发电机失磁
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预防发电机失磁、失步措施发电机失磁、失步是发电机运行中常见的故障形式,一旦保护拒动将对发电机及系统造成较大影响。
为防止此故障发生,特制定本措施。
一、失磁、失步定义:失磁:发电机失磁是指发电机的励磁电流突然全部消失或部分消失。
失步:发电机失磁后造成震荡,震荡幅度变大,功角增大,直至脱出稳定运行,使发电机失去同步,进入异步运行。
二、失磁的原因:1、转子绕组故障2、励磁机故障3、自动灭磁开关误跳闸4、及回路发生故障三、失磁的危害:对自身危害:1、使转子和励磁回路过热,严重时可使转子烧毁。
2、失磁后吸收无功使定子过热。
3、机组振动增大、铁芯过热。
对系统危害:1、从系统吸收无功,威胁系统稳定运行,严重时导致系统瓦解。
2、强励可能动作,引起过电流。
四、失磁处理:1、检查厂用电是否切换,如果未切换作相应处理。
2、发电机失磁,而失磁保护没有动作,系统电压低至极限值时应立即手动打闸停机。
3、如果系统电压低应联系值长增加其它发电机的无功出力,防止电网瓦解。
五、失步处理:1、在发电机电压允许的前提下尽可能增加发电机的无功。
2、如果系统频率正常可适当降低发电机的有功。
3、采取上述措施后仍不能恢复同步,失步保护不动作时如威胁设备安全时,应将失步的发电机与系统解列。
4、如由于发电机失磁引起系统振荡而失磁保护不动作时,应立即将失磁的发电机解列。
六、防止失磁、失步措施:1、各值做好发电机失磁、失步的事故预想,防止事故扩大。
2、巡检时注意检查各保护装置工作正常。
3、巡检时检查励磁系统各保险、开关正常,系统无异常报警。
4、运行中加强励磁碳刷的检查。
5、励磁系统操作严格执行监护制度。
6、机组大小修中做励磁系统相关试验及发变组保护传动试验正常。
7、定期核对保护装置定值正确。
8、定期试验柴油发电机正常。
发电机失磁保护(逆无功原理)一、保护原理发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志,是逆无功和定子过电流同时出)。
失磁的危害判据有现。
逆无功原理的失磁保护主判据是逆无功(-Q)和定子过电流(I>系统低电压(Us<)和机端低电压(Ug<),用来判别发电机失磁对系统及对厂用电的影响。
另外,为减少发电机失磁运行时的危害程度,采用发电机有功功率判据(P>)。
减有功图一发电机逆无功原理失磁保护逻辑图二、一般信息2. 1 输入TA/TV定义注:对应的保护压板插入,保护动作时发信并出口跳闸;对应的保护压板拔掉,保护动作时只发信,不出口跳闸。
2.6投入保护开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。
)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视点击进入发电机逆无功原理式失磁保护监视界面,可监视保护定值,有功功率、无功功率、发电机机端电压、系统低电压等有关信息。
三、保护动作整定值测试3.1逆无功定值测试外加三相电流和三相电压,满足过有功和过负荷条件,通过改变电流和电压的夹角来改变无功达动作值使保护出口。
记录数据。
3.2 有功功率定值测试外加三相电流和三相电压,满足逆无功和过负荷条件,增大电流达有功功率动作值使保护出口。
记录数据。
3.3 高压侧低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时,在高压侧电压输入端子CA相加电压,改变电压幅值,使t3出口灯亮。
记录数据。
3.4 机端低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时,改变机端三相电压幅值,使t2出口灯亮。
记录数据。
3.5 过负荷电流定值测试在满足逆无功和过有功功率条件的同时,增大电流达过负荷定值使t1出口灯亮。
