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一、發(fā)電機失磁對系統(tǒng)的影響主要有:
1、低勵和失磁的發(fā)電機,從系統(tǒng)中吸收無功功率,引起電力系統(tǒng)的電壓降低,如果電力系統(tǒng)中無功功率儲備不足,將使電力系統(tǒng)中鄰近的某些點的電壓低于允許值,破壞了負荷與各電源間的穩(wěn)定運行,甚至使電力系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。
2、當一臺發(fā)電機發(fā)生失磁后,發(fā)電機出租多少錢,由于電壓下降,電力系統(tǒng)中的其它發(fā)電機,在自動調(diào)整勵磁裝置的作用下,將增加其無功輸出,從而使某些發(fā)電機、變壓器或線路過電流,其后備保護可能因過流而誤動,使事故波及范圍擴大。
3、一臺發(fā)電機失磁后,由于該發(fā)電機有功功率的搖擺,以及系統(tǒng)電壓的下降,將可能導致相鄰的正常運行發(fā)電機與系統(tǒng)之間,或電力系統(tǒng)各部分之間失步,使系統(tǒng)發(fā)生振蕩。

4、發(fā)電機的額定容量越大,在低勵磁和失磁時,引起無功功率缺額越大,電力系統(tǒng)的容量越小,則補償這一無功功率缺額的能力越小。因此,發(fā)電機的單機容量與電力系統(tǒng)總容量之比越大時,對電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴重。
二、發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身的影響主要有:
1、由于發(fā)動機失磁后出現(xiàn)轉差,在發(fā)電機轉子回路中出現(xiàn)差頻電流,差頻電流在轉子回路中產(chǎn)生損耗,如果超出允許值,哪里有發(fā)電機出租,將使轉子過熱。特別是直接冷卻的高力率大型機組,保亭發(fā)電機出租,其熱容量裕度相對降低,轉子更容易過熱。而轉子表層的差頻電流,還可能使轉子本體槽楔、護環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴重的局部過熱甚至灼傷。
2、失磁發(fā)電機進入異步運行之后,發(fā)電機的等效電抗降低,從電力系統(tǒng)中吸收無功功率,失磁前帶的有功功率越大,轉差就越大,等效電抗就越小,所吸收的無功功率就越大。在重負荷下失磁后,由于過電流,將使發(fā)電機定子過熱。
3、對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機,其平均異步轉矩的大值較小,慣性常數(shù)也相對降低,轉子在縱軸和橫軸方面,也呈較明顯的不對稱。由于這些原因,在重負荷下失磁后,這種發(fā)電機轉矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動。對于水輪發(fā)電機,由于平均異步轉矩大值小,以及轉子在縱軸和橫軸方面不對稱,在重負荷下失磁運行時,也將出現(xiàn)類似情況。這種情況下,將有很大甚至超過額定值的電機轉矩周期性地作用到發(fā)電機的軸系上,并通過定子傳遞到機座上。此時,轉差也作周期性變化,其大值可能達到4%~5%,發(fā)電機周期性地嚴重。這些情況,都直接威脅著機組的安全。
4、失磁運行時,定子端部漏磁增強,將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。







傳統(tǒng)的繼電保護方式:傳統(tǒng)的發(fā)電機內(nèi)部故障主保護方案常采用:傳統(tǒng)縱差保護、傳統(tǒng)橫差保護、基波縱向零序電壓保護、轉子二次諧波電流保護、標積制動式縱差保護等。這些傳統(tǒng)的保護方式在一定程度上起到了有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除、減少對電力系統(tǒng)的損壞程度、恢復無故障部分的正常運行、反應電氣元件異常運行工況的作用,但是由于諸多原因,在電力系統(tǒng)中始終存在發(fā)電機、變壓器等設備的保護元件正確動作率普遍偏低——許多都不到70%的問題,因此有必要對這些保護方式略作分析,以期找到改進措施。
1.傳統(tǒng)縱差保護
傳統(tǒng)縱差保護只對相間短路有效,對發(fā)電機定子繞組同相的匝間或層間短路和開焊(斷線)故障均無保護作用,因而保護功能不,再加上目前存在元器件產(chǎn)品質量差、維護管理水平低等諸多問題,必須加以改進。
2.傳統(tǒng)橫差保護
以往的單元件橫差保護,其動作電流約為(0.2~0.3)In,所用中性點連線的電流互感器變比選為0.25 In/5 A,所以舊式的單元件橫差保護的動作電流約為發(fā)電機額定電流的二次值(5 A),由于發(fā)電機內(nèi)部故障用的老式橫差繼電器對三次諧波濾過比小于15,所以這樣的整定值就限制了保護正常動作靈敏度的提高。

