是否发生故障,以判断发生振荡或失步的原因。发电机发生振荡或失磁的处理如下:

a)如果不是某台发电机失磁引起,则应立即增加发电机的励磁电流,以提高发电机电动势,增加功率极限,提高发电机稳定性。这是由于励磁电流的增加,使定、转子磁极间的拉力增加,削弱了转子的惯性,在发电机达到平衡点时而拉入同步。这时,如果发电机励磁系统处在强励状态,1min内不应干预。

b)如果是由于单机高功率因数引起,则应降低有功功率,同时增加励磁电流。这样既可以降低转子惯性,也由于提高了功率极限而增加了机组稳定运行能力。

c)当振荡是由于系统故障引起时,应立即增加各发电机的励磁电流,并根据本厂在系统中的地位进行处理。如本厂处于送端,为高频率系统,应降低机组的有功功率;反之,本厂处于受端且为低频率系统,则应增加有功功率,必要时采取紧急拉路措施以提高频率。

d)如果是单机失步引起的振荡,采取上述措施经一定时间仍未进入同步状态时,可根据现场规程规定,将机组与系统解列,或按调度要求将同期的两部分系统解列。

以上处理,必须在系统调度统一指挥下进行。