记录数据。
3.6 过电流定值测试在满足逆无功和机端低电压条件的同时,增大电流达过电流定值使t2出口灯亮。
记录数据。
3.7 负序电压定值测试降低逆无功、过负荷、过电流及有功功率定值,同时提高低电压定值,外加三相电流和三相电压,在满足保护动作条件并有出口灯亮时,改变某一相电压幅值使负序电压计算值达整定值使保护出口灯熄灭。
发电机失磁、振荡、失步是有何区别?出现类似情况,运行人员如何处理?运行中,由于励磁回路开路、短路、励磁电流小时或转子回路故障所引起的发电机失磁后,发电机及励磁系统的相关表记反应如下:(1). 转子电流表、电压表指示零或接近于零;(2). 定子电压表指示显著降低;(3). 电子电流表指示升高并晃动;(4). 发电机有功功率表的指示降低并摆动;(5). 发电机有功功率表的指示负值。
发电机在运行中失去励磁电流,使转子的磁场消失,这种可能是由于励磁开关误跳闸,励磁机或半导体励磁系统发生故障,转子回路断线等原因引起。
当失磁发生后,转子磁场消失了,电磁力矩减少,出现过剩力矩,脱离同步,转子与定子有相对速度,定子磁场以转差速度切割转子表面,使转子表面感应出电流来。
这个电流与钉子旋转磁场作用就产生了一个力矩,常称为异步力矩,这个异步力矩在这里也是个阻力矩,它起制动作用,发电机转子便在克服这个力矩的过程中做了功,使机械能变成电能,可继续向系统送出无功,发电机的转速不会无限制升高的,因为转速越高,这个异步力矩越大。
这样,同步发电机就相当于变成了异步发电机。
在异步状态下,电机从系统吸收无功,供定子而后转子产生磁场,向系统送出无功,如果这台电机在很小的转差下就能产生很大的异步力矩,那么失磁状态下还能带较大的负荷,甚至所带负荷不变。
这种状态要注意两点:一是定子电流不能超过额定值;二是转子部分温度不能超过允许值。
那么发电机失磁后有何不良影响呢?这个问题要分为两方面来阐述:一是对本身发电机的影响,二是对系统的危害。
对发电机的危害,主要表现在以下几个方面:(1). 由于转差的出现,在转子表面将感应出差频电流。
差频电流在转子回路中产生附加损耗,使转子发热加大,严重时可使转子烧损。
特别是直接冷却高利用率的大型机组,其热容量裕度相对降低,转子容易过热;(2). 失磁发电机转入异步运行后,发电机的等效电抗降低,由系统向发电机送出的无功功率增大。
发电机失磁保护(逆无功原理)一、保护原理发电机失磁及励磁降低至不允许程度的主要标志,是逆无功和定子过电流同时出)。
失磁的危害判据有现。
逆无功原理的失磁保护主判据是逆无功(-Q)和定子过电流(I>系统低电压(Us<)和机端低电压(Ug<),用来判别发电机失磁对系统及对厂用电的影响。
另外,为减少发电机失磁运行时的危害程度,采用发电机有功功率判据(P>)。
减有功图一发电机逆无功原理失磁保护逻辑图二、一般信息2. 1 输入TA/TV定义注:对应的保护压板插入,保护动作时发信并出口跳闸;对应的保护压板拔掉,保护动作时只发信,不出口跳闸。
2.6投入保护开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。
)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视点击进入发电机逆无功原理式失磁保护监视界面,可监视保护定值,有功功率、无功功率、发电机机端电压、系统低电压等有关信息。
三、保护动作整定值测试3.1逆无功定值测试外加三相电流和三相电压,满足过有功和过负荷条件,通过改变电流和电压的夹角来改变无功达动作值使保护出口。
记录数据。
3.2 有功功率定值测试外加三相电流和三相电压,满足逆无功和过负荷条件,增大电流达有功功率动作值使保护出口。
记录数据。
3.3 高压侧低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时,在高压侧电压输入端子CA相加电压,改变电压幅值,使t3出口灯亮。
