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发电机百科

发电机的振荡和失步

作者: 本站 来源: 本站 时间:2015年11月12日
       同步发电机正常运行时,相对静止的定子磁极(定子三相绕组合成磁场)与转子磁极(转子磁场)之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时,转子的位移角δ(功角)将增大,这相当于把磁力线拉长;当负载减小时,δ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,转子位移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,一种是振荡的幅度愈来愈小,δ角的摆动逐渐衰减,最后稳定在某一新的位移角下,仍以同步转速稳定运行(称同步振荡);另一种是振荡的幅度愈来愈大,δ角不断增大,直至脱出稳定范围,使发电机失步,发电机进行异步运行(称非同步振荡)。
1.发电机发生振荡或失步时有如下现象:
       1)定子电流表指示超出正常值,且往复剧烈摆动;
       2)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;
       3)有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动;
       4)转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动;
       5)发电机发出有节奏的鸣声,并与表计指针摆动节奏合拍;
       6)低电压继电器和过负荷保护可能动作报警;
       7)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。
2.发电机振荡和失步的原因:
       1)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。
       2)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被断开,并联变压器中的一台被切除等。
       3)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。
       4)大机组失磁。大机组失磁,从系统吸取大量无功功率,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。
       5)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。
       6)发电机运行时电势过低或功率因数过高。
       7)电源间非同期并列未能拉入同步。
3.单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别:
      1)失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大;
      2)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幅度可能满刻度,其他机组在正常 值附近摆动;
      3)系统性振荡时,所有发电机表计的摆动是同步的。
4.发电机振荡或失步的处理:
       当发生振荡或失步时,应迅速判断是否为本厂误操作所引起,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步的处理如下:
      1) 立即增加发电机的励磁电流。通过增加励磁电流,以提高发电机的电势,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,在发电机到达平衡点时而拉入同步。但发电机励磁系统若处在强励状态,1min内不应干预。
      2) 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。这既可降低转子惯量,也提高了功率极限而增加机组稳定运行能力。
      3) 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。               
      4) 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,根据现场规程规定,应将机组与系统解列。


以上处理,必须在系统调度统一指挥下进行!

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