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發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)方式
2017-12-1 閱讀(275)
發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對電力系統(tǒng)的正常工作和供電的電能質(zhì)量起著重要作用，并且發(fā)電機(jī)還是非常貴重的電氣元件，因此，針對發(fā)電機(jī)的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置。
1. 發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障有:
定子繞組的相間短路、定子繞組一相的匝間短路、定子繞組單相接地;
轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流異常下降或*消失。
2. 發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有:
外部短路引起的定子繞組過電流;
負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量引起的三相對稱過負(fù)荷;
外部不對稱短路或不對稱負(fù)荷(如單相負(fù)荷、非全相運(yùn)行等)引起發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和過負(fù)荷;
發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓;
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷;
汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率等。
3. 按規(guī)程規(guī)定，發(fā)電機(jī)的保護(hù)方式有:
(1) 對于1MW以上的發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的相間短路，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。
(2) 對于直接連于母線的發(fā)電機(jī)單相定子繞組接地故障，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓電網(wǎng)的接地電容電流大于或等于時(shí)(不考慮消弧線圈的作用)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的零序電流保護(hù);當(dāng)接地電流小于時(shí)，則裝設(shè)動(dòng)作于信號(hào)的接地保護(hù)。
對于發(fā)電機(jī)變壓器組，一般在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù);當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接地電容電流大于時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。
容量在100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為*的定子接地保護(hù)。
(3) 發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路，當(dāng)繞組接成星形且每相中有引出的并聯(lián)支路時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單繼電器式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。
(4) 對于發(fā)電機(jī)外部短路引起的過電流，可采用下列保護(hù)方式:
1) 負(fù)序過電流及單相式低電壓起動(dòng)過電流保護(hù)，通常用于50MW及以上的發(fā)電機(jī);
2) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù);
3) 過電流保護(hù)，用于1MW以下的小發(fā)電機(jī)。
(5) 對于由不對稱負(fù)荷或外部不對稱短路引起的負(fù)序過電流，一般在50MW及以上的發(fā)電機(jī)上裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)。
(6) 對于由對稱負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，應(yīng)裝設(shè)接于一相電流的過負(fù)荷保護(hù)。
(7) 對于水輪發(fā)電機(jī)定子繞組過電壓，應(yīng)裝設(shè)帶延時(shí)的過電壓保護(hù)。
(8) 對于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接地故障:
1) 水輪發(fā)電機(jī)一般裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)，小容量機(jī)組可采用定期檢測裝置;
2) 對于汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的一點(diǎn)接地，一般采用定期檢測裝置，對于大容量機(jī)組則可以裝設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)。對于兩點(diǎn)接地保護(hù)，在勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后投入。
(9) 對于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失的故障，在發(fā)電機(jī)不允許失磁運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在自動(dòng)滅磁開關(guān)斷開時(shí)連鎖斷開發(fā)電機(jī)的斷路器;對于采用半導(dǎo)體勵(lì)磁以及100MW及以上采用電機(jī)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)增設(shè)直接反應(yīng)發(fā)電機(jī)失磁時(shí)電氣參數(shù)變化的失磁保護(hù)。
(10) 對于轉(zhuǎn)子回路的過負(fù)荷，在100MW及以上并采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)。
(11) 對于汽輪發(fā)電機(jī)主汽門突然關(guān)閉，為防止汽輪機(jī)遭到損壞，對大容量的發(fā)電機(jī)組，可考慮裝設(shè)逆功率保護(hù)。
(12) 其他當(dāng)電力系統(tǒng)振蕩影響發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)，在30MW機(jī)組上，宜裝設(shè)失步保護(hù);當(dāng)汽輪機(jī)低頻運(yùn)行造成機(jī)械振動(dòng)，葉片損傷對汽輪機(jī)危害*時(shí)，可裝設(shè)低頻保護(hù);當(dāng)水冷卻發(fā)電機(jī)斷水時(shí)，可裝設(shè)斷水保護(hù)等。
為了快速消除發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，在保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)斷路器的同時(shí)，還必須動(dòng)作于自動(dòng)滅磁開關(guān)，斷開發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路，使定子繞組不再感應(yīng)電動(dòng)勢，不再提供短路電流。
發(fā)電機(jī)保護(hù)通常動(dòng)作于停機(jī);解列滅磁;解列;減出力;程序跳閘或信號(hào)。
(1) 停機(jī):斷開發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁。對汽輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉主汽門;對水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼。
(2) 解列滅磁:斷開發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。
(3) 解列:斷開發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。
(4) 減出力:將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值;
(5) 程序跳閘:對于汽輪發(fā)電機(jī)，首先關(guān)閉主汽門，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再跳開發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁;對于水輪發(fā)電機(jī)，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。
(6) 信號(hào):發(fā)出聲光信號(hào)。