记录数据。
3.4 机端低电压定值测试在满足逆无功和过电流条件的同时,改变机端三相电压幅值,使t2出口灯亮。
记录数据。
3.5 过负荷电流定值测试在满足逆无功和过有功功率条件的同时,增大电流达过负荷定值使t1出口灯亮。
记录数据。
3.6 过电流定值测试在满足逆无功和机端低电压条件的同时,增大电流达过电流定值使t2出口灯亮。
记录数据。
3.7 负序电压定值测试降低逆无功、过负荷、过电流及有功功率定值,同时提高低电压定值,外加三相电流和三相电压,在满足保护动作条件并有出口灯亮时,改变某一相电压幅值使负序电压计算值达整定值使保护出口灯熄灭。
发电机失磁现象及处理方法一、发电机失磁现象的定义及原因发电机失磁是指在运行中,由于某些原因,发电机磁场消失或减弱,导致输出电压降低或完全没有输出电压的现象。
常见的原因有以下几种:1.励磁系统故障:励磁系统是维持发电机正常运转的关键部件之一。
如果励磁系统出现故障,如励磁电源故障、调节器损坏等,就会导致发电机失去励磁而失磁。
2.外界干扰:在工业生产中,有时会出现外界干扰的情况,如雷击、高压线路、强电场等都可能导致发电机失去励磁而失磁。
3.绕组故障:发电机绕组是由铜线绕成的,在长期运行中容易出现断线、接触不良等故障。
如果绕组出现故障,就会导致发电机失去励磁而失磁。
二、处理方法1.检查励磁系统对于励磁系统故障造成的失磁问题,需要首先检查励磁系统是否正常。
具体方法如下:(1)检查励磁电源是否正常。
可以使用万用表检测励磁电源的电压和电流是否正常,如果不正常则需要修理或更换。
(2)检查调节器是否损坏。
如果调节器损坏,就需要进行维修或更换。
(3)检查励磁线路是否接触良好。
如果发现接触不良,就需要重新接好或更换。
2.消除外界干扰对于外界干扰造成的失磁问题,需要采取以下措施:(1)加强防雷措施,如安装避雷针、接地线等。
(2)减少高压线路和强电场对发电机的影响,可以采用隔离、屏蔽等措施。
3.修复绕组故障对于绕组故障造成的失磁问题,需要进行以下处理:(1)检查绕组是否有断线、接触不良等情况。
如果有,则需要重新焊接或更换铜线。
(2)对于绕组出现过热或烧毁现象,需要进行局部修复或更换整个绕组。
4.其他处理方法如果以上方法都无法解决失磁问题,则可能是因为发电机内部元件损坏或老化,需要进行更换或维修。
此时需要将发电机拆开检查,并根据具体情况进行维修或更换。
三、预防措施为了避免发电机失磁问题的发生,可以采取以下预防措施:1.定期检查励磁系统和绕组状态,及时发现并修复故障。
2.加强对外界干扰的防范,如加装避雷针、接地线等。
3.定期对发电机进行保养和维护,延长使用寿命。
发电机失磁保护一、什么是发电机的失磁及失磁的原因发电机正常运行过程中,励磁突然全部或者部分消失,称为发电机失磁。
发电机运行过程中突然失磁,主要是由于励磁回路断路所引起。
一般励磁回路的断路,是由于灭磁开关受振动而跳闸、磁场变阻器接触不良、励磁机磁场线圈断线、整流子严重冒火以及自动电压调整器故障等原因所引起。
二、发电机失磁的电气特征和机端测量阻抗(等有功阻抗圆、静稳极限阻抗圆和异步边界阻抗圆)特征1、发电机失磁的电气特征发电机失磁过程的特点:(1)发电机正常运行,向系统送出无功功率,失磁后将从系统吸取大量的无功功率,使机端电压下降。
当系统缺少无功功率时,严重时可能使电压降到不允许的数值,以致破坏系统稳定。
(2)发电机电流增大,失磁前送有功功率愈多,失磁后电流增大愈多。
(3)发电机有功功率方向不变,继续向系统送有功功率。
(4)发电机机端测量阻抗,失磁前在阻抗平面R——X坐标第一象限,失磁后测量阻抗的轨迹沿着等有功阻抗圆进入第四象限。
随着失磁的发展,机端测量阻抗的端点落在静稳极限阻抗圆内,转入异步运行状态。