3.基波縱向零序過電壓保護
對于中性點側只有U,V,W三相引出三個端子的發(fā)電機,習慣上都裝設縱差保護以反應內(nèi)部相間短路。為了保護發(fā)電機的定子繞組匝間短路或開焊故障,可增設縱向零序過電壓保護,但縱向零序過電壓保護裝置較復雜、靈敏度低,且可能引起某些誤跳閘。只有在發(fā)電機中性點側三相僅引出三個端子,并裝設了縱差保護時才選用。
4.轉子二次諧波電流保護
轉子諧波二次電流保護中啟動元件與選擇元件的配合要求十分嚴格,容易發(fā)生誤動作,整定較困難,須用專門的轉子回路電抗變壓器。只在發(fā)電機已確定中性點側僅引出三相三個端子,并決定裝設縱差保護而不可能裝設高靈敏橫差保護的情況下才選用。
5.標積制動式縱差保護
標積制動式縱差保護不能反應匝間短路和定子繞組開焊故障,且這種保護也需要發(fā)電機中性點側引出三相三個端子。
目前國內(nèi)300MW及以上的汽輪發(fā)電機均采用每相兩并聯(lián)分支、中性點僅引出三相的三個端子,普遍采用發(fā)電機縱差保護和發(fā)電機—變壓器組縱差保護作為發(fā)電機—變壓器組內(nèi)部短路主保護。當發(fā)電機中性點側只有三相三個引出端子時,就無法裝設單元件橫差保護,這將影響整套繼電保護裝置的可靠性、靈敏性。
目前我國出口機組的大容量是300MW級(木扎發(fā)戈IX320MW、拉克4X325MW、薩汗德2x 325MW),正在跟蹤的項目大容量達到600MW級(亞臨界),隨著我國超臨界600MW級機組制造技術的引進和消化吸收,將其打入國際市場是有可能的。
令人遺憾的是迄今尚未有60Hz周波大型動力設備出口的業(yè)績。
主機制造的可行性分析我國的主機制造企業(yè)制造的設備基本上全是用于50Hz周波的,只有個別主機制造企業(yè)在20世紀70~ 80年代制造過用于出口,適于60Hz周波的大50MW的機組。而對于現(xiàn)行的大型機組,發(fā)電機出租品牌,各國內(nèi)主機制造企業(yè)均未做技術儲備,但均稱具有設計制造的實力。

汽輪機國內(nèi)各主要汽輪機制造企業(yè)歷經(jīng)數(shù)十年的獨立開發(fā)和技術引進,已經(jīng)完全掌握了50Hz周波汽輪機的開發(fā)、設計、制造及試驗技術,具有制造大600MW容量的超臨界和亞臨界及其他不同功率等級、各種形式的凝汽、背壓、供熱、工業(yè)抽汽、中間再熱汽輪機。這些技術以當代計算機技術為基礎,涉及到高速氣動力學、工程熱力學、傳熱學、強度、振動、材料、計算機自動控制、精密加工制造、工程結構設計優(yōu)化等各個領域,包括完整的汽輪機設計計算程序庫、產(chǎn)品設計手冊、準則和規(guī)范、材料、工藝、、標準及開發(fā)研究設計報告。其產(chǎn)品的經(jīng)濟性、可靠性和運行靈活性都達到或接近了*水平。國內(nèi)各主要汽輪機制造企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)績都已達到50000MW左右的總功率。

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