发电机失磁保护介绍

发电机失磁保护介绍1 概述同步发电机是根据电磁感应的原理工作的，发电机的转子电流（励磁电流）用于产生电磁场。正常运行工况下，转子电流必须维持在一定的水平上。发电机失磁故障是指励磁系统提供的励磁电流突然全部消失或部分消失。同步发电机失磁后将转入异步运行状态,从原来的发出无功功率转变为吸收无功功率。对于无功功率容量小的电力系统，大型机组失磁故障首先反映为系统无功功率不足、电压下降，严重时将造成系统的电压崩溃,使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。在这种情况下,失磁保护必须快速可靠动作，将失磁机组从系统中断开，保证系统的正常运行。引起发电机失磁的原因大致有:发电机转子绕组故障、励磁系统故障、自动灭磁开关误跳闸及回路发生故障等。2 发电机失磁过程中机端测量阻抗分析发电机从失磁开始进入稳态异步运行，一般分为三个阶段：（1）失磁后到失步前（2）临界失步点（3）异步运行阶段2・1 隐极式发电机以汽轮发电机经联络线与无穷大系统并列运行为例，其等值电路与正常运行时的向量图如图 1 所示。图 1 发电机与无限大系统并列运行图中,Ed为发电机的同步电势，人为发电机机端相电压，Us为无穷大系统相电压,1 为发电机定子电流,X 为发电机同步电抗,X 为发电机与系统之间的等值电抗，且有dsX 二 X+X,p 为受端的功率因数角,5 为 E 与 U 之间的夹角（即功角）。工 dsds若规定发电机发出有功功率、无功功率时，表示为 w 二 P-jQ，则功率因数角为EU=—ssin5XEUdsXsU2cos5—X(1)(2)(3)在正常运行时,5<90。。5=90o为稳定运行极限,5>900后发电机失步。1.失磁后到失步前在失磁后到失步前的阶段中，转子电流逐渐减小，Ed 随之减小，二随之增大,两者共同的结果维持发电机有功功率 P 不变。与此同时，无功功率 Q 随着 Ed 的减小与丄的增大迅速减小，按（2）式计算的 Q 值由正变负，发电机由发出感性无功转变为吸收感性无功。此阶段中,发电机机端测量阻抗为7UU+IjXZ=f=―&s亍+jXs带入公式 I-U=P-jQ,则sZ 二匕+jX 二 Li•P + jQ + P — jQ +jXfTs2PP-jQU2(击*jXU2)+_2pej2p(4)U2式中,U、P、X 为常数，此方程表示一个以（J+ss2PX）为圆心，sU2器为半径的圆，如图2所示,此圆又称为等有功组抗圆。发电机失磁以前，向系统送出无功功率，P 角为正，测量阻抗位于第一象限。失磁以后，随着无功功率的变化，P 角由正值变为负值，因此测量阻抗也沿着圆周由第一象限进入第四象限。2.临界失步...