2、发电机失磁的机端测量阻抗发电机从失磁开始到进入稳定的异步运行,一般可分为三个阶段:(1)发电机从失磁到失步前:发电机失磁开始到失步前的阶段,发电机送出的功率基本保持不变,而无功功率在这段时间内由正值变为负值。
发电机端的测量阻抗为Z=Us²/2P+jXs+ Us²/2P*ej2¢¢=tg-1Q/P式中P——失磁发电机送至无限大系统的有功功率;Q——失磁发电机送至无限大系统的无功功率;Xs——系统电抗,包括变压器和线路的电抗。
P、Us、Xs为常数,不随时间变化,而Q随时间变化,则φ也随时间变化,故在机端阻抗平面上是一个圆方程,称为等有功圆,圆心和半径分别为[Us²/2P,Xs],Us²/2P(2)静稳极限点:设发电机的Ed与系统Us的夹角为δ。
发电机失磁保护的原理及整定计算1. 发电机失磁保护的重要性发电机是电力系统中至关重要的设备,一旦发生失磁现象,将导致发电机无法正常输出电能,严重影响电力系统的稳定运行。
发电机失磁保护是保证电力系统安全稳定运行的重要保障。
2. 失磁保护的原理失磁保护是指当发电机励磁系统出现异常或失效时,及时切断发电机励磁,以防止发电机失去励磁电流而导致失磁。
失磁保护装置通常采用电流互感器来监测发电机励磁电流,一旦检测到励磁电流异常,立即启动失磁保护装置,切断励磁系统。
3. 失磁保护的整定计算失磁保护的整定计算是保证失磁保护装置动作可靠的关键,其主要包括两个参数的确定:失磁保护动作时间和动作电流门槛值。
动作时间的确定需要考虑发电机的励磁系统特性和运行条件,一般可通过实际测试和仿真计算来确定。
动作电流门槛值的确定则需要综合考虑发电机的特性曲线、系统容量和保护装置的灵敏度,通常需要进行复杂的计算和分析。
4. 个人观点和理解作为发电机失磁保护的重要组成部分,整定计算的准确性直接关系到失磁保护的可靠性和灵敏度。
在进行整定计算时,需严谨对待,充分考虑发电机和系统的特性,尽可能保证失磁保护的动作精准可靠。
总结与回顾:发电机失磁保护作为电力系统保护的重要组成部分,在保障电力系统安全稳定运行方面具有不可替代的作用。
失磁保护的原理基于监测发电机励磁电流,及时切断励磁系统以防止失磁现象的发生。
整定计算则是保证失磁保护装置可靠动作的关键,需要综合考虑多种因素进行精确计算。
对于失磁保护,希望未来能进一步加强对于整定计算方法的研究,提高失磁保护的可靠性和灵敏度。
通过本文的深入探讨,相信读者能更全面、深刻地理解发电机失磁保护的原理及整定计算方法,从而更好地应用于实际工程中,保障电力系统的安全稳定运行。
以上是对发电机失磁保护的原理及整定计算的全面评估和深度探讨,希望对你有所帮助。
发电机失磁保护是电力系统中非常重要的一环,其原理和整定计算对于确保发电机正常运行和电力系统的稳定性至关重要。
发电机失磁故障原因
发电机失磁故障,这可真是个让人头疼的问题啊!那到底是什么原因导致的呢?这就好比一辆汽车没了油,跑不起来啦!
咱先说说可能是励磁绕组出现了问题呀。
就好像人的血管,如果有一处堵塞了,那血液就不能顺畅流通啦,这励磁绕组要是出点啥毛病,那磁不就失了嘛!这可不是小事情啊。
还有啊,励磁电源出故障也会惹出大麻烦呢!这就好像是做饭没了火,那还怎么做熟饭呢?没有了稳定可靠的励磁电源,发电机可不就容易失磁嘛。
再想想,自动励磁调节装置失灵也是有可能的呀!这就如同一个导航系统突然失效了,那还怎么能准确找到目的地呢?这装置一失灵,对发电机的影响可太大啦。
系统短路或接地故障也得考虑进去呀!这就好像是电路中的一条路突然断了,电流过不去,那整个系统不就乱套了嘛!能不影响发电机失磁吗?
还有一些其他因素呢,比如长期运行后的部件老化、维护不当等等。
这不就跟人一样嘛,如果长期不注意保养身体,总会有些小毛病出现的呀。
难道我们就只能眼睁睁地看着发电机失磁故障发生吗?当然不是啦!我们可以加强日常的维护和检查呀,就像人要定期体检一样。
对励磁绕组、励磁电源等关键部位要格外关注,一旦发现问题及时解决。
而且要保证自动励磁调节装置的正常运行,这可是很重要的呀!
