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1、防止励磁系统故障 原文:“11.13.1 有进相运行工况的发电机,其低励限制的定值应在制造厂给定的容许值和保持发 电机静稳定的范围内,并定期校验。11.13.2 自动励磁调节器的过励限制和过励保护的定值应在制造厂给定的容许值内,并定期校验。11.13.3 励磁调节器的自动通道发生故障时应及时修复并投入运行。严禁发电机在手动励磁调节(含按发电机或交流励磁机的磁场电流的闭环调节)下长期运行。在手动励磁调节运行期间,在调节发电机的有功负荷时必须先适当调节发电机的无功负荷,以防止发电机失去静态稳定性。11.13.4 在电源电压偏差为+10%15%、频率偏差为+4%6%时,励磁控制系统及其继电器、开关等
2、操作系统均能正常工作。11.13.5 在机组起动、停机和其他试验过程中,应有机组低转速时切断发电机励磁的措施。”励磁系统是维持发电机运行的核心,其作用不仅在于在发电机正常运行时,为发电机转子提供基本的磁场能量,也在于当电力系统发生突然短路或突加负荷、甩负荷时,自动对发电机进行强行励磁或强行减磁,以提高电力系统运行稳定性和可靠性,也在于当发电机内部出现短路时,对发电机励磁系统绕组进行灭磁,以避免事故的扩大。因此,要求发电机运行时励磁调节器必须投入自动通道,不允许使用恒流电源 或手动通道。否则,可能导致事故的发生。例如:1982 年 8 月 7 日,在华中电网发生系统振荡事故中,青山热电厂 11
3、号机组由于励磁系统工作在“手动”状态下,没有投入励磁自动装置,并且运行功率因数较高(0.995),接近于进相运行,在受到外部故障干扰时,机组与系统脱步,从而造成了青山热电厂的新厂与老厂之间振荡。最后将 11 号机组与系统解列,随即新老厂振荡消除,电压恢复,各机组运行正常。励磁系统故障主要是欠励(失磁)、过励(转子过负荷)和过激磁(V/F),其对发电机危害较大。为此,在励磁系统的选型、调试、检修及运行维护中,必须注意做好以下工作。1)在新机组和在役机组改造的励磁系统选型、调试过程中,必须执行同步电机励磁系统(GB/T7409.17409.31997)等国家标准及大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技
4、术条件(DL/T 6501998)等有关电力行业标准,以确保励磁系统能更好地满足安全运行的要求,即具备欠励限制、过励限制、过激磁限制、无功补偿、PSS、电压互感器断线保护等功能,在配置上采用数字控制、两条自动通道、交直流双路电源、功率柜采用 n+1 方式(一组整流柜退出运行时励磁系统仍然具备强励能力)等,以提高励磁系 统可靠性。2)励磁系统低励限制的定值经过认真计算(包括静稳定极限和电网暂态稳定的核定,并留有一定的稳定余度)和整定后,必须通过进相试验实际检验,机组才可以进相运行。另外,进相运行的机组应装设发电机功角仪,以便于运行监视。进相运行时,发电机功角应在控制在 70以内。3)在计算和整定
5、励磁调节器过励限制定值时,必须保证调节器过励限制、过励保护及发电机转子过负荷保护的阶梯关系。即过励时,首先是调节器过励限制动作,其次是过励保护,最后一道防线才是发电机 转子过负荷保护。4)励磁调节器的过激磁限制定值应小于发电机一变压器组过励磁保护定值,确保在发电机电压升高或转速下降时,首先由励磁调节器的过激磁将发电机励磁电流限制在安全范围内。由于大部分的励磁系统在机组起动、停机、励磁手动方式、备励运行及其他试验过程中没有过激磁限制功能,故应注意完善发电机一变压器组过激磁保护,并且在计算定值时要考虑主变压器及高压厂用变压器的过励磁能力。5)应加强对运行人员就在发电机失磁、过励(误强励)及转速下降
6、等情况下的处理方法的培训。运行中的发电机失磁,当达不到失磁保护跳机条件时,机组将进入异步运行状态。这时,运行人员必须首先快速减负荷,然后实施其他处理措施。有条件的机组应考虑增加失磁保护至 DEH 的快速减负荷联锁 回路。发电机强励过程也是转子过载(发热)的过程。所以当发电机误强励或正常强励后不能正常返回,并且转子过负荷保护又不能正常投入(如备励运行等工况)时,必须在短时间内强行灭磁(过励限制定值是 1.82.0 倍额定励磁电流时,强励 10s,发电机转子强励通常不允许超过 30s,具体时间见厂家说明书)。对于启动过程中的发电机,当机组达到额定转速并且调速系统运行正常之前,绝对禁止对发电机进行励
7、磁升压。对于额定转速下已经升压等待并网、已经解列准备停机或进行其他试验等情况下空载运行的发电机,如出现转速下降的情况,应立刻分断磁场开关强行灭磁。6)对于 IOOMW 及以上的机组,励磁调节器不能随机投入运行或因故退出运行时,应立即通知电网调度,确保发电机过电压保护正常投用,并且及时修复,尽快投入运行,发电机组不能在此状态下长期运行,更不可以进相运行。对于励磁系统处于“手动调节”(包括按发电机或主励磁机的励磁电流闭环调节)方式或备励运行的发电机应避免在高功率因数下运行,适当多发(感性)无功,保持低功率因数,减小功角,以增加发电机的静态稳定储备。要注意发电机因某种原因跳闸而引起发电机过电压以及发电机过电压保护动作是否正常。实践证明,对于 IOOMW 及以上的机组,自动通道投入率可达 100%,故不允许非自动通道运行。7)全静态励磁系统中,励磁变压器应配置过电流保护,不应采取高压熔断器作为保护措施。8)全静态励磁系统运行中,应投入 PSS 功能,提高机组及电网的正阻尼。