总之,发电机失磁故障的原因是多方面的,我们得重视起来,采取有效的措施去预防和解决。
只有这样,我们才能让发电机稳定可靠地运行,为我们的生活和工作提供持续的电力呀!这难道不是我们都希望看到的吗?。
发电机的失磁运行及其产生的影响
失磁故障指励磁突然全部消逝或部分消逝(低励)使励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流。
(1)失磁缘由主要有三种
①励磁回路开路,励磁绕组断线灭磁开关误动作,励磁调整装置的自动开关误动,可控硅励磁装置中部分元件损坏;
②励磁绕组由于长期发热,绝缘老化或损坏引起短;
③运行人员调整等。
(2)失磁后的基本物理过程
①δ90o 发电机未失步:同步振荡阶段;
②δ=90o(静稳定极限角):临界失步状态;
③δ90o 转子加速愈趋猛烈:异步运行阶段。
在发电机超过同步转速后,转子回路中将感应出频率为fG-fS的电流(fG为发电机转速的频率,fS为系统频率),该电流将产生异步功率Pac,当Pac=PT即进入稳态的异步运行阶段。
(3)失磁后的影响
对电力系统:
①汲取Q→U↓,无功储备不足,将因电压崩溃而瓦解。
②U↓→其他发电机Q↑→过电流→后备爱护动作,故障扩大。
③失磁→失步→振荡→甩负荷。
对发电机:
①转子中fG-fS的差频电流→过热。
②转差率s=(fG-fS)/fS↑→吸Q↑→R2(1-s)/s↓→定子过电流→发热。
③转速↑→振动。
可见失磁后,若不失步,无直接危害。
失步后,对发电机及系统有不利影响,故应装设特地的失磁爱护。
发电机的失磁同步发电机得到曲流励磁,称为失磁。
发电机失磁后,经由共步振荡进进异步运行状况,发电机在异步运行形态下,以矮涩差s与电网并列运行,自系统汲取无功功率树立磁场,向系统保送必定的有功功率,是一类特别的运行方法。
(1)发电机失磁的原因。
引止发电机失磁的原因有励磁回路开路,如从动励磁开闭误跳闸,励磁调理拆放的主动开闭误动;转子来路断线,励磁机电枢回路续线,励磁机励磁绕组断线;励磁机或励磁回路元件故障,如励磁安装外元件破坏,励磁调理器故障,转子涩环电刷环水或者焚续;转子绕组欠路;失磁维护误动和运行职员误操作等。
(2)发电机失磁运行的景象。
发电机失磁运行有如下隐象:1)中心音响工程疑号静做,“发电机组得磁”光字牌明。
2)转子电流表的指示即是零或者濒临于整。
转子电流表的指示与励磁回路的通续情形及失磁原因无关,若励磁归路启路,转子电流表指示为整;若励磁绕组经亡磁电阻或励磁机电枢绕组关路,或者AVR、励磁机、硅零流安装故障,转子电流表有指示。
但由于励磁绕组来路流过的是接流(失磁后,转子绕组感应出转差频次的交换),故曲流电流表有很小的指示值。
3)转子电压里指示非常。
在发电机失磁霎时,转子绕组二端能够发生功电压(励磁来路下电感而致);若励磁归路启道,则转子电压落至整;若转子绕组二面交天欠路,则转子电压唆使下降;转子绕组启道,委婉子电压指示降下。
4)定子电流表指示升高并摆动。
降高的原因是由于发电机失磁运行时,既向系统收出必定的有功功率,又要自系统接收无功功率以树立机内磁场,且呼支的无功功率比本来送出的无功功率要大,使定子电流减大。
摆动的本因是由于力矩的交变引止的。
发电机失磁后异步运行时,转子上感应出好频交换电流,当电流发生的双相脉动磁场能够合成为转速雷同、圆向相同的反向和正向旋转磁场,其外,正向旋转磁场以相关于转子sn1的转速顺转子转向旋转,与定子磁场相对动行,它与定子磁场作用,对转子产熟造动作用的异步力矩;另一个反向旋转磁场,以绝对于转子s"。
简述发电机失磁后的物理过程
发电机失磁后的物理过程称为失磁复磁过程,主要包括以下步骤:
1. 失磁:当发电机失去励磁电流或励磁能量时,磁场逐渐减弱,导致发电机的转子磁极失去磁化。
2. 飞逝磁阻:在失磁的条件下,发电机的转子磁极在无励磁的情况下旋转。
由于转子磁极与定子绕组之间的相对运动,会产生感应电动势。
3. 电动势产生:感应电动势作为一个反向电流通过定子绕组,在转子上产生磁场。
4. 复磁:电动势通过定子绕组和转子之间的电流,重新磁化了失磁的转子磁极。
这个过程可以是自激励的,用复磁器和电源提供相对较小的直流电流,或者使用外部励磁器和电源提供较大的直流电流。
5. 稳定励磁:一旦发电机的转子磁极被重新磁化,励磁电流恢复到正常水平,并保持稳定,以确保发电机能够维持恒定的输出电压和频率。
总的来说,发电机失磁后的物理过程是通过感应电动势和电流重新磁化转子磁极,恢复正常的励磁电流,以维持发电机的正常运行。
发电机失磁后的象征:(1)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。
自动励磁调节器的切换策略分析与选型作者:佚名文章来源:不详点击数:149 更新时间:2006-5-18自动励磁调节器的切换策略分析与选型夏远强,张灿斌(广东省云浮电厂,广东云浮 527328)摘要:通过分析两套自动励磁调节器并列运行和切换的方式,说明国内机组流行采用的两套励磁调节器及多套励磁调节器之间要实现可靠无扰动切换,必须解决抗干扰问题,为此,特别强调在选购自动励磁调节器时必须注意的一些问题。
关键词:自动励磁调节器;切换;工作方式;备用方式自动励磁调节器是励磁控制系统的核心部件备。
这是因为一方面,相对于晶闸管整流、灭磁及转子过电压保护、交流励磁机、直流励磁机、硅整流柜(后三者为非自并励磁机组所用设备)等励磁系统设备,自动励磁调节器是最复杂的部分,也是最薄弱的部分;另一方面,自动励磁调节器肩负着建立稳定的磁场,调节发电机电压和无功功率,保证发电机稳定,可靠并网运行的重任。
现代数字式自动励磁调节器均是以各种大规模集成电路、数字计算机为核心的电子装置,由于元件数量多,而且多是弱电元件和芯片,比较容易损坏或受干扰而误动,因而系统的可靠性仅由单套自动励磁调节器维持是不够的,必须采用双套及以上的自动励磁调节器才能满足可靠性要求,这就存在2套调节器之间并列运行与切换的问题。
1自动励磁调节器的切换原理1.1自动励磁调节器之间相互切换的目的2套励磁调节器之间相互切换的目的:当某一套自动励磁调节器发生故障的情况下,另一套自动励磁调节器能顺利切换至工作正常的调节器上,以保证励磁系统不因自动励磁调节器的故障而导致发电机不能正常工作。
因此励磁调节器能否准确给出故障信号,表决系统能否正确动作就成为切换的两个必要条件。
目前国内外有多种型号的自动励磁调节器,主要分为两通道及三通道自动励磁调节器,下面以国内大中型火力发电机组使用较多的南瑞公司生产的SAVR 2000型自动励磁调节器为例,说明两套励磁调节器的切换问题,其工作原理见图1。
1.2自动励磁调节器的构成及其功能SAVR-2000型自动励磁调节器是由两套完全独立的励磁调节器组成(A套+B 套),在正常情况下,2套自动励磁调节器均在电压闭环状态中工作,自动励磁调节器A为工作方式,自动励磁调节器B为热备用方式。
每套调节器有电源、采样、计算、脉冲放大等功能模块。
为保证2套自动励磁调节器之间切换时无扰动,自动励磁调节器B应跟踪和检测自动励磁调节器A的工作状态,内容有以下几项:a) 跟踪自动励磁调节器A的电压给定值;b) 跟踪自动励磁调节器A的触发角α(或占空比K);cc) “看门狗”电路能检测自动励磁调节器A及自动励磁调节器B的状态。
由于自动励磁调节器B跟踪和检测了上述各量,再加上各种容错措施,在励磁调节器切换后,自动励磁调节器B仍维持自动励磁调节器A故障前的状态,因而可以做到无扰动切换。
1.3自动励磁调节器之间的切换2套自动励磁调节器之间发生切换,主要有以下几种情况:a) 自动励磁调节器A的CPU受到干扰而死机,“看门狗”电路动作并发出故障信号;b) 自动励磁调节器自检发现电路异常,如电源系统电压偏低或偏高,自检脉冲缺相或无输出等,调节器发出故障信号;c) 人为切换。
因此,调节器的切换只有两个条件,出现故障及人为切换。
当自动励磁调节器B工作正常,只要收到自动励磁调节器A发出的任一信号(故障及人为切换),自动励磁调节器B就将自己置为工作方式,并发出信号,让原自动励磁调节器A 变为备用方式。
只要原自动励磁调节器A的故障不排除,无论发生什么情况,此时已变为工作方式的励磁调节器均不可能再次切换至备用方式。
从这一点可以看出,自动励磁调节器A和自动励磁调节器B之间的切换逻辑完全依靠功能信号。
表决电路可以由若干继电器组成,其电路是非常简单的,并且2套自动励磁调节器的电路之间没有电气联系,因而整个调节器表决系统的可靠性是比较高的。
2自动励磁调节器无扰动切换的实现2.1自动励磁调节器无扰动切换的实现要实现自动励磁调节器之间的无扰动切换,有两个必要条件:一是两套自动励磁调节器的给定值及触发角应完全一致,二是两套自动励磁调节器的采样值不能相差太大。
但在故障情况下,无扰动切换更依赖于故障判断的速度。
由于发电机转子是一个很大的电感,因而在0.1 s以内,转子电流通常不会有太大的波动。
只要在这个时间内能正确动作,并且滤除自动励磁调节器A的错误信息,由故障引起的切换就不会造成很大的波动。
然而,自动励磁调节器A是不能迅速发出某些故障信号,比如CPU死机信号,它是由“看门狗”监测的。
“看门狗”的动作原理如下:当CPU正常工作时,通过软件,CPU可以给出一个定时脉冲去复位“看门狗”,“看门狗”就不会给出故障信号;当CPU死机时,软件不能正常工作,就无法给出一个定时复位脉冲,“看门狗”就据此判断CPU已死机,通常,这个时间为1 s左右,显然,这不能满足实际要求。
为此,励磁调节器产生脉冲的功能必须与CPU分离。
为了解决这一难题,SAVR 2000型发电机自动励磁调节器有专用的门阵列可编程控制器电路(FPGA),当CPU死机时,仍能继续发出脉冲,避免因CPU死机而可能产生的失磁现象。
当自动励磁调节器A的“看门狗”给出故障信号时,备用方式的励磁调节器自动转为工作方式的励磁调节器,原工作方式的励磁调节器自动置为备用方式。
为了防止跟踪原工作方式励磁调节器的错误信息,备用方式的励磁调节器应跟踪工作方式励磁调节器前数秒钟的工作状态。
2.2自动励磁调节器无扰动切换的方式2.2.1自动励磁调节器A与自动励磁调节器B之间的跟踪由于是数字式自动励磁调节器,因而与模拟式自动励磁调节器相比,自动励磁调节器A与自动励磁调节器B之间的跟踪主要采取数字通信方式。
为保证每一个调节周期的数据都能及时传递,在保证数据正确的前提下应考虑高速通信方式。
目前较通用的是异步串行通信和同步串行通信方式。
异步通信具有抗干扰性能强,可靠性高的优点,但不能保证每一个调节周期的数据都能及时传递。
考虑到两套自动励磁调节器布置在同一屏柜内,相互间的距离很近,只要采取适当的措施就可以满足抗干扰的要求,因此同步串行通信方式成为两套励磁调节器之间通信的首选。
2.2.2三机系统的切换为增强励磁系统的可靠性,也有一些公司采用三套励磁调节器,如英国ROLLS-ROYCE公司生产的TMR型数字式微机励磁系统。
TMR电压自动励磁调节器由3个完全相同并相互独立的励磁调节器构成,每个通道均有自动及手动控制功能,可方便实现停机保护功能,同时采取多数表决方式处理停机信号,保证了系统的可靠性。
当三套调节器有两套完全相同时,就将此结果送至励磁系统的被控对象。
当一个自动励磁调节器发生故障时,系统将另两个自动励磁调节器的中值做为调节信号,同时给出报警信号。
当有两套励磁调节器出现故障时,就切换至手动励磁调节器。
与两套调节器方式相比,三机系统的可靠性并没有本质的提高,但可以避免测量或计算系统的故障引起的误调节。
2.2.3两机方式与三机方式的比较采用2套或多套自动励磁调节器最重要的目的是增加可靠性,但是采用多重化励磁系统也带来许多问题,首先是切换问题。
当运行中的励磁调节器超过两套时,需要有专门的表决电路,并且通信的任务也很重,这就增加了系统的复杂性。
因此,从设计的角度讲,最主要的问题是提高每一套励磁系统的可靠性。
随着大规模集成电路的应用,调节器的硬件结构趋于简单,并行的数据总线及地址总线无需引出电路板外,因而大大降低了主CPU计算错误或死机的可能性。
3励磁调节器可靠切换必须解决抗干扰问题从实际经验看,由于采用完全相同的硬件,且调节器又放置于同一个柜中,因而当外界的干扰信号很强烈时,往往是两套或多套调节器同时故障,这一点已经被一些实际事故和厂家试验所证实。